Was ist mit der Chipversorgung passiert?
Die Pandemie hat starke Spuren in den Lieferketten rund um den Globus hinterlassen - aber sie war nie der Beginn der Halbleiterkrise. Die Halbleiterlieferkette stand schon auf wackeligen Beinen, lange bevor COVID-19 ganze Länder und den Handel lahmlegte.
Zunächst einmal sollte man sich die Definition des Wortes "Knappheit" ansehen. Knappheit wird von Oxford Language definiert als "ein Zustand oder eine Situation, in der etwas Benötigtes nicht in ausreichender Menge erhältlich ist".
Mit dieser Definition im Hinterkopf gibt es Argumente dafür, dass diese Knappheit eigentlich schon vor einiger Zeit begonnen hat. Die derzeitige Situation bedeutet nicht nur einen Mangel an Produktionskapazitäten für 12-Zoll-Wafer, die mit ausgereiften Prozesstechnologien hergestellt werden, sondern insbesondere auch für 8-Zoll-Wafer. Und wie TrendForce feststellt, begann der Mangel an Produktionskapazitäten für 8-Zoll-Wafer bereits in der zweiten Jahreshälfte 2019 zu köcheln. Dies sei vor allem auf strukturelle Veränderungen in der Halbleiterindustrie zurückzuführen. 5G-Smartphones und Power-Management-ICs, die in Fahrzeugen mit neuer Energietechnologie verwendet werden, sind zwei Beispiele für diese Nachfrage.
Gleichzeitig ist der Verbrauch von Halbleiterproduktionskapazitäten in den vergangenen Jahren aufgrund dieser strukturellen Veränderungen um ein Vielfaches gestiegen. TrendForce geht davon aus, dass die Nachfrage nach Halbleiterkapazitäten aus neuen Anwendungen in den kommenden Jahren weiter steigen wird. Foundries wie TSMC, UMC und SMIC erhöhen jedoch ihre Investitionen in ausgereifte Prozesstechnologien. TrendForce geht davon aus, dass die gesamte 8-Zoll-Wafer-Kapazität der Branche von 2019 bis 2023 mit einem CAGR von 3-5 Prozent wachsen wird, die 12-Zoll-Wafer-Kapazität werde im gleichen Zeitraum voraussichtlich mit einem CAGR von 11-13 Prozent zunehmen.
Den ersten Teil, den Mangel an Produktionskapazitäten, haben wir also ausgeräumt. Der zweite Teil - der eigentlich der erste Teil sein könnte, je nachdem, wie man es betrachtet - sind die Handelskriege. Der Handelskrieg zwischen den USA und China und der Handelskrieg zwischen Japan und Südkorea haben die Probleme noch vergrößert und Besorgnis darüber ausgelöst, wie sich geopolitische Konflikte auf Produktion und Vertrieb auswirken könnten. In der Praxis führten die Handelskriege zu längeren Vorlaufzeiten, höheren Preisen und einer Einschränkung des Rohstoffflusses.
Der Handelskrieg zwischen den USA und China lässt sich in verschiedene Phasen unterteilen und wie das Wall Street Journal berichtet, traf die erste Welle von Zöllen, die sich direkt auf die Halbleiterherstellung auswirkte, die chinesischen Importe im Jahr 2018. Diese Zölle zielten auf Rohstoffe für Chips ab wie beispielsweise Silizium. Und in einer Art Domino-Effekt sind die Zölle auf diese Rohstoffe auch einer der Hauptfaktoren, die im dritten Quartal 2019 zu einer Verknappung von 200-mm-Wafern führten. Im Jahr 2019 begann Japan mit der Einführung von Exportbeschränkungen für Rohstoffe, die zur Herstellung von Chips in Südkorea verwendet werden.
