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Das Ende der Technologie

05. Februar 2021

Das Ende der Technologie

Quelle: Fachzeitschrift PLUS, Leuze Verlag
Bedenkt man, dass trotz COVID-19 einige große gesellschaftliche Probleme – insbe­son­dere der Klimawandel – nach wie vor sehr präsent sind, und berücksichtigt man die weit verbreitete Vorstellung, dass der Wendepunkt zur Klimaregulierung nach Ansicht vieler Ex­per­ten weniger als 10 Jahre entfernt ist, liegt es nahe, die Trends in der Hightech-Industrie zu betrachten.

Denn diese Branche verspricht Innovation zum Wohle der Allgemeinheit und vermittelt den Mythos, dass nur die Technologie das Spiel verändern kann. Ist das wirklich wahr? Und wenn nicht, was muss dann gesche­hen? Was muss die Industrie tun, um das Versprechen in eine glaubwürdige Realität umzuwandeln?

Beginnen wir mit der Auflistung einiger wichtiger Fakten und Herausforderungen für unsere Branche. Ich nenne dies – provokativ – das Ende der Technologie.

1. Physikalische Grenzen der Halbleiter­fertigung

Die ständige Verkleinerung der Halbleiter­geo­metrien, und die Nutzung neuer Halbleiter­designs wie GAAFETs und FinFETs – und was auch immer danach kommt – haben die Industrie an einen Punkt gebracht, an dem Innovationen zur Wirklichkeit wurden, die unsere kühnsten Träume übertrafen: Die Massenfertigung von 5-nm-Bauelementen hat begonnen, und Pläne für 3-nm und 2-nm sind in der Pipeline! Jeder neue Knoten ist ein Durchbruch, der vor 10 Jahren sowohl in punkto Design und Funk­tio­nalität als auch Herstellbarkeit her unmöglich schien.
Es gibt Anzeichen dafür, dass das Jahr 2030 einen Wendepunkt markieren wird, denn man erwartet 1,5-nm-Chips auf dem Markt, mög­li­cherweise die letzte Geometrie, bevor phy­si­kalische Grenzen eine weitere Ver­klei­nerung verhindern. Schon heute spaltet die Ein­füh­rung neuer Geometrien den Markt in „Ha­ben­de“ und „Habenichtse“.

Es sieht so aus, dass derzeit nur Samsung, TSMC und Intel die Investitionen aufbrin­gen, um diesen superteuren Weg zu beschreiten. Intel hat die Massenpro­duktion seiner 7-nm-Produkte auf dieses Jahr (2021) verschoben, was verdeutlicht, wie komplex die On-Chip-Geschwindigkeit, die Produktionserträge, der Stromverbrauch, die Tests usw. sind. Die anderen zwei sind auf dem Vormarsch, könn­ten (werden?) aber auf ähnliche Probleme stoßen wie Intel.

Wie klein können Bauteile noch werden?
Wie klein können Bauteile noch werden?

2. Produktionskosten

AIn 2020 kündigte TSMC ein 15-Mrd.-Dollar Investment in eine neue Produktionslinie für 5-nm-Halbleiter an. Geht man davon aus, dass diese Summe für andere Foundries oder Hersteller gleich hoch sein wird, ist die 20-Mrd.-Dollar-Marke für 3-nm-Chips oder da­runter klar in Sicht. Man kann sich nur wun­dern, was das für 1,5-nm bedeutet – 30 Milliarden US-Dollar für eine einzige Fabrik. Es stellt sich die Frage: Wo liegt der Return on Investment?

Bei einem Markt, der von COVID-19 überrascht wurde und weltweit auf etwa 400 Mrd. US-Dol­lar im Jahr 2020 zurückgefallen ist, erscheint selbst bei einem Wachstum auf eine Billion US-Dollar im Jahr 2030 unwahrscheinlich, dass die letzten drei Musketiere ihre Investitionen leicht wieder hereinholen können. Samsung ist großartig in Spei­chern, die stark preisvolatil sind, TSMC ist eine Foundry, also muss sie an Fabless-Unter­nehmen zu einem realistischen Marktwert verkaufen, mit dem die Fabless-Fir­men ihren Designwert verdienen können. Und Intels Kerngeschäft, die Mikroprozes­soren, gerät langsam unter Druck durch eine neue Welle an KI-Chips, die zum neuen Standard werden könnten. Woher der Gewinn kommt, wenn er überhaupt kommt, bleibt abzuwarten.

