Marktanalyse Halbleiter Halbleiter: Ungebremstes Wachstum in einem Milliardenmarkt

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Sowohl Unternehmen als auch Staaten investieren massiv in die Halbleitertechnik, um Lieferketten zu stabilisieren und der Nachfrage durch Innovationssprünge, wie KI, gerecht zu werden. Eine Analyse des Marktpotenzials anhand aktueller Zahlen.

Die internationale Halbleiterindustrie rückte während der erheblichen Störungen in den Lieferketten zwischen 2021 und 2022 in den Mittelpunkt der Weltöffentlichkeit. Was Brancheninsidern schon lange bewusst ist, trat nun offen zutage: Der Halbleitermarkt ist komplex und unerlässlich für die globale Industrie.

Analysen von IC Insights oder auch Semiengineering.com zeigen, dass allein im Jahr 2022 mehr als 190 Mrd. Euro in den Halbleitermarkt investiert wurden. Weitere 300 Mrd. US-Dollar wurden von führenden Halbleiterunternehmen für die kommenden Jahre angekündigt. Zum Vergleich: Die Summe entspricht in etwa der Investitionssumme, die die globale Autoindustrie insbesondere wegen der Megatrends Elektrifizierung und autonomem Fahren bis 2028 im Bereich Forschung und Entwicklung tätigen will.

Taiwan unangefochten auf Platz 1 in der Halbleiterproduktion

Rückenwind erhält die Entwicklung auch aus der Politik. Die Lieferkettenprobleme während der Pandemie und darüber hinaus haben verdeutlicht, dass es sich bei Halbleiterchips um kritische Infrastruktur handelt. Mit der konkreten Mangelsituation hat sich die Politik in Europa und den USA dazu entschieden, die Produktion wieder verstärkt lokal zu fördern.

Somit fließen Milliarden an Steuergeldern in die Ansiedlung von FABs. Wie abgehängt Europa bei der Chip-Produktion ist, zeigen die globalen Top 10 der Halbleiter-Foundries (Bild 1). Dort läuft Europa lediglich unter „Other“. Wenig überraschend, ist die taiwanesische Halbleiterproduktion unangefochtener Platzhirsch. Die Grafik aus dem aktuellen Semicon Report verdeutlicht den immensen Vorsprung, den Taiwan innehat.

Die Tatsache, dass nun Industriepolitik gemacht wird und mehr Fördergelder in die Halbleiterproduktion fließen, ist ein wichtiges Zeichen für den Standort Europa und Deutschland im Speziellen. Der Region Sachsen und Sachsen-Anhalt ist es in den letzten 30 Jahren gelungen, durch den strategischen Aufbau von Produktionsstandorten, Know-how an Universitäten und Forschungszentren einen attraktiven Standort für internationale Player aufzubauen.

Eine Investition, die sich auszahlt, wie die internationalen Ansiedlungen in der Region bestätigen. Der Branchenverband ZVEI hat jedoch kritisiert, dass die deutschen Fördergelder zu selektiv fließen und das gesamte Halbleiter-Ökosystem nicht ausreichend unterstützen. Bislang seien, so kritisiert der Verband, beispielsweise wichtige Teilbranchen wie Leiterplatten und Elektronikfertigung (EMS - Electronic Manufacturing Services), die die Weiterverarbeitung von Chips überhaupt erst ermöglichen, bei der Vergabe von Fördermitteln außen vor geblieben.

Die „Semicon-Landscape“ in Bild 2 zeigt, dass das gesamte Ökosystem von Material bis Software mehr als 300 Firmen in neuen Industriezweigen mit diversen Untergruppierungen umfasst. Insbesondere im Maschinenbau kommen relevante Anbieter aus Europa, ebenso wie bei der Entwicklung und Herstellung von Chips für Sensoren und Leistungselektronik.

Künstliche Intelligenz heizt die Chip-Nachfrage an

Dass der Markt jedoch großes Wachstum in der Zukunft verspricht, zeigt ein Blick in die wichtigsten Wachstumstreiber der Halbleiterindustrie. Datenspeicherung, drahtlose Kommunikation sowie Automobilelektronik sind mit einem Anteil von mehr als 70 Prozent am Branchenwachstum die größten Treiber der Halbleiterindustrie (Bild 3).

Gerade die Elektrifizierung der Automobilindustrie und Fortschritte im autonomen Fahren treiben das Wachstum, ebenso wie der Ausbau des Internets der Dinge im Industrie- und Verbraucherumfeld. Das Zukunftsthema Künstliche Intelligenz, insbesondere Generative Künstliche Intelligenz (GenAI), die in kürzester Zeit enorme Innovationssprünge erzielt hat, steigert den Bedarf an intelligenten Chips in bisher unerreichtem Ausmaß.