2020 folgte dann die Corona-Pandemie. Industrien wurden stillgelegt, Schließungen erfolgten und Halbleiterhersteller verlagerten ihre Produktion von einem Sektor zum anderen. Aber das war noch nicht alles: Auch Logistik und Transport waren ein Albtraum und selbst wenn die Produktion wieder in Gang kam, war der Transport der Produkte ein Problem für sich. Die Automobilindustrie wurde in Europa hart getroffen und da eine Branche dieser Größenordnung auf Eis lag, verlagerten viele Halbleiterunternehmen ihre Aufmerksamkeit auf einen Sektor, der sehr lebendig war und sogar florierte. Die Tatsache, dass mehr Menschen als je zuvor von zu Hause aus arbeiten, führte zu einem Aufschwung in der Unterhaltungselektronikbranche.
Die Erholung in der Automobilindustrie ist noch nicht abgeschlossen und verläuft langsam. Sie wird durch die Knappheit an 200-mm-Wafern und einigen Substraten, die für Automobil-Halbleiter benötigt werden, behindert. Um die Situation weiter anzuheizen, muss man auch die Auswirkungen einer Reihe von anderen Ereignissen berücksichtigen, die die Branche getroffen und das Angebot beeinträchtigt haben. Am 20. Oktober 2020 brach in der Halbleiterfabrik von Asahi Kasei Microsystem (AKM) in Nobeoka in der Präfektur Miyazaki in Japan ein Feuer aus. Das Feuer hat die Produktion vollständig zum Erliegen gebracht und es dauerte drei Tage, es zu löschen. Das strenge Winterwetter, das Austin im US-Bundesstaat Texas im Februar dieses Jahres heimsuchte, verursachte Probleme für mehrere Halbleiterhersteller in der Stadt - der Grund: Austin Energy hatte beschlossen, den Strom für die Unternehmen zu drosseln. Samsung, NPX und Infineon waren alle von dem Stromausfall betroffen, der die Standorte zum Stillstand zwang.
Einen Monat später legte Renesas Naka fab seine 300mm-Linie still, da das N3-Gebäude, in dem die 300mm-Linie untergebracht ist, Feuer fing. Der Brand wurde noch am selben Tag, dem 19. März 2021, gelöscht. Das japanische Unternehmen benötigte aber 100 Tage, um die Produktion in der Fabrik in Naka nach dem Brand wieder in Gang zu bringen.
Wenige Tage später brach in der Gangshan-Fabrik des taiwanesischen Halbleiterherstellers Panjit International ein Feuer aus. Die Gangshan-Fabrik besteht aus drei unabhängigen Gebäuden, Gebäude A, B und C. Das Feuer brach nur im Elektronikraum im obersten Stockwerk von Gebäude C aus. Nach Angaben des Unternehmens versorgte der betroffene Technikraum nur einen kleinen Bereich mit Strom. Daher waren die Auswirkungen des Brandes sehr begrenzt.
Hinzu kommen auch noch die Auswirkungen der Dürre in Taiwan, die die Markterholung verzögerte und die Engpässe im zweiten Quartal 2021 noch verschlimmerte. Und wie Fusion WorldWide berichtet, hatte Taiwan auch mit einer weiteren Welle von Covid-19 und geopolitischen Spannungen zu kämpfen. Das eigentliche Problem der Dürre ist die Tatsache, dass Taiwan nach Angaben des European Institute for Asian Studies (EIAS) für 63 Prozent des weltweiten Halbleitermarktanteils verantwortlich ist. Fast 75 Prozent der weltweiten Halbleiterproduktionskapazitäten sind in Ostasien konzentriert. Als im zweiten Quartal 2021 großflächige Ausbrüche von Covid-19 gemeldet wurden, gab es deshalb Grund zur Sorge.
Im September beeinträchtigte ein Stromausfall in Dresden vorübergehend den Betrieb in den dortigen Anlagen von Infineon, Bosch und GlobalFoundries. Das größere Problem im Zusammenhang mit der Stromversorgung ist jedoch die Stromrationierung in China, die die Produktion an mehreren Standorten beeinträchtigt hat. Auch heute gibt es noch keine Anzeichen für ein Ende der Probleme.
Es gibt allerdings auch Licht im Tunnel. Mehrere große Unternehmen haben umfangreiche Investitionen angekündigt um ihre Kapazitäten zu erhöhen, nur werden die Auswirkungen erst 2023 sichtbar werden.