Getrieben vom RoI – das gilt auch für die HighTech-Industrie
Getrieben vom RoI – das gilt auch für die HighTech-Industrie

3. Protektionismus

Eine Studie eines deutschen Think-Tanks – Stiftung Neue Verantwortung vermittelt Einblicke in die Halbleiter-Wertschöpfungs­kette – vom geistigen Eigentum bis zur Fertigung. Das Ziel war, herauszufinden, wie belastbar diese Wertschöpfungskette aus monopolistischer und politischer Sicht ist, wobei der Fokus speziell auf China 2025 lag, und dem Programm der chinesischen Re­gie­rung, in führenden Technologien unab­hän­giger zu werden.
Die Studie kommt zu dem Schluss, dass viele Marktparameter ein Monopol in der gesamten Wertschöpfungskette nicht zulassen (IP, Wafer, Fertigungsanlagen, Chemi­ka­lien, Produktion, Montage ...), dass aber auch diverse Engpässe oder „Choke-points“ zu politischen Störungen führen könnten. Wir haben bereits Auseinan­der­setzungen zwischen den USA und China wegen der Zurückhaltung von Technologie oder der Ablehnung von Fusionen erlebt (Qualcomm/NXP, Broadcom/Qualcomm), und dies könnte sich noch verschlimmern. Insbesondere Taiwan mit TSMC als führende Foundry sowie Taiwans Anteil von 53% an der Chipmontage könnte ein Brennpunkt dieses bilateralen Handelskriegs sein.
Die EU, Korea und Japan werden zwischen den Fronten stehen, sich aber wahr­schein­lich auf die Seite der USA stellen, um den „Drachen“ zu zähmen. Da liegt viel Spaß vor uns. Eine un­be­kannte Kraft in diesem Spiel sind große Konzerne, groß genug in ihrem Verbrauch, um im Alleingang Allokationssituationen zu schaf­fen (Foxconn für Apple und dergleichen...).

4. Rohstoffe

Es ist kein Geheimnis, dass führende Techno­logie viele, aus technischer Sicht kritische  Rohstoffe verbraucht, aber hinsichtlich deren Verfügbarkeit vor massiven Heraus­forde­rungen steht - sowohl politisch als auch geologisch. Die bekannten Konflikt­mine­ralien (3TG) sind nur die Spitze des Eisbergs. Sie befinden sich nicht nur im Ostkongo, der mit einem andauernden Bürgerkrieg konfrontiert ist, sondern sie werden auch teils unter schreck­lichen Umständen abgebaut und verkauft, die sich jeglichen Men­schen­rechts­bemühungen verweigern, die notwendig sein könnten.
Darüber hinaus schwelt ein anhaltender Konflikt über Seltene-Erden-Materialien, von denen derzeit 90% aus China kommen (2018). Obwohl die Reserven weltweit auf über 100 Millionen Tonnen (35 % in China) geschätzt werden und die derzeitige Produktion weniger als 200.000 Tonnen beträgt, bedeutet dies nicht eine sofortige Verknappung. Allerdings ist  ihre Förderung schwierig und kostspielig, und Reserven bedeuten nicht automatisch eine leichte Ausbeutung bei Erreichen der Gewinnschwelle. China hat bereits in der Ver­gangenheit damit gedroht, die Verfüg­bar­keit zu verkürzen, dadurch ist der Wettlauf um Ressourcen und die damit verbundene Schnäpp­chenqualität gut vorstellbar.

Schließlich die in Batterien verwendete Ma­terialien Kobalt und Lithium. Mit der wach­senden Attraktivität der E-Mobilität und der Verfügbarkeit von Elektroautos mit rie­sigen Batterien ist der Bedarf an beiden Materialien gestiegen, und damit auch die Preise (ins­be­sondere für Kobalt, das größtenteils aus der Demokratischen Republik Kongo stammt). Stellen Sie sich eine Vervielfachung des Elek­troautoverkaufs in den nächsten Jahren vor, und Sie können den Druck für die Branche spüren - entweder teurer abgebautes Kobalt oder Alternativen, die ebenfalls Geld kosten. So oder so, Ärger am Straßenrand, der die Grenzen unserer Bemühungen, die fossile Mobilität zu ersetzen, aufzeigen wird.

