18.02.2022 18:12

Mikrochips unabdingbar

Milliarden-Förderung für „nationale Sicherheit“

Die sogenannte Chipkrise oder Halbleiterkrise geistert bereits seit Beginn der Pandemie durch die Medien: Spielekonsolen, Laptops oder Tablets waren zu Weihnachten vielfach einfach nicht verfügbar. Daran hat der Endnutzer die Krise noch am ehesten gemerkt. Aber warum sind Chips derzeit Mangelware, warum hält das die ganze Weltwirtschaft in Atem und warum sind die kleinen Dinger überhaupt so unentbehrlich? Das erklären Dr. Theresia Knobloch von der Technischen Universität Wien und Prof. Harald Oberhofer von der Wirtschaftsuniversität Wien diese Woche bei „Moment Mal“ im Gespräch mit Damita Pressl.

Die Bezeichnung Halbleiterkrise ist eigentlich unpräzise, erklärt Knobloch. Genaugenommen bestehen Mikrochips aus Halbleiter-Materialien, meist aus Silizium, das ist also der Rohstoff. Der Produktionsprozess ist hochkomplex: „Es beginnt mit einer Scheibe Silizium. Darauf will ich sehr kleine Strukturen schreiben. Der Prozess funktioniert ähnlich wie analoge Fotografie. Ich bringe einen Film auf, der reagiert, wenn ich ihn an manchen Stellen belichte. An diesen Stellen kann ich am Ende den Film wegwaschen und Fremdatome einbringen. Diese verändern die Leitfähigkeit der Siliziumscheibe. Dadurch entstehen am Ende die Transistoren, die den Stromfluss schalten.“ Diese muss man dann noch verbinden, fasst Knobloch zusammen. Würde man den Produktionsprozess von Anfang bis Ende verfolgen, wären das 6 Wochen.

Heraus kommt dabei ein Mikrochip, ein „sehr komplexer Schaltkreis, der Rechnungen, Speicheraufgaben und Prozessierung übernimmt“. Er besteht aus Milliarden Transistoren, die zwischen 0 und 1 schalten und Strom durchlassen, oder eben nicht. 10.000 solcher Transistoren haben aneinandergereiht auf dem Durchmesser eines menschlichen Haares Platz, weiß Knobloch. Auf einem Quadratzentimeter finden wiederum 20 Milliarden Transistoren Platz.

Der Produktionsprozess ist nicht zuletzt wegen der Größe der Chips so komplex. Aber nicht umsonst: „Wir haben jetzt in jedem Smartphone so viel Rechenleistung, wie vor 30 Jahren in einem Supercomputer. Das hat erst der Verkleinerungsprozess möglich gemacht.“ Und Mikrochips sind heute überall: in Smartphones, Autos, E-Bikes, Uhren, Waschmaschinen und Kühlschränken. „Wir wollen diese smarten Technologien ja haben“, so Oberhofer. „Je mehr wir davon nutzen, desto mehr brauchen wir diese Mikrochips.“ In einem Handy befinden sich mehrere Hundert davon, in einem Neuwagen gleich 1000.

„Die Herstellung passiert über weltweite Wertschöpfungsketten“, so Oberhofer, denn: „Hunderte kleine Fabriken auf der Welt verteilt wären viel teurer, als die Standorte zu bündeln.“ Immerhin benötigt eine Chipfabrik eine Startinvestition von mehreren Milliarden. „In einer Welt ohne Pandemie, in der alles ruhig läuft, wäre das auch kein Problem.“ Doch in einer solchen Welt leben wir bekanntlich nicht. Allein 70 Prozent des Rohstoffs Silizium wird in China produziert. Wenn also dort Häfen geschlossen bleiben, wie das in der Pandemie der Fall war, „ist das ein Problem für die ganze Struktur“, so Oberhofer. Und Chipfabriken sind schwer aus dem Boden zu stampfen - ein Neubau dauert mehrere Jahre.

„Hat mit nationaler Sicherheit zu tun“
Dabei geht die Bedeutung von Mikrochips weit über Kühlschränke hinaus: „Mikrochips sind strategisch bedeutsam“, so Oberhofer, „und wir wollen zumindest eine Grundbasis für eine gewisse Unabhängigkeit haben. Mittlerweile brauchen fast alle Branchen Mikrochips, bis hin zur Militärtechnologie - das hat also auch mit nationaler Sicherheit zu tun.“ Und so hat die Europäische Union nun den „Chips Act“ angekündigt; 43 Milliarden Euro sollen hier in Subventionen für Mikrochips fließen. „Das ist in etwa vergleichbar mit der Initiative des US-Kongresses letzten Jänner“, so Oberhofer. Die EU zieht also nach, China subventioniert die Branche ohnehin dauerhaft. „Wir liegen in Europa etwa 10 Jahre zurück“, schätzt Knobloch, auch wenn Österreich mit Infineon und AMS Osram gut dabei ist.

Aufholbedarf besteht also jedenfalls. Die Herstellung gänzlich nach Europa zu verlagern, ist unrealistisch: „Die internationalen Abhängigkeiten sind so groß, dass es einen großen Verlust für alle bedeuten würde, wenn wir anfangen wollten, alles nur mehr in Europa zu fertigen“, sagt Knobloch. Aber insbesondere in Forschung und Entwicklung zu investieren, sehen Oberhofer und Knobloch als essenziell.

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