Es werden weitere Halbleiterquellen entstehen, aber es wird Zeit brauchen

Wir wissen, dass insbesondere für die Elektronikindustrie die Kosten für Schwachstellen in der Lieferkette in Bezug auf die Halbleiterindustrie groß geschrieben wurden. Deshalb fällt es schwer, zuzusehen, wie die Halbleiterhersteller mit einem Nachfrageschub in Kombination mit einer Reihe von unerwarteten Ereignissen, die die Produktion und Auslieferung lähmten, zu kämpfen haben. Hinzu kommt, dass ängstliche OEMs Chips gehortet haben. Was am deutlichsten geworden ist, ist, dass Halbleiter für die Gesundheit der heutigen Weltwirtschaft entscheidend sind - daher können Engpässe nicht ignoriert werden.

Die Halbleiterlandschaft

Derzeit plagt die Elektronikindustrie ein bemerkenswerter Mangel an weniger fortschrittlichen Chips - und ich sehe kein schnelles Ende dieses Mangels voraus. Und ich bin nicht allein. „Wir glauben, dass die Halbleiterhersteller 10 bis 30 Prozent unter dem aktuellen Nachfrageniveau liefern, und es wird mindestens drei bis vier Quartale dauern, bis das Angebot die Nachfrage eingeholt hat, und dann noch ein bis zwei Quartale, bis die Lagerbestände bei den Kunden/Vertriebskanälen wieder auf ein normales Niveau aufgefüllt sind“, so Harlan Sur, Analyst bei J.P. Morgan, in einer Mitteilung an Kunden.¹

Ich habe viele Berichte gelesen und habe in den Jahrzehnten, in denen ich über die Elektronikindustrie berichte, genug gesehen, um zu erwarten, dass die Chiphersteller ihre Aufmerksamkeit auf margenstärkere, hochmoderne Chips richten und ein Defizit an gebräuchlicheren und weniger komplexen Chips hinterlassen. Inzwischen haben Verschiebungen in der Verbrauchernachfrage dazu geführt, dass die Nachfrage das Angebot im unteren Bereich übersteigt. Die Halbleiterhersteller bemühen sich, die Produktion umzuverteilen und die Kapazitäten zu erweitern - ein Vorgang, der Jahre dauern kann.

Und aus verschiedenen Quellen erfahre ich, dass die Nachfrage stark ansteigt - mit deutlichen Verschiebungen im Zusammenhang mit der Pandemie. „Die weltweiten Halbleiterumsätze in den ersten beiden Monaten des Jahres haben die Umsätze von Anfang 2020 übertroffen, als sich die Pandemie in Teilen der Welt auszubreiten begann“, sagte John Neuffer, Präsident und CEO von SIA. „Die Verkäufe in den chinesischen Markt verzeichneten den größten Zuwachs im Vergleich zum Vorjahr, vor allem, weil die Verkäufe dort zu Beginn des letzten Jahres deutlich rückläufig waren“.

Hier sind einige Zahlen: Der weltweite Umsatz der Halbleiterindustrie lag im Februar 2021 bei 39,6 Mrd. USD, ein Plus von 14,7 % gegenüber dem Februar 2020 mit 34,5 Mrd. USD, aber 1,0 % weniger als im Januar 2021 mit 40,0 Mrd. USD. Die monatlichen Umsätze werden von der Organisation World Semiconductor Trade Statistics (WSTS) zusammengestellt und stellen einen gleitenden Dreimonatsdurchschnitt dar.

Abbildung 1: Der weltweite Umsatz der Halbleiterindustrie lag im Monat Februar 2021 bei 39,6 Mrd. USD, ein Anstieg von 14,7 Prozent gegenüber dem Februar 2020 mit 34,5 Mrd. USD, aber 1,0% weniger als im Januar 2021 mit 40,0 Mrd. USD. Der monatliche Umsatz stellt einen gleitenden Dreimonatsdurchschnitt dar. (Bildquelle: WSTS)

Mittlerweile konzentrieren sich die Halbleiterfertigungskapazitäten in China und Ostasien. Es ist kein Geheimnis, dass diese Regionen der Welt einer Vielzahl von Risiken ausgesetzt sind, die von politischen Unruhen bis hin zu Naturkatastrophen reichen. Derzeit befinden sich nach Angaben der Semiconductor Industry Association (SIA) etwa 75 Prozent der Halbleiterfertigungskapazitäten sowie wichtige Materiallieferanten in dieser Region.² Die gesamte Kapazität für logische Halbleiter unter 10 Nanometer (nm) befindet sich in Taiwan (92 Prozent) und Südkorea (acht Prozent).