5. Elektro- und Elektronik-Altgeräte

Neben Plastik ist Elektronikschrott eines der größten Abfallprobleme der Welt. Weil so viele verschiedene Materialien in elektronischen Produkten verwendet werden, ist das Weg­wer­fen (wie es seit 60 Jahren passiert) nicht nur gefährlich für unseren Planeten und uns, son­dern auch eine Verschwendung von Ressour­cen. Mehr als 50 Mio. Ton­nen Elektronikpro­dukte stehen jedes Jahr vor der Entsorgung, und nur 12,5% werden recycelt – offiziell, und das hängt davon ab, ob „betrügerisches“ Recycling oder „Um­wid­mung“ in Gebrauchtge­räte Teil der offiziellen Statistiken ist.

Produkte sind nicht zwangsläufig für das Recycling konzipiert, und Hersteller haben kein Interesse daran, ihre Produkte länger haltbar zu machen. Die Verbraucher sollen sie weiterhin wegwerfen und etwas Neues kaufen – schlimmer noch, Mobiltelefone werden insgeheim durch Software verlangsamt, so dass die Unzufriedenheit der Nutzer steigt. Kurz gesagt, die Nutzungsdauer der Produkte sinkt, jedes Jahr landen sie schneller im Müll. High-Tech verspricht zwar, unser Leben besser zu machen, aber sie ist Teil derselben Weg­werf­wirtschaft wie alles andere und trägt dazu bei, den Wen­de­punkt näher zu bringen.

Die Recyclingquote von Elektro- und Elektronikschrott ist immer noch weit zu niedrig
Die Recyclingquote von Elektro- und Elektronikschrott ist immer noch weit zu niedrig

6. Stabilität der globalen Lieferkette und Nachhaltigkeit

COVID-19 hat perfekt gezeigt, wie leicht die globale Produktionslieferkette gestört werden kann, mit enormen Folgen wie u.a. Wirt­schafts­abschwung, Produktions­ver­zöge­run­gen, Transportengpässen. Wir haben das Ende der COVID-19-Unterbre­chungen noch nicht erreicht, und Sie können sicher sein, dass wir nach wie vor im Dunkeln tappen.
Neben der Verwundbarkeit bedeutet diese gesamte globale Lieferkette den CO2-Fuß­ab­druck. Jedes Hightech-Produkt hat einen riesigen Kohlenstoff-Fußabdruck, bevor es beim Konsumenten landet. Wenn also große Konzerne, die Wegwerf­pro­dukte mit einer „Million Flugkilometer" produzieren und durch ihren Bergbau zu großen Narben auf dem Planeten beitragen, ankündigen, sie werden umwelt­freund­lich, oder wenn sie ihre Liefer­kette zur Nutzung erneuerbarer Energien auffordern, dann kann man das schon als Heuchelei und „Greenwashing" betrachten.

Fazit

Also, wie geht es jetzt weiter? Wenn wir einen wirklichen Beitrag zur Verbesserung der Lage der Menschen und des Planeten leisten wol­len, müssen wir viele Folgen, die unsere In­dus­trie jedes Jahr verursacht, neu überdenken. Wenn wir bis 2030 unseren Umsatz von 400 Mrd. auf 1 Billion USD steigern, ohne etwas zu verändern, werden wir unsere negativen Aus­wirkungen um das Zweieinhalbfache erhöhen.

Die gigantische gemeinsame Anstrengung muss darin bestehen, die High-Tech-In­dus­trie so kreislauf­fähig wie möglich zu machen und dies schneller als die übrige Industriewelt, um wei­ter­hin einen echten Beitrag zu leisten.

Auch ich habe keine Ahnung, wie man dorthin gelangt. Aber ich weiß, dass es jetzt beginnen muss - mit Ehrlichkeit, Transparenz und dem Willen zur Veränderung.

Einkaufsmanagement der Verzweflung nahe!
Georg Steinberger, Vorstandsvorsitzender FBDi e.V. und DMASS, Präsident IDEA

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