Was seitdem passiert ist... Chipindustrie, der Kreislauf und die Geopolitik.

Was seitdem passiert ist… Die Chipindustrie, der Kreislauf und die Geopolitik

Wir bringen dir ein Update zu den Storys, die wir in den letzten Monaten behandelt haben.
Diese Ausgabe: Chipindustrie.
(insgesamt 10 Minuten Lesezeit)

Die Chipindustrie, der Kreislauf und die Geopolitik_

(11 Minuten Lesezeit)

Im Juli 2021 stellte die whathappened-Redaktion dir die “Juwelen der Moderne” vor – Halbleiter. Mikrochips benötigen keine Einführung: Sie ermöglichen das Smartphone, auf welchem du diesen Text liest; treiben die Datenzentren an, welche hinter deinem E-Mail-Dienst (oder der whathappened-App) stehen; und bringen die Kaffeemaschine zum Kochen, mit der du in den Tag startest. Unser Explainer zu dem Thema ist bis heute einer der beliebtesten, die wir je geschrieben hatten. Er erklärte die Begriffwelt – von Wafern über Transistoren – und zeigte, wie Mikrochips längst an den Grenzen der Physik kratzen: Die kleinsten Transistoren (das ist gemeint, wenn von der Strukturgröße eines Chips die Rede ist) sind nur noch 4 Nanometer groß, noch kleinere dürften bald in Umlauf kommen (Apple möchte ab kommendem Jahr 3-Nanometer-Chips einsetzen). Die Hersteller müssen inzwischen gar Quanteneffekte berücksichtigen und in Reinräumen arbeiten, deren Luft 10.000 Mal sauberer als “herkömmliche” ist. Juwelen basteln ist harte Arbeit.

Unser Explainer erklärte außerdem die komplexe, hochglobalisierte Industrie rund um Chips. Grob trennen lässt sie sich in Foundries, wo tatsächlich Chips entstehen, und Fabless, wo sie gewissermaßen erdacht werden (sogenannte IDMs, Integrated Device Manufacturers, versuchen sich an beidem). Drumherum existiert ein weites Netz aus Zulieferern, beispielsweise das niederländische ASML, welches ein Monopol bei Spitzentechnologie innehat und ein eigenes Kapitel im Explainer erhielt.

Zu guter Letzt erklärten wir, was es mit dem berüchtigten Chipmangel auf sich hatte. Die Covid-Krise hatte den Markt durcheinandergeworfen und zahlreiche Branchen um begehrte Halbleiter kämpfen lassen. Niemand war so schwer getroffen wie die Autobranche, welche sich bei ihrer Nachfrageprognose besonders verschätzt hatte oder von den Chipproduzenten für margenstärkere Kunden liegen gelassen wurde, je nachdem, wen man fragt. Was für den Rest der Welt ein Problem gewesen sein mag, war für die Chipbranche ein Paradies: Sie machte Rekordgewinne und stand im öffentlichen Fokus. Doch was ist eigentlich seitdem geschehen? Die kurze Antwort: Die Politik mischt sich ein und der Chipmangel könnte sich bald ins Gegenteil verkehren.

Die Chipindustrie und die Juwelen der Moderne (Juli 2021)

Der Chipzyklus

Die Chipbranche mag offenkundig Gesetzmäßigkeiten, welche ersehnte Planbarkeit versprechen. Der bekannteste Beweis dafür ist das “Mooresche Gesetz“, welches den Innovationszyklus per Daumenregel vorherzusagen versuchte: Alle zwei Jahre würde sich die Dichte der Transistoren auf einem Chip – grob gesagt ein Maß für Effizienz und Leistungsfähigkeit – verdoppeln, so der Ingenieur Gordon Moore 1965. Das hielt sich tatsächlich bis in die 2010er. Ein etwas weniger bekanntes, doch akut relevanteres Beispiel ist der Chipzyklus. 

