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Die USA geben Milliarden aus, um die Chipherstellung anzukurbeln.  Wird es reichen?




CNN

Die Regierung der Vereinigten Staaten zieht alle Register, um die heimische Halbleiterfertigung anzukurbeln, indem sie Milliarden von Dollar in den angeschlagenen Sektor schießt und alle verfügbaren politischen Muskeln spielt, um ihm gegenüber der Konkurrenz aus Asien einen Vorsprung zu verschaffen.

Als die Pandemie 2020 zuschlug, kürzten Firmen zunächst die Bestellungen für diese Mikrobausteine, die für Smartphones, Computer, Autos und viele andere Produkte benötigt werden. Dann, als die Menschen begannen, von zu Hause aus zu arbeiten, stieg die Nachfrage nach Informations- und Kommunikationstechnologie – und den Chips, die sie antreiben. Es kam zu einem Mangel an Chips, und Autofabriken mussten die Produktion einstellen, weil sie keine Chips bekommen konnten. Dies trug dazu bei, dass die Preise für Neu- und Gebrauchtwagen in die Höhe schnellten, ein Hauptgrund für die schmerzhafte Inflation, die die Amerikaner verspürten.

In einer Erklärung Anfang dieses Jahres bezeichnete Handelsministerin Gina Raimondo die Halbleiterknappheit als ein Problem der „nationalen Sicherheit“, weil sie die Abhängigkeit der US-Fertigung von Halbleiterimporten aus dem Ausland aufzeige. Chips dienen auch kritischen militärischen Anwendungen und sind für Cybersicherheitstools erforderlich.

Die Biden-Administration und der Gesetzgeber reagierten darauf und verabschiedeten im August das Gesetz über CHIPS und Wissenschaft. Die Gesetzgebung sieht 52 Milliarden US-Dollar vor, um die Halbleiterfertigung in den Vereinigten Staaten zu stärken. Davon sind 39 Milliarden US-Dollar für Fertigungsanreize, 13,2 Milliarden US-Dollar für Forschung und Entwicklung und Mitarbeiterschulung und 500 Millionen US-Dollar für internationale Informations- und Kommunikationstechnologiesicherheit und Halbleiter-Lieferkettenaktivitäten vorgesehen.

Vor diesem Hintergrund haben mehrere prominente Unternehmen bedeutende angekündigt Investitionen in die US-Fertigung. Die Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), ein führendes Unternehmen der Branche, hat mindestens 12 Milliarden US-Dollar für den Bau einer Halbleiterfabrik in Arizona bereitgestellt, deren Produktion voraussichtlich 2024 beginnen soll Halbleiterfertigungswerk in Ohio, und der Spatenstich für das neue Chipwerk fand erst letzten Monat statt. Und diesen Monat kündigte Micron an, in den nächsten zwei Jahrzehnten bis zu 100 Milliarden US-Dollar in den Bau einer riesigen Halbleiterfabrik im Bundesstaat New York zu investieren.

In einer Flut von Tweets Anfang dieses Monats Präsident Joe Biden verpfändet: „Amerika wird bei der Herstellung von Mikrochips führend sein.“

Aber die USA haben großen Nachholbedarf. Laut Daten der Handelsgruppe der Semiconductor Industry Association machen in den USA ansässige Fabs oder Chip-Fertigungsanlagen derzeit nur 12 % der modernen Halbleiter-Fertigungskapazität der Welt aus. Etwa 75 % der modernen Chipherstellung der Welt konzentriert sich heute auf Ostasien – ein Großteil davon im geopolitisch anfälligen Taiwan. Und selbst mit diesen erneuten Bemühungen verfügen die Vereinigten Staaten derzeit nicht über die gleiche Talent- und Lieferkettenpipeline wie einige asiatische Märkte, um eine robuste einheimische Industrie zu unterstützen.

Erschwerend kommt hinzu, dass der Anstieg öffentlicher und privater Investitionen zu einem fragwürdigen Zeitpunkt erfolgt, da die Besorgnis über die weltweite Knappheit des Chipangebots nachgelassen hat. Die pandemiebedingten Blockaden in der Lieferkette lassen etwas nach und die sich verschlechternden Wirtschaftsaussichten haben die Nachfrage behindert.

In einem Gewinnaufruf letzte Woche warnte CC Wei, CEO von TSMC, dass er erwartet, dass die „Halbleiterindustrie 2023 wahrscheinlich zurückgehen wird“. .“

Die Förderung der Halbleiterfertigung in den Vereinigten Staaten könnte jetzt zu Überkapazitäten und einem Überangebot führen. Und angesichts der nachlassenden Nachfrage ist nicht sofort klar, ob die staatlichen Subventionen ausreichen werden, um andere Hindernisse zu überwinden, denen das Land bei der Entwicklung eines wettbewerbsfähigen Zentrums für die Halbleiterherstellung gegenübersteht.

Um die jüngsten US-Bemühungen zu verstehen, ist es wichtig, sich darüber im Klaren zu sein, wo das Land steht – nicht nur in der gesamten Chipindustrie, sondern in Bezug auf bestimmte, wertvolle Bereiche davon.

„Es ist sehr unwahrscheinlich, dass die USA ihren Anteil an der globalen Produktion erhöhen werden, denn selbst wenn die USA mehr Fertigungskapazitäten online bringen; TSMC, Intel und andere kündigen Fabriken an anderen Orten an und bauen sie noch schneller“, sagte Scott Kennedy, Senior Advisor am Center for Strategic and International Studies.

