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Kommentar Die Miniaturisierung bei der Chipproduktion ist eine Sackgasse

Die Welt ist abhängig von den komplexen Halbleitern aus Taiwan. Doch die Lösung ist es nicht, die Produktion zu kopieren, sondern neue Ideen zu verfolgen.
25.05.2021 - 17:26 Uhr Kommentieren
Die fortschrittlichsten Halbleiterwerke kosten zehn Milliarden Dollar. Es lohnt sich daher, über andere Verfahren nachzudenken. Quelle: Bloomberg
Chipproduktion

Die fortschrittlichsten Halbleiterwerke kosten zehn Milliarden Dollar. Es lohnt sich daher, über andere Verfahren nachzudenken.

(Foto: Bloomberg)

Die Chipindustrie blickt besorgt nach Taiwan. Denn dort breitet sich derzeit das Coronavirus aus, und die Branche fürchtet um ihren Nachschub. Die komplexesten Halbleiter stammen zum allergrößten Teil von der ostasiatischen Insel.

Das hat einen Grund: Die Werke für diese Bauteile sind so teuer, dass sie sich nur im ganz großen Stil für den Weltmarkt lohnen. Es kostet mindestens zehn Milliarden Dollar, um eine solche Fabrik aufzubauen. Diese Abhängigkeit ängstigt die Politiker in Washington, Brüssel und Berlin. Sie fürchten, dass ihre Industrie stillsteht, wenn Taiwan nicht mehr liefert, und wollen daher eigene Fabriken für Superchips errichten.

Dafür müssen sie Milliarden an öffentlichen Geldern in die Hand nehmen. Denn ohne üppige Subventionen können weder in Amerika noch in Europa Werke entstehen, die es mit denen in Taiwan aufnehmen könnten. Angesichts der gewaltigen Kosten gibt es viele Stimmen in der Chipbranche, die von solchen Fabriken in Europa wenig halten. Sie fordern, alternative und günstigere Verfahren zu entwickeln, um leistungsfähigere Chips herzustellen.

Das ist auf jeden Fall sinnvoll, denn die Miniaturisierung stößt allmählich an ihre Grenzen. Auf einem Chip von der Größe eines Fingernagels bringen die Produzenten inzwischen mehrere Milliarden Transistoren unter. Es erschließt sich auch Laien, dass dies nur unter allergrößten Anstrengungen funktioniert.

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    Mit Materialien wie Siliziumkarbid oder Galliumnitrid versuchen die Produzenten, auf anderem Weg leistungsfähigere Chips zu produzieren. Sie ersetzen damit das bislang geläufige Silizium. Zudem tüfteln sie an neuen Verpackungen, an anderen Architekturen und sogar an ungewöhnlichen Konzepten wie dem „Neuromorphic Computing“. Dabei werden die Chips dem menschlichen Gehirn nachempfunden.

    Manche Ansätze sind weit gediehen. Siliziumkarbid zum Beispiel kommt immer häufiger in Elektroautos zum Einsatz. Andere Konzepte wie die Gehirnchips brauchen noch Zeit. Aber die neuen Ideen sollten in Europa besonders gefördert werden. Denn in der Miniaturisierung dürften Konzerne wie TSMC, der weltgrößte Auftragsfertiger aus Taiwan, für alle Zeiten unschlagbar bleiben. Das gilt aber nicht für neue Konzepte.

    Die Halbleiterbranche folgt seit mehr als 50 Jahren einer These des Intel-Gründers Gordon Moore, wonach sich die Leistung eines Chips alle 18 bis 24 Monate verdoppelt – bekannt als Mooresches Gesetz. Es ist aber kein Naturgesetz, sondern eine Entwicklung, die Ingenieure vorangetrieben haben. Die technischen und finanziellen Hürden sind aber inzwischen so hoch, dass der Blick auf die Alternativen immer wichtiger wird.

    Wenn sich Europa von Taiwan lösen will, dann sollte sich der Kontinent nicht nur auf die kleinsten Strukturen fokussieren. Genauso wichtig ist es, jene Konzepte im Blick zu behalten, die Experten als „More than Moore“ bezeichnen. Denn spätestens im nächsten Jahrzehnt ist sowieso eine physikalische Grenze für das Mooresche Gesetz erreicht.

    Mehr: IBM hat einen neuen Superchip entwickelt – Warum auch Europa davon profitieren könnte

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