Der Chipzyklus beschreibt die Beobachtung, dass die Industrie auffällig konsistent zwischen Nachfrage- und Angebotsüberhang hin- und herschwappt. Mal gibt es also zu wenige Chips, dann plötzlich zu viele. Für die Branche bedeutet das einen Zyklus aus brummenden Auftragsbüchern und hoher Profitabilität, auf welche die Chipfirmen mit einem Ausbau der Produktionskapazitäten reagieren. Plötzlich sind zu viele Chips im Umlauf und das Inventar türmt sich auf. Um es noch loszuwerden, bieten die Hersteller Dumpingpreise an und akzeptieren sinkende Gewinne. Steigt die Nachfrage, vor allem wenn sie das vorherige Spitzenniveau überschreitet, haben die Hersteller weder genug Inventar noch neue Fabs parat und das Spiel beginnt von neuem.

Das ist keine reine Hypothese, der Chipzyklus scheint empirisch unterstrichen zu sein. Allein in den vergangenen 17 Jahren zeigt er sich. Die Branche wuchs 2005 und 2006, brach 2008 und 2009 ein, legte 2010 ein fulminantes Comeback hin, fiel 2011 und 2012 wieder, wuchs 2013 und 2014 kräftig und stagnierte 2015 und 2016 – und so weiter.

Der Grund für diese ewige Inkongruenz ist in erster Linie, dass die Branche so kapitalintensiv ist, wie nur wenige andere. Eine neue Fabrik – eine sogenannte Fab – kostet gut und gerne einen zweistelligen Milliardenbetrag und benötigt rund zwei Jahre zur Fertigstellung. Die Branche läuft der Nachfrage somit immer hinterher. Akut auf die Nachfrage zu reagieren ist schwierig, da sich die Produktion in einer Fab nicht ohne Weiteres hoch- und runterfahren lässt und zwischen Herstellung und Auslieferung gut und gerne sechs Monate vergehen. Die zukünftige Nachfrage zu prognostizieren und prophylaktisch Kapazitäten zu schaffen wird wiederum durch zwei Dinge erschwert: Erstens, den brutalen Innovationszyklus der Branche, mit welchem sich die Nachfrage stetig zu moderneren Chips verschiebt; zweitens, ihre “prozyklische” Natur, also die Korrelation der Branchenumsätze mit dem allgemeinen Wirtschaftswachstum. Denn wenn das Geschäft von Autoherstellern, Konsumelektronikfirmen oder Cloud-Computing-Diensten brummt, bestellen sie mehr Chips – und andersherum. Sowohl Innovationsmomente als auch den makroökonomischen business cycle zeitgenau vorherzusagen ist eine Sisyphusaufgabe.

Eine unvermeidbare Prophezeiung

Wenig überraschend ist es dieser Chipzyklus, welcher jetzt erneut im Fokus steht. In den Jahren 2020 und 2021 fuhren Unternehmen in Anbetracht der Covid-Pandemie ihre Chipbestellungen erst herunter, nur um sie dann mit der sich abzeichnenden Erholung wieder zu steigern. Nicht nur das, die plötzliche “Covid-Digitalisierung” (mehr Zoom, mehr PCs, mehr Cloud) und die strukturell voranlaufende Digitalisierung trieben die Nachfrage über das reine Vorkrisenniveau. Die Hersteller kamen der Nachfrage kaum hinterher, der Chipmangel war geboren. Sie regierten darauf mit massiven Investitionen: Der taiwanische Markt- und Technologieführer TSMC, sein südkoreanischer Verfolger Samsung und der nächste US-Rivale Intel gaben 2021 gemeinsam 92 Milliarden USD für Forschung und Entwicklung (F&E) sowie neue Produktionskapazitäten aus. Das waren 73% mehr als 2019. Für dieses und kommendes Jahr waren weitere knapp 210 Milliarden USD vorgesehen. Geht es nur um mehr Ausstattung für existierende Fabs, stiegen die Investitionen im vergangenen Jahr um 75%. Rund 34 neue Fabs wurden 2020 und 2021 in Betrieb genommen, weitere 58 folgen bis 2024. Das dürfte die globalen Kapazitäten um 40% erhöhen. (€) Eine wahre Chip-Flut scheint uns zu erwarten.