Die Geschichte hat mich gelehrt, dass eine begrenzte Beschaffung (sei es auf einen bestimmten Hersteller oder ein geografisches Gebiet beschränkt) ein inhärentes Risiko birgt. Das haben wir gesehen, als Japan 2011 von einem Erdbeben heimgesucht wurde, das die DRAM-Preise in die Höhe trieb. Und das ist nur ein Beispiel. Die heutige Halbleiterlandschaft ist riskant. „Es gibt mehr als 50 Punkte in der Wertschöpfungskette, an denen eine Region mehr als 65 % des globalen Marktanteils hält“, so die SIA weiter. „Einige dieser einzelnen Punkte in der Wertschöpfungskette könnten durch Naturkatastrophen, Infrastrukturausfälle oder geopolitische Konflikte gestört werden und zu großflächigen Unterbrechungen in der Versorgung mit wichtigen Chips führen“. Das Problem ist, dass dies über den Versand oder den Erhalt des neuesten Fernsehers oder der neuesten Waschmaschine hinausgeht.

Die größeren Implikationen

Der Mangel an Chips hat das Potenzial, in einer Welt, in der die globale Pandemie bereits zu einem spürbaren wirtschaftlichen Rückgang geführt hat, weiteren wirtschaftlichen Schaden anzurichten. Für 2020 war das Bruttoinlandsprodukt (BIP) in allen Ländern rückläufig, so der kürzlich veröffentlichte Global Outlook der Weltbank für 2020 und 2021.³

Abbildung 2: Länder mit schrumpfendem Pro-Kopf-BIP werden in diesem Jahr den höchsten Stand seit 1970 erreichen. (Bildquelle: World Bank Global Outlook for 2021)

Die Knappheit kommt leider zu einer Zeit, in der weitere Fortschritte in der Halbleitertechnologie wichtiger denn je sind, um eine neue Welle von transformativen Technologien zu ermöglichen. Dazu gehören künstliche Intelligenz (KI), 5G, autonome und elektrische Fahrzeuge sowie IoT-Lösungen (Internet der Dinge), die im großen Maßstab mit einer Vielzahl intelligenter, vernetzter Geräte eingesetzt werden. Ich sehe dies als einen doppelten Schlag: ein Mangel in einer Zeit des größten Bedarfs.

Ich bin froh, dass die Regierungen (endlich) besorgt sind, dass eine Verknappung von Komponenten den Aufschwung nach der Pandemie für einige Industrien verlangsamen könnte, was es unmöglich machen würde, die Nachfrage zu befriedigen und so verhindern würde, dass sie von den Erwartungen für erhöhte Konsumausgaben in den kommenden Monaten profitieren. General Motors beispielsweise kündigte Werksschließungen im Zusammenhang mit der mangelnden Verfügbarkeit von Halbleitern an. Ökonomen befürchten unterdessen, dass sich die höheren Chipkosten in der gesamten Wirtschaft in höheren Preisen niederschlagen und die Inflation anheizen werden. Besorgtheit hilft jedoch nicht wirklich, wenn nicht schnell gehandelt wird. Daran hat es bisher gemangelt.

Die Vereinigten Staaten und die Europäische Union streben nach technologischer Unabhängigkeit

Die Länder, die derzeit Halbleiterhersteller beherbergen, haben eine starke Erfolgsbilanz bei der Bereitstellung von Anreizen und anderer staatlicher Unterstützung für die Industrie. Ich habe im Laufe der Jahrzehnte beobachtet, wie sich die Produktion rund um die Welt verlagert hat, um niedrigere Löhne, bessere Steuervorteile und andere Anreize sowie den Marktzugang zu nutzen.

Es ist auch ermutigend, dass die Vereinigten Staaten (USA) und die Europäische Union (EU) nach Möglichkeiten suchen, Kapazitäten an ihre Heimatküsten zu locken, um die anhaltenden Kapazitätsprobleme zu lösen. Sowohl die USA als auch die EU haben kühne Pläne beschrieben, um unabhängiger zu werden, insbesondere bei fortschrittlichen Technologien.