„Aber ich denke nicht unbedingt, dass das wirklich ein großes Problem ist“, fügte er hinzu. Er stellte fest, dass die Messung der Fertigung auf der Grundlage des reinen Outputs die Low-End-Chips und die hochmodernen High-End-Chips zusammenfasst, die ein realistischeres und aussagekräftigeres Maß für den Erfolg der Chipherstellung darstellen. „Die USA müssen die Chipproduktion für eine bestimmte Art von Chips erweitern, die in direktem Zusammenhang mit der amerikanischen nationalen Sicherheit stehen“, sagte er.

Die Biden-Regierung verhängte am vergangenen Freitag weitreichende neue Exportbeschränkungen, um Chinas Zugang zu fortschrittlichen Halbleitern zu beschränken, die mit US-Ausrüstung hergestellt wurden, in einem Schritt, der auf die Herstellung fortschrittlicher Waffensysteme abzielt.

Während nur „etwa 10% bis 14% der verkauften Chips [globally] stammen aus US-Produktionsstätten“, so Professor der Columbia Business School Dan Wang, die Vereinigten Staaten haben andere Stärken. „In puncto Design-Know-how steckt noch viel in den USA“

Die USA geben Milliarden aus, um die Chipherstellung anzukurbeln.  Wird es reichen?

Dennoch sind die Mängel real. „Wenn es um Gießereien geht, die die Herstellungsseite von Halbleitern sind, sind die USA seit vielen, vielen Jahren nicht mehr wirklich ein wichtiger Akteur“, sagte Wang. Während es früher so war, begann die Produktion in den 1980er und 1990er Jahren nach Asien abzuwandern, sagte Wang. „Einer der Hauptgründe dafür ist, dass die Arbeitskosten niedriger sind und es einfach viel billiger ist, integrierte Schaltkreise und Chips in sehr großem Maßstab in diesen Teilen der Welt zu produzieren“, fügte Wang hinzu. Morris Chang, der Gründer von TSMC, sagte, dass die Herstellung von Chips in den USA 50 % mehr kostet als in Taiwan.

Jetzt hat Asien einen großen Vorteil, wenn die Einrichtungen bereits eingerichtet sind, um die Chipherstellung zu produzieren oder zu erweitern. Wang sagte, er denke, dass dies der Grund sein könnte, warum die USA „so viel Geld auf Unternehmen werfen, um Werke in den Vereinigten Staaten zu errichten“. Nicht nur, um auf die Nachfrage zu reagieren und selbstständiger zu werden, „sondern auch, weil man diese Dinge sehr, sehr schnell zum Laufen bringen muss, um überhaupt im Rennen zu sein.“

Der Bau neuer Chipfabriken selbst ist ein kostspieliges und zeitaufwändiges Unterfangen. „Eine moderne Fabrik ist ungefähr eine halbe Million Quadratfuß groß“, sagte Bob Johnson, Analyst bei Gartner, und benötigt „monströse Reinräume mit enormen Luftbehandlungskapazitäten“. Er fügte hinzu, dass diese massiven Gebäude „außergewöhnlich starke Fundamente“ erfordern. Wie er es ausdrückte: „Sie können keine Vibrationen in der Fab haben, weil sie das zerstören können Herstellungsverfahren.“

Darüber hinaus kostet eine einzelne Lithografiemaschine für extremes Ultraviolett, die zum Abbilden der Schaltkreise von Chips erforderlich ist, etwa 150 Millionen US-Dollar, und Reuters berichtet, dass „eine hochmoderne Chipfabrik 9 bis 18 dieser Maschinen benötigt“.

Darüber hinaus erfordert die Herstellung von Halbleitern eine Reihe spezialisierter Inputs, darunter reine Chemikalien wie fluoriertes Polyimid, und Ätzgas, Chip-Ätzmaschinen und mehr. An Orten wie Taiwan und Fukuoka, Japan, haben sich Lieferketten entwickelt, bei denen die Anbieter dieser Produkte in der Nähe der Halbleiterfabriken angesiedelt sind. Es gibt auch ein oder zwei Unternehmen, die lebenswichtige Inputs produzieren und seit langem vertrauenswürdige Lieferanten für Unternehmen in Asien sind. Dies ist an Orten wie Arizona und Ohio noch nicht der Fall, wo bereits Pläne für den Bau massiver Chip-Fertigungsanlagen im Gange sind.

Sie brauchen auch Arbeitskräfte, die bereit und in der Lage sind, die Arbeit zu erledigen.

In den Vereinigten Staaten herrscht sowohl ein Mangel an neuen Hochschulabsolventen als auch an erfahrenen Arbeitskräften mit dem technischen und ingenieurwissenschaftlichen Wissen, das für die Herstellung von Halbleitern erforderlich ist. Viele von denen, die vielleicht die richtige Erfahrung haben, ziehen es laut Kennedy stattdessen vor, in trendigeren Branchen zu arbeiten.

„Wenn wir heute mit den Fingern schnippen und zehn neue Fabs mit den weltweit führenden Chips haben würden, hätten wir wahrscheinlich nicht genug Personal, um sie zu besetzen“, sagte Kennedy. „Das ist der größte Engpass für den Ausbau der Fabrikkapazität in Amerika, nicht das Kapital.“

Intel hat versucht, enge Beziehungen zur Arizona State University aufzubauen, um Ingenieure anzuwerben, aber es ist unklar, ob es und andere Unternehmen, die Fabriken in Amerika bauen, in der Lage sein werden, genügend ausgebildete Ingenieure und Techniker einzustellen. Wenn nicht, werden selbst die Milliarden von Dollar, die vom privaten und öffentlichen Sektor bereitgestellt werden, möglicherweise nicht ausreichen, um die Halbleiterfertigung wieder anzukurbeln.