Die Hersteller spekulierten darauf, dass der Chipzyklus entweder gebrochen sei – nicht zuletzt dank der Digitalisierung – oder erst in einigen Jahren umschwingen würde. Stattdessen stehen die Zeichen bereits jetzt auf Überangebot. Da wäre die Tatsache, dass viele Kunden mehrfach-bestellt hatten, um sicher zu gehen, dass sie immerhin irgendwelche Chips erhalten. Eine Umfrage der Großbank Morgan Stanley beziffert den Anteil gar auf 55% aller Kunden. (€) Damit wäre ein beachtlicher Teil der Nachfrage künstlich hoch. Der Hauptgrund ist jedoch der globale Wirtschaftabschwung, bei welchem es inzwischen quasi nur noch um das “wie stark”, nicht um das “ob” geht. Für die prozyklische Halbleiterbranche sind verunsicherte Verbraucher und vorsichtige Unternehmen Gift. Schon jetzt zeigen sich klare Verlangsamungen in Märkten wie Heim-PCs (ein Kassenschlager der Covid-Jahre), Smartphones oder Grafikkarten.

Wann schlägt der Zyklus also hochoffiziell um? Analysten spekulieren, dass sich Ende 2022 – also im Grunde schon jetzt – oder Anfang 2023 die Geschicke der Branche eindeutig geändert haben werden. Während im laufenden Jahr ein Umsatzwachstum fast gesichert ist, vermutlich im Bereich von 10%, könnte 2023 ein Rückgang bevorstehen. Tatsächlich kündigte TSMC bereits an, weniger zu investieren, als ursprünglich geplant. Firmen wie Nvidia oder Micron enttäuschten in jüngsten Quartalszahlen. Samsung erwägt offenbar, Preise für seine Speicherchips zu senken. Grafikchips sind bereits jetzt deutlich günstiger als noch zu Anfang des Jahres. Das globale Umsatzwachstum hat sechs Monate hintereinander abgenommen. Inventar wächst an. Mit ihrer Prognose für kräftiges, konstantes Wachstum bis 2027 steht die Semiconductor Industry Association (SIA) immer isolierter dar.

Der Chipzyklus scheint also erneut seinen Anspruch als Gesetzmäßigkeit der Branche zu beweisen, doch er wird diesmal mit einem Haken daher kommenNicht alle Firmen werden gleichermaßen getroffen. Hersteller von Chips, welche sich in Massenprodukten finden, dürften mehr leiden; die Technologieführer dagegen resilienter sein. TSMC und Samsung sowie High-End-Zulieferer wie ASML, welches als einzige Firma der Welt die hochmoderne EUV-Lithographie an Fabs in aller Welt liefert, stehen besser dar. Ihre modernsten Halbleiter haben weniger Konkurrenz, müssen also vermutlich nicht per Dumpingpreis auf den Markt geworfen werden, und sie finden sich in KI-Anwendungen, Hochtechnologie oder High-End-Geräten, welche allesamt weniger anfällig für Wirtschaftsabschwünge sind. 

