ZVEI-Mikroelektronik-Trendstudie USA und Asien dominieren die Branche

Wie wird sich der Bereich der Mikroelektronik in den kommenden Jahren entwickeln? Dieser Frage geht die Trendanalyse bis 2016 des ZVEI nach – und liefert interessante Erkenntnisse.

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Mikroelektronikverbrauch, Mikroelektronikmarkt, Mikroelektronikbedarf, Halbleitermarkt, Halbleiterumsätze und Halbleiterbedarf sind häufig benutzte Bezeichnungen, die oft zu Verwirrungen führen, obwohl sie alle den gleichen Sachverhalt bezeichnen: Es ist der Betrag, zu dem von der verarbeitenden Industrie mikroelektronische Bauteile, also Halbleiter, eingekauft werden, um daraus Geräte wie Computer, Mobiltelefone, Fernsehgeräte etc. herzustellen. Es ist somit auch der für die Produktion nötige Bedarf oder „Verbrauch“ von solchen Bauteilen und gleichermaßen der von den Herstellern der mikroelektronischen Bauteile erzielte Verkaufsumsatz, also deren Markt an solchen mikroelektronischen Bauteilen.

Diese Größe ist nicht nur interessant als Marktgröße für die genannten Hersteller, sondern sie ist insbesondere ein Maß für das Potential der Elektronikgeräteproduktion in einem Land oder einer Region. Aus ihr lassen sich unmittelbar Rückschlüsse für damit verbundene Arbeitsplätze, Wettbewerbsfähigkeit, technologischen Stand etc. erkennen oder indirekt ableiten. Sie kann sogar ein Maß für den Wohlstand einer Gesellschaft sein.

USA fertigt Halbleiter, Asien verbaut sie

Zunächst fällt auf, dass sich für die Produktion von Mikroelektronik-Bauelementen ein völlig anderes Bild ergibt als für deren Absatz (Bild 12). Der Markt dieser Bauelemente zeigte, wie bereits dargestellt, in den letzten Jahren eine starke Migration insbesondere von Amerika und Europa nach Asien. Die Herstellung von Halbleiter-Bauelementen dagegen wird nach wie vor von Firmen aus Amerika dominiert. Sie beeinflussen inzwischen mit mehr als der Hälfte des Umsatzes deutlich das Geschehen am Weltmarkt und konnten in den letzten fünf Jahren noch leicht zulegen.

Getrieben wird diese Entwicklung zu einem großen Teil durch die Fabless Halbleiterhersteller, die weitgehend in den USA beheimatet sind. Der Anteil amerikanischer Firmen stieg in dem betrachteten Zeitraum geringfügig auf nunmehr 51 Prozent im Jahr 2011. Die beiden größten amerikanischen Halbleiterfirmen (Intel und Texas Instruments) produzierten 2011 allein ein Fünftel des weltweiten Mikroelektronikumsatzes.

2006 hatten japanische Halbleiterfirmen einen Anteil von mehr als einem Fünftel am Weltmarkt. Sie verloren in den letzten fünf Jahren weitere 2 Prozentpunkte und halten heute nur noch einen Marktanteil von knapp 20 Prozent.

Europäische Hersteller verlieren

Auch der Anteil europäischer Hersteller war in den letzten fünf Jahren rückläufig, allerdings mit nahezu 5 Prozentpunkten in einem deutlich stärkeren Maße. Er betrug in 2011 nur noch 9 Prozent. Da die europäischen Firmen aber in einem hohen Maße von der Automobilelektronik abhängen und diese auch in 2012 wieder gut wachsen wird, werden sie voraussichtlich ihren Anteil zumindest halten können. Die beiden Größten (STMicroelectronics und Infineon) trugen dazu allein 5 Prozent bei. Der Wert von 2006 wird mit hoher Wahrscheinlichkeit in absehbarer Zeit nicht wieder erreicht, weil mit Qimonda die drittgrößte europäische Firma vom Markt verschwunden ist.

Die asiatischen Firmen konnten deutlich zulegen. Ihr Anteil an der Weltproduktion stieg von 18 Prozent in 2006 auf 21 Prozent in 2011. Getragen wurde diese Entwicklung durch die sehr gute Entwicklung des Flash-Speichermarktes und wesentlich auch durch das zunehmende Geschäft Samsungs außerhalb des Speichermarktes. Die Firmen Samsung und Hynix konnten ihren Weltmarktanteil auf 14 Prozent steigern.

Insgesamt gab es 2011 22 Halbleiterhersteller (ohne Foundries) mit einem Marktanteil von mehr als 1 Prozent, die zusammen 72 Prozent des Bedarfs abdeckten. Davon waren zehn Firmen aus Amerika, sieben aus Japan, drei aus Europa und zwei aus Asien.

