Warum sind Halbleiter von so großer Bedeutung heutzutage?

Dieser Beitrag erläutert, warum Halbleiter so wichtig sind, welche Bedeutung Lieferketten für die Versorgung mit Halbleitern haben und welche Rolle die Digitalisierung in Bezug auf Halbleiter spielt.

Halbleiter sind für die Weltwirtschaft von immenser Bedeutung

Halbleiter kommen in zahlreichen Produkten vor

Halbleiter sind in zahlreichen Produkten vorhanden und kümmern sich hier um die Stromversorgung. Beispielsweise sind Computerchips auf hochwertige Halbleiter angewiesen. Ohne sie ist es beispielsweise nicht möglich, Laptops oder Smartphones herzustellen. Sowohl Privatleute, die auf Technologien angewiesen sind, als auch Unternehmen, die Halbleiter für ihre Produkte benötigen, stehen deswegen vor ernsten Problemen.

Besonders hart ist die Automobilindustrie von der Halbleiterknappheit betroffen. Hier werden die kleinen Komponenten für ganz unterschiedliche Aufgaben benötigt. Das reicht von der Zentralverriegelung über die Beleuchtung bis hin zu smarten Technologien im Auto. Ohne Halbleiter ist die Stromversorgung in einem Auto nicht mehr gewährleistet und viele elementare Funktionen können nicht mehr genutzt werden.

Nur eine Handvoll Länder stellt Halbleiter her

Der Markt für Halbleiter wird nur von ein paar Ländern dominiert. Diese sind aktuell nur bedingt in der Lage, die große Nachfrage am Markt nach Halbleitern zu befriedigen. Unter anderem werden Halbleiter in den USA hergestellt. Hier nahm die Geschichte der Halbleiterelektronik ihren Anfang und bis heute werden Halbleiter dort hergestellt, weiterentwickelt und perfektioniert. Ein weiterer großer Player am Markt ist Taiwan. Sowohl in der Computerbranche als auch in der Autoindustrie sind viele taiwanesische Halbleiter zu finden.

Südkorea hat in den letzten Jahren eine große Wandlung vollzogen und zählt mittlerweile zu den wichtigsten Herstellern von Halbleitern. Diese werden insbesondere für Technologien im Bereich künstliche Intelligenz eingesetzt. Ebenfalls viele Halbleiter stammen aus Japan. Diese werden vor allem als Autochips verwendet. In Europa sind insbesondere die Niederlande im Bereich Halbleiter aktiv und auch China holt in diesem Sektor immer weiter auf.

Abhängig von funktionierenden Lieferketten

Ohne funktionierende Lieferketten, kommen die wichtigen Halbleiter nicht zu den Unternehmen.

Bisher gab es bei der Versorgung mit Halbleitern keine nennenswerten Schwierigkeiten. Das lag daran, dass die Lieferketten in einer globalisierten Welt gut funktioniert haben und die unterschiedlichen Halbleiter in alle Welt geliefert werden konnten. Durch äußere Umstände wie die Corona-Pandemie oder den russischen Angriffskrieg sind die Lieferketten jedoch in vielen Bereichen gestört. Entsprechend ist es oft nicht mehr möglich, alle benötigten Halbleiter in die jeweiligen Regionen zu bringen.

Die gestörten Lieferketten haben somit Einfluss auf die Weltwirtschaft. Viele Unternehmen, die bei ihren Produkten auf Halbleiter angewiesen sind, können aktuell nicht oder nur noch in reduziertem Maße produzieren. Ebenso ist es ihnen nur eingeschränkt möglich, die jeweiligen Waren auszuliefern, da die bestehenden Lieferketten von vielen Unternehmen benötigt werden. Entsprechend gibt es sowohl im Computerbereich als auch in der Automobilindustrie aktuell Lieferschwierigkeiten, aus denen sich teils hohe Marktpreise ergeben. Die Abhängigkeit von globalen Lieferketten wird somit zum Wettbewerbsnachteil.