Die politischste Branche der Welt

Wenn der Chipzyklus das ist, was die Halbleiterbranche in der Zukunft beschäftigt, so beherrscht die Geopolitik ihre Gegenwart. Die einzigartige Wichtigkeit von Mikrochips in der gesamten wirtschaftlichen Wertschöpfung, doch auch in militärischen Anwendungen, macht sie strategisch relevant und zu einem Element nationaler Sicherheit. Die Chipbranche ist zwar hochglobalisiert, doch Flaschenhalse tun sich an vielen Stellen auf. Die USA haben die meisten großen Chipdesigner und Europa viele wichtige Zulieferer; die dominierenden Chiphersteller sitzen aber in Ostasien – eben Taiwan und Südkorea, um die Platzhirsche TSMC und Samsung. Washington und Brüssel blicken unzufrieden auf ihre (relativ junge) Abhängigkeit von Ostasien und versuchen, mit knallharter Industriepolitik heimische Chipproduktion hochzuziehen. Die USA bieten neuerdings im Rahmen des CHIPS Act 52 Milliarden USD an Subventionen bis 2027, um F&E und den Bau neuer Fabriken im Land anzutreiben. Die EU hält mit 43 Milliarden EUR (der EUR-USD-Wechselkurs ist derzeit quasi 1:1) bis 2030 dagegen und will ihren globalen Marktanteil auf 20% verdoppeln. Südkorea mobilisiert 450 Milliarden USD über zehn Jahre, um Taiwan den Rang abzulaufen. Japan agiert bislang zurückhaltender, hat aber mit einer neuen TSMC-Fabrik bereits einen Erfolg vorzuweisen (€), welcher Europa nicht gelungen ist. Dieses hat sich dafür neue Werke des US-Konzerns Intel gesichert.

Aus wirtschaftlicher Sicht sind die staatlichen Interventionen in die Branche zweifelhaft. Erstens, die Subventionsprogramme dürften Überkapazitäten im Sinne des Chipzyklus nur noch weiter verschärfen. Zweitens, die Versuche, klassische Herstellung in die USA oder nach Europa zu bringen, könnten kurzerhand scheitern, da es sich aufgrund der hohen Lohnkosten (USA) oder teuren Energie (z.B. Deutschland) nicht rentiert. Taiwan ist bedeutend günstiger, weswegen TSMC bei seinen wenigen Auslandsstandorten stets viel staatliche Gegenleistung verlangt. Drittens, selbst wenn die Programme gelingen sollten, könnten sie Wohlfahrt kosten, aus wirtschaftlicher Sicht wohlgemerkt. Ins nationale Korsett gezwungene Wertschöpfungsketten sind fast zwangsweise weniger effizient und flexibel als globale; die Unternehmensberatung BCG und der Branchenverband SIA schätzen, dass eine autarke US-Chipindustrie rund 1 Billion USD kosten und 35% bis 65% teurere Chips bedeuten würde, damit also auch teurere Endprodukte. Unterstützer der Industriepolitik argumentieren, dass sie zur Innovation beiträgt – also das Geld gar nicht wirklich verschwendet sein könne – und es darum geht, sich gegen Risiken abzusichern, dass irgendwo im Ausland ein wichtiger Flaschenhals der Chipindustrie verstopft ist. Zuguter Letzt geht es auch um das Thema China.

Chinas Chip-Probleme (und China als Chip-Problem)

China versteht genauso gut wie andere Staaten, wie elementar wichtig Chips sind. Bereits 2015 stellte es sie ins Zentrum der “Made in China 2025”-Strategie, welche unter anderem einen gezielten Technologietransfer aus der entwickelten Welt vorsieht. Seitdem dürfte das Land rund 150 Milliarden USD in die heimische Industrie gesteckt haben. Die chinesische Chipindustrie spielt bislang allerdings höchstens in der zweiten Riege. Der heimische Platzhirsch SMIC kann sich nicht mit seinen Konkurrenten aus Übersee messen; freut sich über 7-Nanometer-Chips und liegt damit knapp zwei Technologiegenerationen hinter der Spitze (Beobacher spekulieren zudem, dass Chinas 7nm-Verfahren sehr fehleranfällig sei, €). Rund 200.000 Fachkräfte fehlen in der Branche. 3.409 Chipfirmen gingen 2021 pleite, darunter Tsinghua Unigroup, einer der renommiertesten und ältesten Hersteller im Land. Von Autarkie ist China meilenweit entfernt, gibt jährlich schätzungsweise 300 Milliarden USD für Chipimporte aus – das wären 11 Prozent der Gesamteinfuhren 2021. Der gewaltige staatliche Fördertopf, liebevoll “Big Fund” genannt, fällt vor allem mit Korruptionsskandalen auf. Und doch ist China trotz all dieser Probleme der Hauptgrund für die Politisierung der Chipbranche.

