Die Welt ist abhängig von den Chipherstellern in Taiwan

In Taipeh treffen sich heute die Sprecherin des amerikanischen Repräsentantenhauses, Nancy Pelosi, und die Präsidentin von Taiwan. Pelosi reist mit sechs weiteren amerikanischen Abgeordneten und wird ebenfalls mit Abgeordneten aus Taiwan zusammentreffen. Währenddessen verurteilt China den Besuch und bezeichnet ihn als Spiel mit dem Feuer. Das chinesische Militär wurde in höchste Alarmbereitschaft versetzt und werde als Reaktion gezielte militärische Operationen durchführen, heißt es aus Peking.

In einem Leitartikel, der in der Washington Post wenige Minuten nach ihrer Ankunft in Taipeh veröffentlicht wurde, erläuterte Pelosi die Gründe für ihren Besuch mit den Worten: »Wir können nicht tatenlos zusehen, wie die Kommunistische Partei Chinas Taiwan und die Demokratie selbst bedroht.« Und: »Indem wir nach Taiwan reisen, ehren wir unser Engagement für die Demokratie. Wir bekräftigen, dass die Freiheiten Taiwans – und aller Demokratien – respektiert werden müssen«.

Pelosi besucht damit zugleich ein Land, das von entscheidender Bedeutung für nahezu die gesamte Welt ist – wichtiger noch als die ölreichen Staaten. Von ihnen gibt es eine ganze Reihe; es gibt aber nur einen wesentlichen Hersteller für die wichtigsten Maschinen der Welt. Denn Taiwan ist Sitz der weltweit wichtigsten Auftragsfertiger für Computerchips. Davon ist das Unternehmen Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) das größte und bedeutendste. Bei TSMC lassen US-Hersteller wie Apple, AMD, NVIDIA und sogar auch Intel Prozessoren für Smartphones, Laptops und Grafikkarten produzieren. Selbst China muss viele notwendige Chips in Taiwan produzieren lassen, weil es selbst nicht in der Lage dazu ist.

»Die Welt hängt von einem einzigen Chiphersteller in Taiwan ab«, so beschrieb das Wall Street Journal die Lage. Jeder ist dadurch verwundbar. Nicht ohne Grund wird TSMC als das wertvollste asiatische Wirtschaftsgut betrachtet. Seinen Aufstieg verdankt es einer genialen Idee vor 35 Jahren: das Modell der sogenannten »Foundry«. TSMC entwickelt keine eigenen Chips, keine Smartphones, keine Rechner oder besser: IC-Produkte, sondern betreibt »nur« die Produktionsanlagen, um Halbleiter zu fertigen. Ähnlich wie bei einer Druckerei schicken die Hersteller von Smartphones, Laptops oder Grafikkarten ihre Pläne an den Auftragsfertiger, der dann die Chips produzieren lässt und sie – wenn alles gut geht – ein paar Monate später ausliefern kann.

In riesigen Fabriken, sogenannten Fabs, lassen TMSC & Co ihre Chips fertigen wie der Bäcker seine Brötchen. Doch Bau, Betrieb und Instandhaltung einer solchen Fab sind so teuer, dass sie sich nur bezahlt macht, wenn sie zu fast 100 Prozent ausgelastet ist; über die genaue Auslastung hüllen sich die »Foundrys« in Schweigen. Deshalb müssen sie extrem schnell sein. Nur dann können sie die extrem hohen Kosten wieder einspielen, die eine komplette Fab kostet. Für die muss man schon zwischen fünf und bis zu 20 Milliarden Dollar bereit halten. Die legendäre Fab 18 von TMSC in Taiwan hat 18 Milliarden Dollar gekostet. Für 17 Milliarden Dollar baut TMSC gerade eine Fab in Texas. Ein Atomkraftwerk könnte man schon für fünf Milliarden bauen.

Doch wer bei TMSC bestellt, bekommt nur Siliziumscheiben mit extrem feinen Chips, wie ein Butterkuchen auf einem Backblech. Die müssen auseinandergeschnitten und die kaum sichtbaren Anschlussleiterbahnen in ein etwas größeres Gehäuse verpackt werden. Ein Waschmaschinenhersteller kann die schlechterdings nicht in seine Steuerungsplatine einbauen. Solche Verbindungsarbeiten wiederum in extrem kleinen Bereichen – Bonding genannt – kann kein Mensch mehr erledigen. Nur noch Automaten sind dazu in der Lage, in solch feinen Strukturen einen Draht, etwas Lötzinn und eine Lötspitze zusammen zu bringen und das Ganze dann kurz zu erhitzen. Dieses Housing oder Packaging geschieht wiederum in anderen hoch spezialisierten asiatischen Fabriken, in die die Siliziumscheiben verschickt werden müssen. Europa spielt in dem Geschäft keine Rolle mehr.

Geheimnis sind Effektivität und Schnelligkeit. Die Fab muss randvoll ausgelastet sein, damit sie sich überhaupt rechnet – rund um die Uhr das gesamte Jahr über. Daraus erklärt sich auch der derzeitige Chipmangel. Autohersteller hatten aufgrund des Produktionsrückgangs während der Coronakrise weniger Chips bestellt, dafür die Hersteller von Unterhaltungselektronik wie Fernseher und Playstations deutlich mehr. Als die Autohersteller plötzlich feststellten, dass sie dringend Chips benötigten, konnten die Hersteller nicht liefern, weil die Produktion bereits verkauft war. Einfach hochfahren geht nicht, weil eine solche Fab bereits am Anschlag produzieren muss, sonst geht sie pleite.