Das sind die besonderen Eigenschaften von Halbleitern

Eine besondere Eigenschaft von Halbleitern ist, dass sie extrem klein sind. Sie können somit auf unglaublich dünnen Chips verwendet werden, um hier die Stromversorgung sicherzustellen. Bei der Herstellung werden unterschiedliche Belichtungen, Lackierungen und Strukturen verwendet, sodass verschiedene Halbleiter für jeweils andere Bereiche besonders gut geeignet sind. Somit kann nicht einfach ein bestehender Halbleiter durch ein anderes Modell ausgetauscht werden.

Eine weitere Eigenschaft von Halbleitern besteht darin, dass sie nur wenig Strom leiten. Außerdem ist es möglich, sie direkt anzusteuern und festzulegen, ob Strom fließen soll oder nicht. Dies wird in der Regel mit dem binären System mittels Einsen und Nullen getan. Ebenfalls beachtenswert ist, dass die Leistung von Halbleitern kontinuierlich zunimmt. Bis vor wenigen Jahren war es sogar der Fall, dass sich die Leistung alle ein bis zwei Jahre verdoppelte. Diese Entwicklung ist aufgrund physikalischer Grenzen aber zum Erliegen gekommen.

Die Herstellung von Halbleitern ist kompliziert

Aufgrund der aktuellen Mangelsituation bei Halbleitern wird immer wieder der Vorschlag gemacht, dass sich Länder und Unternehmen stärker unabhängig machen und eigene Halbleiter produzieren sollten. Beispielsweise wäre es von Vorteil, die Halbleiterindustrie in Deutschland zu stärken. Das ist allerdings nicht so einfach, weil große Kompetenzen nötig sind, um hochwertige Halbleiter herzustellen. So wird beispielsweise modernste Technologie benötigt, um Halbleiter so zu konstruieren, dass sie auf einer extrem dünnen und kleinen Oberfläche Platz finden.

Hinzu kommt, dass sich Kompetenzen und Erfahrungen, die über Jahrzehnte gesammelt wurden, nicht innerhalb kürzester Zeit aufholen lassen. Entsprechend sehen sich Unternehmen, die eigene Halbleiter herstellen wollen, einer großen Konkurrenz aus den USA und Taiwan gegenüber. Hier wirtschaftlich zu produzieren, ist eine extrem anspruchsvolle Aufgabe.

Die Digitalisierung macht immer mehr Halbleiter nötig

Trotzdem ist es wichtig, neue Formen der Halbleiterproduktion zu organisieren. Immerhin greift die Digitalisierung immer weiter um sich. Das bedeutet, dass in ganz unterschiedlichen Bereichen Halbleiter noch dringender benötigt werden als jetzt. So sind beispielsweise künstliche Intelligenz und das autonome Fahren ohne Halbleiter und Chips nicht vorstellbar.

Es wäre daher dringend empfehlenswert, die Lieferketten noch sicherer zu machen, um eine Versorgung aller Länder mit Halbleitern gewährleisten zu können. Außerdem sollte die Produktion deutlich hochgefahren werden, um den aktuellen Bedarf decken zu können. Allerdings können Halbleiter auch nicht einfach in großer Zahl vorproduziert werden, da in wenigen Jahren schon ganz andere Modelle benötigt werden als heute.

Optimale Produktionsbedingungen schaffen

Halbleiter gehören zu den wichtigsten Komponenten von Computerchips. Deswegen werden beide Begriffe häufig synonym verwendet. Die Digitalisierung wird dafür sorgen, dass der schon jetzt hohe Bedarf an Halbleitern noch weiter steigern wird. Deswegen ist es dringend angeraten, für optimale Produktionsbedingungen zu sorgen und alle bestehenden Lieferketten bestmöglich abzusichern. Die einzelnen Unternehmen können Kooperationspartner suchen, bei denen das der Fall ist. Aber auch die Hersteller von Halbleitern müssen sicherstellen, dass ihre Produkte in alle Welt geliefert werden können.