Halbleiter: Was ist die Lieferkette? Warum ist es wichtig?

Was sind Halbleiter?

Halbleiter sind wichtige Komponenten in der modernen Elektronik. Sie werden in einer Vielzahl von Produkten eingesetzt, von Smartphones und Laptops bis hin zu Automobilen und medizinischen Geräten. Dazu gehören die Mikroprozessoren, Speichermodule und integrierten Schaltkreise, die in diesen und anderen Geräten enthalten sind.

Der Halbleiter Lieferkette bezieht sich auf das Netzwerk von Unternehmen, die an der Entwicklung, Herstellung, Prüfung, Verpackung und dem Vertrieb beteiligt sind. Die Lieferkette ist komplex und umfasst die Koordination verschiedener Phasen, von der Beschaffung von Teilen und Materialien bis zum Verkauf an den Endverbraucher.

Einer der Hauptgründe, warum es in letzter Zeit zu einem Mangel an Halbleitern kam, sind die Engpässe bei den Halbleitern die durch die COVID-19-Pandemie verursachte Lieferkette, die Produktion und Versand rund um die Welt störte Welt. Lockdowns und andere Einschränkungen zwangen viele Arbeitnehmer, zu Hause zu bleiben, und Halbleiterhersteller mussten ihre Kapazitäten reduzieren oder vorübergehend schließen Produktionslinien wurden stillgelegt, während Personalmangel, Quarantänen und Hafenschließungen zu Lieferverzögerungen führten, die die Verteilung von Chips verlangsamten.

Die Bedeutung von Halbleitern

Halbleiter, auch „Halbleiter“ oder Chips genannt, sind in der modernen Technologie allgegenwärtig und werden in einer Vielzahl von Produkten wie Computern, Smartphones, Autos, Haushaltsgeräte, Spielsysteme und medizinische Geräte. Daher sind Halbleiter für die heutige Zeit unglaublich wichtig Wirtschaft, da sie Innovation und Produktivität in vielen Branchen vorantreiben.

Die technische Definition eines Halbleiters ist ein Material (normalerweise bestehend aus Silizium), das Elektrizität besser leitet als ein Isolator, wie zum Beispiel Glas, aber weniger als ein reiner Leiter, wie zum Beispiel Kupfer oder Aluminium. Ihre Leitfähigkeit und andere Eigenschaften können durch die Einführung spezifischer Verunreinigungen, sogenannter Dotierung, verändert werden, um den besonderen Anforderungen der elektronischen Komponente, in der sie sich befinden, gerecht zu werden.

Die globale Halbleiterindustrie ist ein großer und wachsender Markt Erlöse von 574,1 Milliarden US-Dollar im Jahr 2022. Die Branche ist auch ein wichtiger Arbeitgeber, da weltweit Hunderttausende Menschen in der Entwicklung, Herstellung und dem Vertrieb von Halbleitern arbeiten. Aufgrund ihrer Bedeutung für die Wirtschaft sind Halbleiter für viele Länder zu einem wichtigen strategischen Industriesektor geworden. Regierungen und Unternehmen investieren gleichermaßen stark in Forschung und Entwicklung, um ihre Wettbewerbsfähigkeit aufrechtzuerhalten innovieren.

Überblick über die Halbleiter-Lieferkette

Die Halbleiterlieferkette umfasst ein komplexes Netzwerk von Unternehmen, Organisationen und Einzelpersonen, die an der Entwicklung, Herstellung, Prüfung, Verpackung und dem Vertrieb von Halbleitern beteiligt sind. Die Halbleiterlieferkette umfasst typischerweise mehrere Phasen, zu denen häufig Folgendes gehört:

1. Design und Entwicklung: Halbleiterunternehmen, auch „Fabless“-Unternehmen genannt, entwerfen und entwickeln neue Chips, entweder intern oder in Zusammenarbeit mit anderen Unternehmen. Sie werden Fabless genannt, weil sie die Chips, die sie entwerfen und vermarkten, nicht selbst herstellen.
2. Herstellung: Die eigentliche Herstellung der Halbleiterchips erfolgt durch spezialisierte Fabriken, sogenannte Foundries. Die Gießereien erhalten Chipdesigns von den Fabless-Unternehmen und verwenden kundenspezifische Geräte, um Chips zu erstellen und auf einen Siliziumwafer zu ätzen.
3. Prüfung und Montage: Nachdem die Chips hergestellt wurden, müssen sie getestet werden, um sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß funktionieren. Dies wird in der Regel von separaten Unternehmen durchgeführt, die auf Prüfung und Montage spezialisiert sind. Sobald die Chips die erforderlichen Tests bestanden haben, werden sie zu Produkten zusammengebaut, die in der Elektronik und anderen Geräten verwendet werden können.
4. Verteilung: Die verpackten Chips werden dann an die Unternehmen verteilt, die sie entweder direkt oder über Händler an Endverbraucher verkaufen oder in ihre Produkte integrieren.

Zusätzlich zu diesen Hauptphasen kann die Halbleiterlieferkette auch Folgendes umfassen: geistiges Eigentum (IP) Lizenzierung sowie Entsorgung und Recycling.

Alle diese Phasen erfordern Logistik Und Leitung der Lieferkette, zu dem auch Bestandsverwaltung, Auftragsabwicklung und Transportlogistik gehören. Eine effiziente Logistik und ein effizientes Lieferkettenmanagement sind entscheidend, um sicherzustellen, dass die Chips pünktlich und in gutem Zustand an die Endverbraucher geliefert werden.