Nach aktuellen Analysen wird die Nachfrage nach Logikchips für GenAI-Anwendungen auf bis zu 3,6 Millionen zusätzliche Wafer ansteigen (Bild 4). Dem zu begegnen, erfordert eine entsprechende Steigerung der Produktionskapazitäten, weshalb schon bis 2030 bis zu acht neue FABs benötigt werden.

In der Grafik in Bild 4 wird ebenfalls deutlich, dass im Bereich Speichertechnologie NAND- und DRAM-Chips im zweistelligen Millionenbereich erforderlich sind. Diese Nachfrage kommt primär durch die steigenden Anforderungen an die Rechenleistung und die zunehmende Rack-Dichte in spezialisierten Rechenzentren als Folge der steigenden Anzahl komplexer GenAI-Anwendungen zustande. Die Hersteller investieren schon jetzt, um die Produktion massiv anzuziehen.

Neubau und Optimierung: Der Nachfrage Herr werden

Bis 2025 sind aktuell 79 neue FABs geplant, um den steigenden Bedarf zu decken. Alle großen OEMs – von Globalfoundries über Intel und Micron bis hin zu Samsung, TSMC und Texas Instruments – planen, hocheffiziente und leistungsstarke neue Fabriken zu errichten.

Weltweit gibt es derzeit 486 FABs; 289 davon produzieren 200-mm-Wafer und 197 davon stellen 300-mm-Wafer her. Es besteht eine große Nachfrage nach neuen 300-mm-Fabriken, insbesondere für Branchen, die neue Prozessoren, größere Speicher und Milliarden von Transistoren benötigen. Daher werden von den neuen FABs 54 Fabriken 300-mm-Wafer produzieren, während 25 200-mm-Wafer herstellen, speziell für Halbleiter auf Basis von Siliziumkarbid.

Der Ausbau der neuen Chip-Fabriken benötigt Zeit, daher werden bestehende Anlagen nachträglich optimiert und ein höherer Automatisierungsgrad eingeführt. Im vergangenen Jahr hat die SCIO Automation Group, eine internationale Plattform für Automation, den deutschen FAB-Automatisierer Fabmatics akquiriert.

Fabmatics, mit Hauptsitz in Dresden, ist ein Spezialist für die Automatisierung bestehender Halbleiter-FABs. Durch ein voll integriertes und modulares System, das auf standardisierten Komponenten beruht, optimiert das Unternehmen den Materialfluss durch optimierte Handling-, Transport- und Lagerungsprozesse. Prozessoptimierungen wie diese tragen dazu bei, bereits jetzt bestehende Produktionskapazitäten zu erweitern und die aktuelle Nachfrage zu bedienen.

Der Halbleitermarkt: Wachstumsmarkt und Ausblick für Europa

Die Zahlen zeigen einen klaren Trend: Die Nachfrage nach Chips wird auch mittelfristig anhalten. Sie sind die Grundlage für die wichtigsten Technologien unserer Zeit; und entsprechend fließen staatliche Fördermittel in großem Umfang in die Halbleiterproduktion. In den vergangenen Jahren haben die Lieferkettenproblematiken gezeigt, wie fragil das globale Ökosystem sein kann.

Das Nearshoring der Produktion in die USA und Europa wird dieses Risiko etwas mindern, doch der Aufbau eines vollständigen, komplexen Ökosystems in einer Region bleibt eine Herausforderung. Für jeden Arbeitsplatz in einer FAB entstehen fünf Arbeitsplätze bei Zulieferern.

Mittelfristig wird es den OEMs darum gehen, der Nachfrage überhaupt begegnen zu können. Daher setzen sie darauf, sowohl neue Fabriken zu errichten als auch bestehende Anlagen zu optimieren, um kurzfristig Kapazitäten zu erhöhen.

Die rasante Entwicklung bei Rechenzentren für KI ist in den meisten Studien und Planungen noch gar nicht berücksichtigt. Es ist nicht abzusehen, dass die Relevanz der Schlüsseltechnologie „Halbleiter“ nachlässt. Der Markt von KI-Chips scheint aufs Erste von den USA und China dominiert zu werden. Wir hoffen, dass Europa in Bezug auf Industrial IoT seine historische Stärke noch ausspielt. Auch in Bezug auf Quantum Computing ist die Forschung in Europa führend. Mögen auch die Applikationen von europäischen Firmen in den Markt gebracht werden. (kr)

Dieser Artikel erschien zuerst auf unserem Partnerportal ELEKTRONIKPRAXIS.

* Philipp Schlüter ist Partner und Semicon Experte bei der M&A-Beratung Pava Partners und berät dort speziell Unternehmen aus dem Halbleiter-Umfeld bei Verkauf, strategischen Zukäufen, Finanzierungen und Nachfolge.

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