‚Chips sind das Erdöl des 21. Jahrhunderts‘

Eskortiert von hochrangiger Politprominenz hat Infineon-Vorstandsvorsitzender Jochen Hanebeck im Mai symbolisch den ersten Spaten für die neue Chipfabrik des deutschen Halbleiter-Herstellers in Dresden geschwungen: Eigens dafür in die Dresdner Heide gereist waren auch EU-Kommissionspräsidentin Ursula von der Leyen (CDU) und Bundeskanzler Olaf Scholz (SPD). Dieser ‚große Bahnhof' mag kaum verwundern, obwohl es sich hier ‚nur' um das vierte Infineon-Werk in Dresden handelt. Die Gründe:

• Erstens dringt das Werk mit Investitionskosten um die 5 Mrd. € in Dimensionen vor, die sonst eher für Megafabs in Asien oder Nordamerika üblich sind.
• Zweitens ist es eines der ersten Großprojekte, das zu einem Fünftel über das neue europäische Chip-Gesetz, den ‚European Chips Act' gefördert wird – was Ursula von der Leyen veranlasste zu betonen: „In Zeiten wachsender geopolitischer Risikenist es eine großartige Nachricht für Europa, dass Infineon in Dresden massiv in die Produktion von Halbleitern investiert. Wir brauchen mehr solcher Projekte bei uns in Europa, weil der Bedarf an Mikrochips weiter rasant steigt. Die EU-Kommission und die Mitgliedstaaten nehmen im Rahmen des European Chips Acts in den nächsten Jahren 43 Mrd. € in die Hand, um Europa im Digitalbereich stärker und widerstandsfähiger zu machen.“ Was sie nicht erwähnte: In den USA, China, Südkorea und Taiwan jonglieren Regierungen und Halbleiter-Konzern mit ganz anderen Milliardensummen, um globale Führungspositionen in der Mikroelektronik zu erreichen oder auszubauen.
• Drittens wird die neue Fab spezielle Leistungshalbleiter und Mixed-Signal-Schaltkreise für die Ladesäulen, Elektroautos, Wärmepumpen und andere Ingredienzien der Bundes-Wärmewende herstellen. Und dies erklärt eben auch, warum Kanzler Scholz recht gut gelaunt den Spaten in Dresden schwang: „Chips sind das Erdöl des 21. Jahrhunderts“, erklärte er. „Hier entstehen die Bauteile, die es für die anstehenden Investitionen in umweltfreundliche Technologien braucht.“

Baugrund für die neue Fab in Dresden, die ab 2026 Leistungshalbleiter und Mixed-Signal-Schaltkreise herstellen soll

„Nicht die letzte Investition im Silicon Saxony“

Bei der Gelegenheit befeuerte der Kanzler die seit Monaten kursierenden Gerüchte, dass der weltweit größte Halbleiter-Auftragsfertiger, die taiwanesische Foundry TSMC, bald eine Fabrik in oder nahe bei Dresden bauen werde: „Bei meinen Gesprächen mit internationalen Investoren habe ich den Eindruck gewonnen, dass dies hier nicht die letzte Investition im Silicon Saxony war“, sagte er, ohne TSMC expressis verbis zu nennen. Ähnlich äußerte sich kurz darauf der sächsische Ministerpräsident Michael Kretschmer (CDU).

Hintergrund: Mit Blick auf die schweren Lieferkettenstörungen während der Corona-Krise, die Spannungen zwischen China und Taiwan sowie lockende Subventionen hat TSMC seine jahrzehntelang gepflegte Heimatzentrierung aufgeben. Seitdem baut der Konzern nun auch außerhalb Taiwans Halbleiter-Fabriken. Ein großer Werkkomplex in den USA ist bereits gesetzt, ein weiterer in Dresden gilt mittlerweile als wahrscheinlich. TSMC will damit auch näher an seine Kunden in Europa heranrücken, insbesondere die deutschen Automobilkonzerne.

Debatte um Milliarden-Subventionen für Mikroelektronik reißt nicht ab

Jedoch sind die milliardenschweren Subventionen für die Halbleiter-Industrie alles andere als unumstritten: Erst kürzlich hatte Präsident Reint Gropp vom Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung Halle (IWH) kritisiert, EU und Bund würden Mikroelektronik-Investitionen wie die von Intel in Magdeburg oder eben von Infineon in Dresden mit teils bis zu einer Million Euro pro Arbeitsplatz völlig übersubventionieren. Das Geld sei anderswo besser aufgehoben. Auch Ifo-Chef Clemens Fuest warnte wenig später vor einem schuldenfinanzierten und selbstzerstörerischen Subventionswettlauf mit den USA.