Schwachstellen in der Halbleiter-Lieferkette

Die Halbleiterlieferkette ist in den letzten Jahrzehnten immer komplexer geworden. Diese Komplexität hat die Lieferkette auch anfällig für Störungen gemacht, da Probleme oder Engpässe in einer Phase der Kette Auswirkungen auf das gesamte System haben können. Dazu können Naturkatastrophen gehören; Beispielsweise unterbrachen im Jahr 2011 ein schweres Erdbeben und ein Tsunami in Japan die globale Lieferkette für Halbleiter, was zu Engpässen und starken Preissteigerungen führte.

Eine der schwerwiegendsten Störungen der Halbleiterlieferkette in den letzten Jahren war COVID-19 Anfang 2020 kam es zu einer Pandemie, die zu weitreichenden Sperrungen und Störungen im weltweiten Schiffsverkehr führte Logistik. Die Lockdowns führten zu einem Arbeitskräftemangel und Unternehmen aller Phasen waren gezwungen, ihre Kapazitäten zu reduzieren oder vorübergehend zu schließen. Dies führte in vielen Branchen zu Chipengpässen. Von diesen Störungen waren besonders die Automobilhersteller betroffen, die zu einem Mangel an Neuwagen führten, was die Preise für Gebrauchtwagen auf Rekordniveau trieb.

Ein weiterer Faktor, der zur Anfälligkeit der Halbleiterlieferkette beiträgt, ist die Konzentration der Fertigung auf wenige Schlüsselregionen, insbesondere in Asien. Diese Konzentration hat die Lieferkette anfällig für geopolitische Spannungen gemacht Handelsstreitigkeiten, was den Material- und Komponentenfluss stören kann. Beispielsweise haben die Vereinigten Staaten kürzlich Handelsbeschränkungen gegen chinesische Halbleiterunternehmen verhängt, um sie daran zu hindern Diebstahl der Designs der fortschrittlichsten Chips des Westens, die über umfassende militärische und fortschrittliche künstliche Intelligenz verfügen Anwendungen.

Zusätzlich zu diesen externen Faktoren kam es in der Halbleiterlieferkette auch aufgrund interner Faktoren zu Engpässen, wie z Herstellung Kapazitätsengpässe und Änderungen in Nachfrage, da die Branche durch lange Vorlaufzeiten und hohe Kosten gekennzeichnet ist Hauptstadt Investitionen. Wenn die Nachfrage übersteigt liefern, kann es Monate oder sogar Jahre dauern, bis Halbleiterhersteller neue Gießereien bauen und die Produktion hochfahren, um der gestiegenen Nachfrage gerecht zu werden.

Umgang mit Unterbrechungen der Halbleiterversorgung

Um Störungen in der Lieferkette besser zu bewältigen, können mehrere Schritte unternommen werden, die jedoch weder besonders einfach umzusetzen noch kostengünstig sind. Zum Beispiel die Erhöhung der Produktionskapazität und die Diversifizierung der verfügbaren Lieferanten, um die Abhängigkeit zu verringern Jedes Unternehmen oder jede Region erfordert sorgfältige Planung und Koordination – und kostet Milliarden von Dollar Investition. Ebenso könnten Unternehmen stärker investieren Forschung und Entwicklung (F&E) Neue Technologien und Prozesse zu entwickeln, um Chips schneller und effizienter herzustellen, würde aber auch viel Zeit und Geld kosten.

Aus diesem Grund können Regierungen dazu beitragen, einen Teil dieser Kosten zu decken, indem sie Anreize und Steuererleichterungen anbieten, und können dabei helfen, die Einrichtung neuer inländischer Produktionsanlagen zu koordinieren. Seit 2021 veranstaltet die Biden-Regierung Treffen der Halbleiterindustrie, um die Zusammenarbeit voranzutreiben und hat die Supply Chain Disruptions Task Force ins Leben gerufen, um Störungen in der Halbleiterlieferkette zu entschärfen Störungen.

Diese Bemühungen scheinen zu funktionieren. Intel hat im Jahr 2021 den Grundstein für zwei neue Gießereien in Chandler, Arizona gelegt – eine Investition von 20 Milliarden US-Dollar – sowie für eine moderne Verpackungsanlage in New Mexico. Micron, ein weiterer großer Chiphersteller, hat ebenfalls 15 Milliarden US-Dollar investiert, um an seinem Hauptsitz in Boise, Idaho, Produktionsanlagen für Speicherchips zu erweitern. GlobalFoundries, Samsung Foundry, Texas Instruments und Taiwan Semiconductor bauen aufgrund dieser Bemühungen alle neue Fabriken in den USA.

Zusätzlich zu diesen Bemühungen warnt das Beratungsunternehmen Deloitte, dass bis zum Jahr 2030 mehr als eine Million zusätzliche Fachkräfte benötigt werden, um die Nachfrage in der Halbleiterindustrie zu decken. Um einer Unterbrechung der Lieferkette aufgrund eines Talentmangels vorzubeugen, plädieren sie für den Aufbau neuer Talentpools an neuen Standorten und die Nutzung von Bildungs- und Gemeindepartnerschaften wie nie zuvor.

Das Fazit

Halbleiter sind wichtige Komponenten für die moderne Elektronik und die Halbleiterlieferkette umfasst ein komplexes Netzwerk von Unternehmen, die an der Entwicklung, Herstellung, Prüfung, Verpackung usw. beteiligt sind Verteilung. Die Lieferkette ist anfällig für Störungen, die durch interne Faktoren wie die Produktionskapazität verursacht werden Zwänge und externe Faktoren wie Naturkatastrophen, internationale Handelsstreitigkeiten und Pandemien.

Als Reaktion auf die jüngsten Störungen ergreifen Regierungen und Unternehmen Maßnahmen, um die Widerstandsfähigkeit der Lieferkette zu erhöhen Diversifizierung der Lieferanten, Verbesserung der Transparenz und Koordination der Lieferkette sowie Investitionen in neue Technologien und Prozesse.