In ungefähr zwei Jahren muss die sündhaft teure Fab ihre Kosten eingespielt haben. Denn dann haben die Entwickler die nächste Generation an Chips fertig und schicken die Vorlagen für die nächsten Produkte an die Fab. Nun ist Chip nicht gleich Chip. Sie unterscheiden sich in der Zahl der Schaltelemente und vor allem der Packungsdichte. Nicht in jedem Staubsauger muss der schnellste Hightech-Chip mit den meisten Transistoren und dünnsten Leiterbahnen stecken. Samsung hat sich auf die Produktion vergleichsweise einfacherer Speicherchips konzentriert. Die können im Gegensatz zu den Logic-Chips keine Rechenoperationen ausführen.

Computerchips sind der Rohstoff der neuen Welt; Mobilfunknetze, autonomes Fahren und Big Data generell könnten ohne sie nicht funktionieren, Militärtechnologie einmal ganz ausgenommen. Kein Wunder, dass sich die Produktion zu einer hochpolitischen Angelegenheit entwickelt hat.

Ein zweites haben die Taiwanesen besser als andere geschafft: Kosten senken. Je kleiner die Strukturen, desto teurer die Maschinen und gleichwohl billiger die Produkte. Denn erst diese hocheffiziente Produktionsweise der Foundrys ließ die Preise für Chips purzeln, deren Leistung vervielfachen und erlaubte es letztlich, günstige Smartphones, Laptops und Unterhaltungselektronik herzustellen.

Alle zwei Jahre hat sich die Zahl der elektrischen Schalter, der Transistoren auf einem integrierten Schaltkreis verdoppelt; das hatte einst der amerikanische Ingenieur Gordon Moore (Moore’sches Gesetz) vorhergesagt. So verfügen allein Mobiltelefone heute über eine wesentlich höhere Rechenleistung als der mittlerweile uralte, 30 Kilogramm schwere Computer, mit dem 1969 das NASA-Raumschiff Apollo 11 auf dem Mond landete. Dennoch sind die Kosten dramatisch gesunken.

Der weltweit drittgrößte Auftragshersteller von Chips, UMC, sitzt übrigens ebenfalls in Taiwan und produziert die für die Autohersteller wichtige Elektronik. Die Chiphersteller werden aufgrund ihrer essentiellen Bedeutung für die westliche Welt als ein Garant für die Unabhängigkeit Taiwans angesehen. Ein Überfall von China würde keine Gewinner hervorbringen. Niemand könne TSMC mit Gewalt kontrollieren, sagte jetzt der Vorstandsvorsitzende Mark Liu gegenüber dem amerikanischen Sender CNN in einem seiner seltenen Interviews.

Wenn jemand mit militärischer Gewalt oder durch eine Invasion eindringe, werden die Halbleiterwerke nicht mehr funktionsfähig sein. Denn es handelt sich um solch hochentwickelte Produktionsanlagen, die von der Echtzeitanbindung mit der Außenwelt abhängt, von Materialien über Chemikalien bis hin zu Ersatzteilen, technischer Software und Diagnose. Wenn man sie mit Gewalt übernehme, könne man sie nicht mehr betriebsfähig halten, so Liu. Und eine Unterbrechung der Lieferungen von Chips würde die gesamte Welt in ein heilloses Chaos versetzen – auf allen Seiten. So würde jeder zweimal darüber nachdenken. Wenn China uns benötige, sei das keine schlechte Sache, meint Liu. »Wir sollten aus dem Ukraine-Krieg lernen«, sagte Liu weiter, »ein Krieg ist von keiner Seite aus eine gute Sache – es gibt nur Verlierer«.

»Unter diesem Aspekt sollten wir auch auf Taiwan schauen. Wie können wir einen Krieg vermeiden? Wie können wir dafür sorgen, dass die Maschine der Welt weiterhin brummt?« Die kommenden Jahrzehnte werden ein goldenes Zeitalter für die Halbleiterindustrie werden, erwartet Mark Liu und schreibt über die Revolution bei Halbleitern: »In den letzten 50 Jahren glich die Entwicklung der Halbleitertechnologie dem Gang durch einen Tunnel. Der Weg dorthin war klar, denn es gab einen genau definierten Pfad, den alle gewissenhaft verfolgten – das Schrumpfen des Transistors. Jetzt nähern wir uns dem Ausgang des Tunnels. Außerhalb des Tunnels gibt es viele weitere Möglichkeiten: neue Wege, die durch Innovationen von den Materialien bis hin zur Architektur ermöglicht werden, und neue Ziele, die durch neue Anwendungen definiert werden. Wir sind nicht mehr an die Grenzen des Tunnels gebunden und haben nun unbegrenzten Raum für freie Innovation.«

Das wiederum ist nur in einer freien Gesellschaft möglich; aufregende Entwicklungen am Rande der physikalischen Grenzen und autoritäre gesellschaftliche Strukturen schließen sich aus. Taiwan braucht eigentlich keine Armee, das Land ist als Lieferant der Herzen der Rechner unersetzbar für die Wirtschaft der Welt – auf allen Seiten des politischen Spektrums.