Halbleiter-Chips: Überblick über die umkämpfteste Industrie der Welt

Der Kampf um die wohl wichtigste Industrie für unser modernes Leben begann im Oktober 2022. Damals führte die US-Regierung unter Präsident Joe Biden den sogenannten „Chips Act“ ein – und verbot damit den Export von Produkten für die Herstellung fortschrittlicher Halbleiter-Chips nach China. 

Damit sollte der Vormarsch der Chinesen in Schlüsseltechnologien wie der Entwicklung von Künstlicher Intelligenz (KI) oder modernen Waffensystemen gebremst werden – selbst wenn US-Firmen dadurch Umsatzverluste erleiden würden.

In der vergangenen Woche hat die US-Regierung diese Strategie beerdigt. Jensen Huang, Chef des US-Branchenriesen Nvidia, besuchte US-Präsident Donald Trump im Weißen Haus – und handelte offenbar einen Deal aus.

Seit Freitag dürfen Nvidia und der ebenfalls US-amerikanische Konkurrent AMD wieder nach China liefern – vorausgesetzt, sie geben dabei 15 Prozent ihres Umsatzes an die US-Regierung ab. Eine solche Regelung hat es in der US-Geschichte noch nie gegeben; die Folgen sind unabsehbar.

Einzelne Länder kontrollieren einzelne Produktionsschritte

Schließlich verkaufen Nvidia und AMD das fertige Produkt – Prozessoren für die Elektronikindustrie – sind dabei aber auf Zulieferer in aller Welt angewiesen. Auch sie dürfen seit 2022 nicht mehr direkt nach China liefern; für sie hat die Trump-Regierung bisher jedoch keine Ausnahmeregelungen vorgesehen.

Mehr als in jeder anderen Branche kontrollieren in der Halbleiterindustrie ein paar Firmen in ausgewählten Ländern einzelne Produktionsschritte faktisch alleine. Die jeweiligen Regierungen fördern diese Monopolstellungen gezielt, um ihre Konzerne für die Weltwirtschaft unersetzlich zu machen. Wer an einem dieser Nadelöhre sitzt, kontrolliert also im Grunde die ganze Lieferkette.

USA: Monopol beim Chip-Design

Bei den modernsten Mikrochips beginnt und endet sie heute in den USA: Nur Nvidia kann aktuell im großen Stil Prozessoren gestalten, die leistungsstark genug sind, um modernste KI-Software zu betreiben. Die Firma hat einen Weltmarktanteil von rund 80 Prozent.

Ein moderner Halbleiterchip funktioniert mithilfe winzig kleiner Schaltkreise, deren Größe im Nanometerbereich liegt – sie sind also oft nur wenige Moleküle breit. Um so etwas herzustellen, ist Chemie notwendig: Auf Platten aus reinem Silizium-Metall, sogenannte „Wafer“, werden hauchdünne Schichten anderer Metalle aufgetragen und immer wieder weggeätzt. 

Niederlande: Monopol bei Lithografie-Maschinen

Der komplexeste Schritt ist die sogenannte Lithografie: Hierbei werden die Muster für die Schaltkreise in einer Dunkelkammer auf die Wafer geleuchtet – ähnlich wie bei der Entwicklung eines Films in der Fotografie.

Weltweit gibt es nur einen Konzern, der modernste Lithografie-Geräte im großen Stil herstellen kann: ASML, der technologische Stolz der Niederlande. Weil die Firma beim Bau ihrer Geräte teilweise US-amerikanische Technologie nutzt, war auch sie von den 2022 eingeführten Exportkontrollen betroffen und durfte nicht nach China liefern, sehr zum Ärger der Verantwortlichen.

Taiwan: Monopol bei modernsten Chips

Das Geheimnis, all diese Entwicklungsschritte in einer Fabrik zusammenzutragen und modernste Halbleiterchips zu bauen, liegt jedoch auf der Insel Taiwan. Der dortige TSMC-Konzern ist der einzige weltweit, der bereits Chips mit Schaltkreisen von drei Nanometern Größe herstellen kann. 

Die Firma gilt gemeinhin als „Silikonschild“ Taiwans – solange die Weltwirtschaft von TSMC-Chips abhängig ist, werden Staaten wie die USA eine Invasion der Insel durch China nicht zulassen, so die These.

Durch Trumps neuen Deal mit Nvidia und AMD erhalten chinesische Firmen aber wieder Zugang zu Spitzenprodukten aus den USA. Das könnte ihre Fähigkeiten im Bereich der Künstlichen Intelligenz spürbar beschleunigen - und ihnen langfristig helfen selbst hochwertigere Halbleiter herzustellen. 

Gelänge dieser Durchbruch, würde sich das Machtgefüge in der umkämpftesten Industrie der Welt grundlegend verschieben.