Martin Dulig, sächsischer WirtschaftsministerAber es gibt auch Gegenstimmen: Die geförderte Ansiedlung von Chipfabriken sei nicht allein mit Blick auf die in der jeweiligen Fabrik geschaffenen Arbeitsplätze zu bewerten, sondern habe eine strategische Bedeutung für zahlreiche Industriezweige in Deutschland und ganz Europa, argumentierte beispielsweise der sächsische Wirtschaftsminister Martin Dulig (SPD) auf Anfrage der PLUS: „Das IWH liegt mit seiner Argumentation völlig daneben.“

Gerade der Freistaat Sachsen mit seiner Nachwende-Wirtschaftspolitik, die auf den Erhalt der DDR-Mikroelektronik und die Ansiedlung neuer Chipfabriken zielte, habe vorgemacht, welch einen Aufschwung, welche Mitnahme-Effekte und wieviele Umfeld-Jobs eine florierende Halbleiterindustrie an einem Standort auslösen könne, betonte Dulig. Anderseits haben erst jüngst Corona, Lieferketten-Störungen und die US-Wirtschaftskriege gegen China gezeigt, wie schnell die Fließbänder in Europa still stehen, wenn der Chip-Zufluss aus Fernost und Übersee auch nur für kurze Zeit versiegt: „Die gesamte Industrie braucht diese Chips.“ Daher seien auch hochsubventionierte Halbleiter-Ansiedlungen für Europa eine Investition in die Zukunft. Nicht zuletzt zahle sich jeder klug angelegte Beihilfe-Euro auch finanziell aus.

Ein weiteres Beispiel für solch langfristig angelegte Hochtechnologie-Standortpolitik in Sachsen findet man übrigens rund 100 Kilometer weiter östlich von Dresden: Görlitz an der Grenze zu Polen galt lange Zeit als tiefste Provinz, wo der Waggonbau als größter industrieller Arbeitgeber seit der politischen Wende ständig ums wirtschaftliche Überleben kämpfte. Allenfalls die hübsch sanierte Innenstadt, ein paar Hollywood-Produktionen und die Billigzigaretten-Stände auf der anderen Seite der Grenze sorgten für etwas Tagestourismus. Doch inzwischen gilt Görlitz als Ansiedlungsmagnet für Spitzenforscher, Supercomputerexperten, Wasserstofftechnologien – und als neuer Hoffnungsträger für die Mikroelektronik-Region ‚Silicon Saxony'. Denn in der Stadt siedeln sich seit geraumer Zeit – teils massiv subventioniert und politisch gefördert durch EU, Bund und Land – Forschungseinrichtungen an, die das Potenzial haben, über kurz oder lang für zahlreiche Ausgründungen, Hightech-Aufträge und Unternehmens-Akquisen in der Region zu sorgen.

„Die Steuerrückflüsse wiegen eher oder später die eingesetzten Subventionen mehr als auf.“
Martin Dulig, sächsischer Wirtschaftsminister

Astrophysik mit Ausstiegs-Kohle

Das Casus-Institut hat einige der weltweit führenden KI- und Supercomputer-Experten nach Görlitz gelocktBeispiele: Mit Geld aus dem Kohleausstiegs-Fonds entsteht in Görlitz in den nächsten Jahren das ‚Deutsche Zentrum für Astrophysik', das einen enormen Bedarf an innovativer digitaler Mess- und Analysetechnik angemeldet hat. Die Helmholtz-Gemeinschaft hat hier das Casus-Institut etabliert, welches mit Supercomputern komplexe Phänomene wie Klima, Verkehr, Seuchen oder Neutronensterne im All untersucht. Die TU Dresden errichtet in der Grenzstadt zu Polen ein Entwicklungslabor für die Zukunft des Bauens, ein ‚Construction Future Lab' (CFLabab). Zu den Fokusthemen gehören Robotereinsatz, Automatisierung, zuverlässige Funknetze, Datenbrillen-Einsatz für Augmentierte Realitäten (AR), großformatiger 3D-Druck und hochintegrierte digitale Prozessplanung auf künftigen Baustellen – alles Themen, die viele Start-ups und Aufträge für darauf spezialisierte Firmen hervorbringen dürften.

