IBMs automatisierte Fabrik der 1970er schaffte einen Chip pro Tag. Moderne Fabs brauchen Wochen

Diese Lücke ist das Konkreteste an der Nacherzählung des Projekts SWIFT, die IEEE Spectrum in seiner Dezemberausgabe 2024 veröffentlichte. Der Branchendurchschnitt liegt bei 36 Stunden pro Prozessschicht, heißt es in dem Artikel, gegenüber 5 bei SWIFT. Moderne Chips nutzen mehr Schichten und größere Wafer, und die Fertigung ist komplexer. IEEE Spectrum argumentiert aber, dass diese Faktoren die Lücke nicht schließen.

Harding leitete die Gruppe Manufacturing Research von IBM in East Fishkill, N.Y. Er war drei Jahre bei IBM, als 1961 die Components Division gegründet wurde, und übernahm die Verantwortung für die Geräte, die für den Bau der Festkörperbauelemente des System/360 nötig waren.

Das Projekt, das er leitete, SWIFT, basierte auf Sektoren: Jede Kammer enthielt die gesamte Waferfertigungsausrüstung, die für einen Abschnitt der Fertigung zwischen zwei lithografischen Belichtungen nötig war. Das zeigt ein Patentdiagramm von 1973, das IEEE Spectrum abdruckt.

Was die Zeitachse tatsächlich zeigt

Der Vergleich ist nicht sauber, und IEEE Spectrum sagt das auch. Die Fabs von heute arbeiten mit Wafern von der Größe kleiner Pizzen und fahren weit mehr Schichten. Was SWIFT zeigte, war ein Konstruktionsprinzip, kein direkter Leistungsvergleich: die Automatisierung von Transport und Gruppierung der Prozessschritte statt einer Aneinanderreihung manueller Stationen in einem wochenlangen Hin und Her.

Damals liefen Speicherchips über Dutzende manuelle Stationen, und das dauerte ungefähr einen Monat. Ob sich dieses Prinzip heute weiter treiben lässt, ist eine andere Frage, und der Artikel beantwortet sie nicht. Er merkt nur an, dass viele von SWIFTs Neuerungen heute selbstverständlich sind, während seine Durchlaufzeit nie erreicht wurde.

Die moderne Wirtschaft ruht auf einer einzigen Straße in Spruce Pine, North Carolina.

Dieser Satz, den Construction Physics von dem Ökonomen Ethan Mollick zitiert, verweist auf die andere Hälfte der Kapazitätsgeschichte: die Materialien. In Spruce Pine bauen zwei Unternehmen, die Sibelco-Tochter Covia und The Quartz Corp, den hochreinen Quarz ab, der für die Tiegel des Czochralski-Verfahrens gebraucht wird. Dabei wird Polysilizium über 1.400 Grad Celsius geschmolzen und zu einkristallinen Ingots gezogen.

Construction Physics schätzt, dass Spruce Pine jährlich 180.000 bis 200.000 Tonnen hochreinen Quarz produziert, und nennt für 2013 eine weltweite Zahl von 80.000 Tonnen über alle Quarzsorten. Hochreiner Quarz kostet in der Größenordnung von 10.000 Dollar pro Tonne. Tiegel halten rund 400 Betriebsstunden, und ein Ofen verbraucht 20 bis 25 pro Jahr.

Eine von Construction Physics zitierte Arbeit bezifferte die Tiegel auf 30% der Herstellungskosten von einkristallinen Silizium-Ingots.

Der Engpass ist real, die Apokalypse nicht

Construction Physics ist hier vorsichtig. Der Quarz aus Spruce Pine ist kein unersetzlicher Angelpunkt; Alternativen sind noch nicht entwickelt, nicht ganz so gut und nicht so billig. Ein Lieferausfall würde Halbleiter nicht vollständig stoppen, aber die Ausbeute sinken und die Kosten steigen lassen. Neue Quellen und neue Tiegelmaterialien werden untersucht.

Hurrikan Helene lieferte dafür Ende 2024 einen Praxistest. Tom's Hardware berichtete am 1. Oktober, dass der Sturm über zwei Fuß Regen über Spruce Pine brachte, Straßen abschnitt und Bewohner ohne Strom ließ. Sibelco habe eine Betriebsunterbrechung bestätigt, hieß es in dem Bericht, während The Quartz Corp gegenüber The Verge erklärte, es sei zu früh, um festzustellen, ob die Produktionsstätte betroffen sei. Wiederholte Versuche, Sibelco zu erreichen, scheiterten, weil der Telefondienst ausgefallen war.

Kapazität ist also nicht nur eine Frage dessen, wie schnell eine Linie läuft oder wie viel Geld eine Regierung bereitstellt.

Indiens Kabinett genehmigte im Juli 2026 rund 6,5 Milliarden Dollar für die Smartphone-Fertigung und etwa 13,3 Milliarden Dollar mehr für Halbleiter, berichtete TechCrunch. China hielt 2025 laut Counterpoint Research noch 63% der weltweiten Smartphone-Produktion, gegenüber 18% für Indien.

Texas Instruments wiederum erklärte im Oktober 2024, die Produktion in seiner GaN-Fab in Aizu, Japan, werde die interne GaN-Kapazität vervierfachen. Jede dieser Zahlen hängt irgendwann von einem Tiegel ab.