Erstens, Pekings zunehmend aggressiver Kurs gegen Taiwan weckt die Sorgen vor besagten Flaschenhälsen. Fällt TSMC schlagartig aus der globalen Wertschöpfungskette, würde das umgehend neue Lieferkettenschwierigkeiten in weiten Teilen der Welt auslösen. Der Konzern, welcher eigenhändig rund 5% des taiwanischen BIPs ausmacht, wird mitunter als Taiwans Lebensversicherung bezeichnet, da er die Insel geowirtschafltich mit Ausrufezeichen auf die Landkarte setzt. Für die Regierungen in Washington, Brüssel oder Tokio ist er in erster Linie ein Risikofaktor, solange China eine militärische Drohkulisse gegen die Insel aufstellt. Japan hatte gar bereits in den 2000ern (€) begonnen, seine Chipkapazitäten auszubauen, da es besorgt auf Chinas wachsende Ambitionen im Südchinesischen Meer blickte.

Zweitens, China und der Westen befinden sich in einem offenen Systemkonflikt. Insbesondere die USA machen keinen Hehl mehr daraus, dass sie aktiv gegen China arbeiten. Halbleiter nehmen in dieser Strategie eine besondere Rolle ein, denn ohne sie gibt es keine moderne Wirtschaft und kein modernes Miltär. Der CHIPS Act wurde überparteilich im Kongress angenommen, denn in der Opposition zu Peking zeigen sich Republikaner und Demokraten selten einträchtig. Washington verbietet heimischen Unternehmen, Hochtechnologie nach China zu liefern und macht Druck auf ausländische Firmen, darunter besagten niederländischen Zulieferer ASML. Das ist für die Unternehmen alles andere als trivial, immerhin ist China einer der größten Absatzmärkte für Computerchips. Die US-Regierung nimmt geringere Umsätze, weniger Investitionsfähigkeit und weniger Wettbewerbsfähigkeit ihrer Unternehmen hin, um China zu schwächen – und verlangt selbige Opfer von ausländischen Firmen. Wird China von ASMLs exklusiver EUV-Technologie abgeschnitten, hat es keine Chance, höchstmoderne Chips jemals selbst herzustellen, zumindest, solange sie noch modern bleiben. Verliert es sogar den Zugang zur verbreiteteren Vorgängertechnologie DUV, wie die USA jüngst von ASML forderten (€), kämpft Chinas Chipbranche ums Überleben. Die Fähigkeit, die Technologien zuhause zu kompensieren, besitzt das Land bislang nicht – es sei denn, es stiehlt sie. (€)

Darüber hinaus schließen die westlichen Staaten, oft unter Federführung der USA, internationale Chipallianzen, in welchen China nicht nur fehlt, sondern ein Ziel darstellt. Es geht mitunter darum, Peking aus den internationalen Chiplieferketten auszuklammern. Das ist signifikant, denn in die Herstellung eines Chips sind mitunter 16.000 Zuliefererfirmen (€) beteiligt. In den vergangenen Monaten schlugen die USA beispielsweise die “Chip 4”-Allianz mit Südkorea, Japan und Taiwan vor. Die Interessen sind allerdings nicht immer vollends stimmig: Seoul blickt skeptisch auf die harte Linie Washingtons, immerhin ist China der mit Abstand wichtigste Absatzmarkt für das Land.

Aufregende Zeiten

Für die Chipbranche bleiben die nächsten Jahre also aufregend. Irgendwo zwischen Mangel und Überproduktion tastet sie sich an Wirtschaftskrisen und Digitalisierungstrends entlang, wird von der Geopolitik hin- und hergeschleudert und von Regierungen zum nationalen Projekt ernannt. In den Reinräumen der Fabs wird derweil unbeeindruckt von business cycles und Systemstreits immer näher an den Grenzen der Physik gefertigt, damit deine Kaffeemaschine besser und besser funktioniert.

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