Außerdem baut in Görlitz Senckenberg seine Sammlungen aus, Fraunhofer etabliert ein Hydrogen Lab, Siemens einen Innovationscampus, gleich daneben hat sich Deloitte angesiedelt – die Reihe ließe sich fortsetzen.

Auch streben die gesamte Lausitz und Sachsen eine engere Verzahnung mit dem benachbarten Schlesien und der Wissenschafts- und Wirtschaftsregion Breslau an. Insofern ist es nicht abwegig zu prognostizieren, dass das ‚Silicon Saxony' in Zukunft nicht allein über Intel Magdeburg, die Bundes-Cyberagentur Halle und X-Fab Erfurt zu einer mitteldeutschen Hochtechnologie-Region weiterwächst, sondern auch aus dem Osten neue Impulse bekommen könnte.

Große Azubi-Schmiede für Sachsens Halbleiter-Industrie geplant

Doch zurück nach Dresden und in die Gegenwart: Um für all diese Ansiedlungen genügend Fachkräfte zu gewinnen, ist eine langfristige Strategie vonnöten – das ist der gesamten Branche klar. Bis 2030 brauchen die Hochtechnologie-Industrien im Dreieck Dresden-Chemnitz-Freiberg 27.000 zusätzliche Fachkräfte. Das hatte der Branchenverband „Silicon Saxony“ 2023 in einem Strategiepapier beziffert. Angesichts der daraus erwachsenden starken Nachfrage der sächsischen Halbleiterindustrie nach Mikrotechnologen, Mechatronikern und anderen Fachleuten soll nun im Raum Dresden ein ‚Sächsisches Ausbildungszentrum für Mikrotechnologien' (SAM) entstehen. Konzipiert ist ein Komplex, der bis zu 1.000 Azubis pro Jahr für die großen Chipfabriken von Infineon, Globalfoundries, Bosch und X-Fab in Dresden, aber auch für kleinere Mikroelektronikfirmen, Solarunternehmen und verwandte Betriebe ausbilden kann. Damit wäre das geplante SAM weit größer als bisherige betriebliche und überbetriebliche Ausbildungsschmieden am Mikroelektronik-Standort Sachsen.

Getragen von zwei renommierten Bildungsunternehmen aus Dresden und dem Umland soll das Zentrum drei Reinräume mit 100-mm-Wafertechnik für die praktische Halbleiterausbildung bekommen und 44 Ausbilder haben. Die Eröffnung ist für den Sommer 2025 geplant, wenn die erhofften Fördermittel vor allem vom Bund fließen.

Schulterschluss zwischen Sachsen und Taiwan

Der sächsische Wissenschaftsminister Gemkow und NARLabs-Geschäftsführer Yu-Hsueh Hsu unterzeichnen eine Kooperationsvereinbarung zwischen Sachsen und Taiwan in TaipehDas Thema ‚Langfristige Fachkräfte-Genese für die Mikroelektronik' spielt auch bei einem weiteren sächsischen Coup eine gewichtige, wenn auch nicht die alleinige Rolle: Eine hochrangige Delegation sächsischer Politiker, Wissenschaftler und Wirtschaftsvertreter ist kürzlich nach Taiwan geflogen. Dort haben der sächsische Wissenschaftsminister Sebastian Gemkow (CDU), der taiwanesische Wissenschaftsminister Tsung-Tsong Wu (parteilos) und weitere Akteure eine Reihe von Vereinbarungen unterschrieben, die alle darauf zielen, dass beide Halbleiter-Regionen künftig enger zusammenarbeiten. Geplant sind Kooperationen zwischen Fraunhofer und der TU Dresden sowie taiwanesischen Unis und Forschungseinrichtungen, gemeinsame Förderanträge für europäische Technologieförderprogramme wie ‚Horizon Europe', kooperative Mikroelektronik-Forschungen, der Aufbau gemeinsamer Studiengänge und Vorlesungen sowie der Austausch von Lehrkräften, Forschern, Studenten und Schülern. Die Partner haben zudem vereinbart, zusammen Konferenzen zu organisieren.

