Wieso nur stockt die Lieferung von Chips?

Ein paar Fakten zu ihrer Verwendung, ihrer Herstellung, ihrer Rohmaterialien- deren Vorkommen und Bearbeitung

Wie viele andere Menschen mache ich mir Sorgen über die fehlenden Chips, die unsere (und nicht nur unseren) Wirtschaftsaufschwung bremsen.

Ein Auto, das automatisch einparkt. Ein Lkw der sowohl ein gleichmäßiges Tempo als auch den Abstand zum Vorfahrenden auf der Autobahn einhält. Ein Auto mit Fahrerassistenzsystemen hält seine Umgebung ständig im Blick, dank der Sensoren. Das, was sie erkennen, muss jedoch verarbeitet werden. Das übernehmen sogenannte Controller, beziehungsweise Microcontroller, die müssen dann die Entscheidungen fällen. In Fahrzeugen stecken Mikrochips für etwa 430 Euro, in Elektroautos ist es mit rund 410 Euro etwas mehr. Die Experten gehen davon aus, dass sich der Wert durch das automatisierte Fahren noch einmal um etwa 910 Euro erhöht. Der Anteil von Halbleitern und passiven Bauelementen ist in den letzten Jahren stark angestiegen. So sind in einem voll ausgestatteten Premiumauto bis zu 10.000 Halbleiter und ein Vielfaches davon an passiven Bauelementen verbaut.

Das ist die Rangliste der größten Produzenten – und die Länder, in denen sie produzieren.

  • US-amerikanische Firma Intel
  • Der zur südkoreanischen Samsung Group gehörige Halbleiterhersteller Samsung Electronics
  • Taiwan ansässigen Halbleiterkonzerns Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. oder auch TSMC.
  • Micron, US-amerikanischer Halbleiterproduzent,
  • südkoreanische Unternehmen SK hynix.
  • Das US-amerikanische Unternehmen QUALCOMM
  • Der Halbleiterkonzern Broadcom Inc. aus den USA
  • Das US-amerikanische Unternehmen NVIDIA
  • Der in Dallas ansässige Halbleiterkonzern Texas Instruments (TI)
  • europäische Konzern Infineon das Schlusslicht der Rangliste.

Bis aus Siliziumdioxid ein Mikrochip entsteht, ist es ein langer Weg. Der Sand wird zunächst in chemischen, sehr aufwendigen Prozessen gereinigt, bis fast 100 Prozent reines Silizium in Form von Klumpen übrigbleibt. Diese „nuggets“ werden eingeschmolzen, aus der Schmelze werden dicke Stäbe gezogen. Die Stäbe werden mit technisch großem Aufwand in dünne Scheiben, sogenannte Wafer, geschnitten. Es folgen viele weitere Veredelungsschritte. Die Wafer werden poliert und beschichtet, um die perfekte Oberfläche zu erhalten. Die Wafer fungieren als Träger- und Ausgangsmaterial für Mikrochips.

Silizium ist nicht der einzige Rohstoff, aus dem Mikrochips hergestellt werden können. Grundsätzlich können alle Halbleitermaterialien wie Germanium oder Verbindungshalbleiter wie Galliumnitrid, Galliumarsenid, Siliziumkarbid, etc. verwendet werden.

Mikrochips sind nicht die einzige Anwendung von Halbleitern. Aus Silizium werden zum Beispiel auch Solarzellen und optische Bauelemente wie LEDs und Laser erzeugt, darüber hinaus MEMS (Mikro-elektromechanische Systeme) für Sensoren wie Mikrofone oder Drucksensoren mithilfe der Mikro- und Nanotechnologie.

Silizium heißt auf Englisch „silicon“. Daher rührt auch der Name „Silicon Valley“ für jenen berühmten Forschungs- und Industriekomplex an der US-Westküste, in dem über tausend IT-Unternehmen werken. 1956 wurde nahe Palo Alto eine Silizium-Halbleiterfabrik gegründet.

Silizium ist in der Erdhülle auf den Massenanteil bezogen, nach Sauerstoff das zweithäufigste Element. Silizium ist ein klassisches Halbmetall, weist daher sowohl Eigenschaften von Metallen als auch von Nichtmetallen auf und ist ein Elementhalbleiter.

Siliziumlieferanten sind:

  • Russland mit 747.000 Tonnen 10,4 Prozent der verfügbaren Mengen,
  • gefolgt von den USA mit 5,5 Prozent oder 396.000 Tonnen und
  • Norwegen mit 5,3 Prozent oder 380.000 Tonnen.
  • Frankreich und Brasilien belieferten mit 121.000 beziehungsweise 100.000 Tonnen 1,7 beziehungsweise 1,4 Prozent des Weltmarkts.

Hier noch die Liste der Siliziumhersteller

  • GCL-Poly Energy Holdings, Hong-Kong
  • Wacker Chemie,
    • Charleston, Tennessee, USA
    • Nünchritz, Sachsen
    • Burghausen, Bayern
  • OCI Company,
  • Xinte Energy,
  • Daqo New Energy,
  • Elkem Solar
  • LDK Solar
  • Hemlock Semiconductor
  • Joint Solar Silicon (Evonik und SolarWorld)
  • Rheinfelden, Baden-Württemberg
  • QSTec (Qatar Solar und SolarWorld)
  • Ras Laffan, Katar
  • Renewable Energy Corporation (REC)
  • Moses Lake, Washington, USA
  • Butte, Montana, USA
  • SunEdison (MEMC)
  • Pasadena, Texas, USA

Auf diesem Produktionsweg ist Europa nicht sehr stark vertreten. Mir scheint, dass es da dringend Aufholbedarf gibt, wenn wir nicht in vollständiger Abhängigkeit von den USA und den asiatischen Ländern bleiben wollen.  

(Hier wurden die Lieferkettenproblem nicht berücksichtigt. Darüber habe ich aber schon geschrieben: https://christachorherr.wordpress.com/2020/05/12/wir-lernen-nicht-nur-neue-begriffe-sondern-auch-neue-verhaltensweisen-fuer-die-zukunft/ und

https://christachorherr.wordpress.com/2021/09/13/wenn-ich-heute-so-die-nachrichten-durchsehe-fallt-mir-so-einiges-auf/comment-page-1/)

Wieso nur stockt die Lieferung von Chips?

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