Hier in den USA verspricht der am 1. Januar in Kraft getretene National Defense Authorization Act (NDAA) für das Geschäftsjahr 2021 neue staatliche Unterstützung für die US-Halbleiterindustrie in Milliardenhöhe, vor allem Steuergutschriften und Zuschüsse für den Bau neuer inländischer Fertigungsanlagen. Der damit verbundene „Creating Helpful Incentives for Producing Semiconductors (CHIPS) for America Act“ wurde im Dezember vom Kongress verabschiedet. Dies ist bemerkenswert, da derzeit nur etwa 12,5 Prozent der Halbleiter in den Vereinigten Staaten hergestellt werden.⁴ Die hohen Subventionen und Steuererleichterungen in anderen Regionen, die ich bereits erwähnt habe, haben ihren Tribut gefordert.

Vor kurzem hat Präsident Biden einen Infrastrukturplan vorgestellt, der Initiativen zur Stärkung der Halbleiter-Lieferkette beinhaltet. Der Plan umfasst:

• 50 Milliarden USD für Halbleiterforschung und -fertigung.
• 50 Milliarden USD für die Einrichtung eines Büros im Handelsministerium, das sich mit der industriellen Kapazität der USA und der Unterstützung der Produktion kritischer Produkte befasst.
• 50 Milliarden USD für die National Science Foundation, um ein Technologiedirektorat zu schaffen, das sich auf Schlüsselbereiche wie Halbleiter konzentrieren würde.

Diese Schritte können den USA helfen, Fortschritte zu machen, aber die Erfahrung sagt mir, dass es Zeit braucht. Eine Menge Zeit. In der Zwischenzeit hat TSMC im Mai 2020 angekündigt, eine neue High-End-Fabrik in Arizona zu bauen, die aber frühestens 2024 in Betrieb gehen wird. Sie wird den 5-Nanometer(nm)-Prozess des Unternehmens nutzen und verspricht einen Ausstoß von bis zu 20.000 Wafern pro Monat. TSMC geht davon aus, dass der Bau 12 Milliarden USD kosten wird, was sie zur teuersten Fabrik macht, die jemals in den USA gebaut wurde.

Die EU hat im vergangenen Monat (März) ihren Plan „Digital Compass“ vorgelegt, der vorsieht, dass in den nächsten Jahren rund 166 Milliarden Dollar aus dem Fonds zur Wiederherstellung des digitalen Sektors investiert werden. Im Rahmen der Initiative hofft die EU, bis 2030 mindestens 20 Prozent der weltweit verwendeten fortschrittlichen Halbleiter (d.h. unter 5 nm) zu produzieren.

Fazit

Halbleiterchips sind entscheidend für die globale digitale Wirtschaft, und es ist klar, dass mehrere Quellen für Halbleiter benötigt werden. Die Verlagerung der Produktion erfordert jedoch eine Umstellung aller Bereiche, von der Ausbildung bis hin zur Einwanderung, und wird daher keine leichte Aufgabe sein. Wir müssen anfangen, ganzheitlich darüber nachzudenken, wie wir sicherstellen können, dass die Branche international und im Inland floriert und dass die Chips, die wir brauchen, nicht nur hergestellt, sondern auch sicher verschickt werden.

Es sind enorme Anstrengungen erforderlich, um die Risiken im Zusammenhang mit der Sicherheit von Chips und Lieferunterbrechungen anzugehen, die als Preis für eine zu große Abhängigkeit von einer einzigen Quelle oder Geografie für die Halbleiterfertigung entstehen. Entwickler suchen natürlich nach mehreren Quellen für ihre Komponenten, wenn möglich, und wir sollten ihnen dabei auf globaler Ebene helfen. Dieser perfekte Sturm von Angebot und Nachfrage wird eine ähnliche Ausrichtung positiver Kräfte benötigen, um uns in eine neue Richtung zu lenken - und zwar zu unser aller Wohl.

Referenzen:

1 – https://www.marketwatch.com/story/worldwide-chip-shortage-expected-to-last-into-next-year-and-thats-good-news-for-semiconductor-stocks-11614020156

2 – https://www.semiconductors.org/sia-urges-u-s-government-action-to-strengthen-americas-semiconductor-supply-chain/

3 – https://openknowledge.worldbank.org/bitstream/handle/10986/33748/211553-Ch01.pdf

4 – https://www.semiconductors.org/wp-content/uploads/2020/06/2020-SIA-State-of-the-Industry-Report.pdf