Letztlich können diese Vereinbarungen beiden Seiten helfen. Taiwan ist zwar der weit stärkere Mikroelektronik-Standort als Sachsen, steht aber wegen der Spannungen mit China unter starkem Druck und könnte daher einen zusätzlichen Anker in Europa brauchen. Zudem gilt es wie erwähnt als wahrscheinlich, dass der nationale Champion TSMC demnächst in Dresden investiert, was ohnehin starke Verbindungen zwischen Dresden und Taipeh notwendig machen dürfte. Nicht zuletzt ergänzen sich die Produktportefeuilles der Chipindustrien beider Länder eher als dass sie konkurrieren: Die taiwanesische Halbleiterindustrie ist stark von Auftragsfertigern wie eben TSMC und UMC geprägt, produziert vor allem auch Schaltkreise der neuesten Strukturgenerationen unterhalb von zehn Nanometern und ist unter anderem auf Kunden aus der Konsumelektronik-Industrie ausgerichtet. Die Fabs im Silicon Saxony produzieren stärker spezialisierte Schaltkreise, unter anderem für besondere Industrieanwendungen, den Automobilsektor, Sicherheitsanwendungen und dergleichen mehr – und bewegen sich vor allem in Strukturgrößen oberhalb von 20 nm.

Eigene Chiplet-Wertschöpfungskette für Europa im Fokus

Ganz besonders gut ergänzen würden sich beide Technologiepfade, wenn die Taiwanesen die Sachsen künftig in ihr Chiplet-Ökosystem aufnehmen würden. Denn die Chiplet-Technologie hat ja gerade den Charme, dass die damit produzierten Schaltkreise eben nicht aus ‚einem Guss', in einer Highend-Fabrik hergestellt werden müssen, sondern die ‚Dies' aus Prozessen unterschiedlicher Fabriken zu einem besonders leistungsfähigem Ganzen zusammengesetzt und kontaktiert werden. Wenn hier TSMC seine Chiplet-Erfahrungen und seine Sub-10-nm-Prozesse einbringen würde und die Fabriken des Silicon Saxony ihre hoch spezialisierten und teils auch gemischt digital-analogen Halbleiter-Prozesse, dann könnte dies innovative Perspektiven eröffnen.

Andy Heinig vom Fraunhofer-EAS DresdenViele Experten in Sachsen sind überzeugt, dass die Chiplet-Technologie der gesamten europäischen Industrie neue Türen öffnen kann. Vor allem Andy Heinig und seine Kollegen vom Fraunhofer-Institutsteil für die ‚Entwicklung Adaptiver Systeme' (EAS) in Dresden schmieden deshalb schon seit geraumer Zeit an Allianzen, um solche Chiplet-Wertschöpfungsketten im Freistaat gemeinsam mit internationalen Partnern aufzubauen. Erste Kooperationen mit Samsung sind schon geknüpft, nun schauen sich die EAS-Ingenieure auch gen Westen, in Nordamerika nach weiteren Technologieträgern um. Die jüngste Vereinbarung haben sie mit der kalifornischen Halbleiter-Firma ‚Achronix' aus Santa Clara abgeschlossen. Als Beispiellösung wollen sie mehrere Schaltkreise auf engstem Raum zusammenfügen, die besonders schnell analoge in digitale Signale umwandeln und vorverarbeiten können. Mögliche Einsatzfelder für solche Kombinations-Chips sind beispielsweise Radar-Augen für Fahrerassistenzsysteme in modernen Autos oder 5G-Mobilfunksysteme. Als Kontaktiertechnologien setzen die Kooperationspartner EAS und Achronix dabei konkret auf die Ansätze ‚Bunch of Wires' (BoW) und ‚Universal Chiplet Interconnect Express' (UCIe).

Letztlich steht hinter all diesen Bemühungen um funktionierende Chiplet-Wertschöpfungsketten in Sachsen eben auch ein Gedanke: Diese Technologie könnte europäische Unternehmen in die Lage versetzen, auch ohne milliardenteure Chipfabriken der Oberklasse und selbst im Falle längerfristig gestörter internationaler Lieferketten Hochleistungs-Schaltkreise für Autos, Mobilfunk-Systeme oder Messgeräte zu bauen – weitgehend auf europäischem Grund und Boden.

Quellen

Infineon, TUD, SMWK, Fraunhofer IPMS und EAS, Silicon Saxony, SMWA, Ifo, oiger.de