Stückzahlentwicklung nach Produktionsstandorten

Wegen der extrem unterschiedlichen Größen der einzelnen Bauelemente – die Flächen reichen von unter 1mm² bis zu mehr als 150mm² – ist eine Betrachtung der Anzahl an gefertigten Bauelementen hier nicht sinnvoll. Die Fertigung erfolgt bekanntermaßen unabhängig von der Größe der einzelnen Bauelemente auf Siliziumscheiben (Wafern) mit festen Durchmessern, weswegen das aussagekräftigste Maß für die Stückzahlentwicklung die Zahl der pro Monat gestarteten Wafer, normiert auf einen Durchmesser von 200mm, ist.

Weltweit zeigt sie in der Tendenz zwar ein ähnliches Verhalten wie die Umsatzentwicklung, die regionale Aufteilung ist jedoch deutlich verschieden. Der Anteil in Japan prozessierter Wafer ist von 2006 bis 2011 von 24 Prozent auf 22 Prozent zurückgegangen, was mit der Umsatzentwicklung japanischer Halbleiterhersteller korrespondiert. Die Produktion in Japan war bereits 2000 nach mehr als zwei Jahrzehnten auf den zweiten Platz zurückgefallen, ein Trend, der sich noch deutlich verstärkt fortsetzt. Sehr stark zulegen konnte die Fertigung in Asien (+9 Prozentpunkte). Dort wird inzwischen mit 54 Prozent mehr als die Hälfte des Weltbedarfs produziert, zumindest bezogen auf die Siliziumfläche. Der Anteil des amerikanischen Fertigungsvolumens ist in diesem Zeitraum um 5 Prozentpunkte auf 13 Prozent zurückgegangen, gefolgt von dem europäischen, der um 3 Prozentpunkte auf 11 Prozent zurückging. Ein wesentlicher Grund für die Dominanz der Produktion in Asien ist der hohe Anteil der Foundries (Taiwan, China und Singapur). Hier wird ein großer Teil der ICs für die meist amerikanischen Fabless-Firmen gefertigt.

Bemerkenswert ist auch die Betrachtung, wie groß der Anteil ist, den die einzelnen Firmen in ihren jeweiligen Heimatregionen herstellen. Im weltweiten Mittel ist er von 2006 bis 2011 um 4 Prozentpunkte auf 84 Prozent zurückgegangen.

Den höchsten Grad an Globalisierung im Mikroelektronikbereich haben nach wie vor die amerikanischen Firmen. Sie produzierten 2011 noch 53 Prozent ihrer Wafer in den USA, ein Anteil der gegenüber 2006 um 17 Prozentpunkte zurückgegangen ist. Sie sind damit außerdem diejenigen, die am schnellsten ihre Fertigung aus ihrer Heimatregion insbesondere nach Asien verlagerten. Betrachtet man die Planung der großen amerikanischen IDMs, so sieht man, dass dieser Trend sich in den nächsten Jahren umkehren wird. Mehr als 90 Prozent der geplanten Produktionskapazität dieser Firmen wird in den USA installiert.

Ein ähnliches Verhalten zeigen europäische Firmen, die 2011 noch 65 Prozent in Europa produzierten. Sie haben damit den Anteil gegenüber 2006 um 2 Prozentpunkte reduziert. Japanische Firmen haben ihre Produktion von 98 Prozent auf inzwischen nahezu 100 Prozent Anteil in Japan erhöht. Es sind auch keine Tendenzen zu beobachten, dass dieser Zustand geändert werden wird. Japanische Halbleiterhersteller bauen neue Fabriken nach wie vor nahezu ausschließlich in Japan.

Auf ebenfalls sehr hohem Niveau ist der Produktionsanteil asiatischer Hersteller in den jeweiligen Heimatländern. Er ging auf 95 Prozent leicht zurück. Die Verlagerung wurde zum größeren Teil innerhalb Asiens, zum Beispiel von Südkorea oder Taiwan nach China, aber auch – in geringem Maße – in die USA vorgenommen.

Verstärkte Planung neuer Fabriken

Wegen der Wirtschafts- und damit auch Absatzkrise in 2008/09 sind viele der für diese Jahre geplanten Investitionen in neue Fertigungsanlagen gestrichen beziehungsweise verschoben worden. Inzwischen wurden die Planungen für neue Fabriken insbesondere bei den Foundries wieder deutlich erhöht. Da zwar diese Erhöhung bekannt ist, aber noch keine genauere Planung über die Standorte vorliegt, kann derzeit keine eindeutige Aussage über eine Verschiebung der regionalen Verteilung gemacht werden. Es ist aber nahezu sicher davon auszugehen, dass sich die regionalen Trends im Investitionsverhalten gegenüber der Vergangenheit nicht wesentlich ändern werden.

Um diesen Trend aufhalten oder sogar umkehren zu können, müsste sich das Subventionsverhalten der einzelnen Länder deutlich ändern. Insbesondere in Europa sind staatliche Zuschüsse zum Bau neuer Fabriken im Vergleich zu den asiatischen Ländern, aber auch zunehmend den USA, nahezu vernachlässigbar gering. Selbst die Modernisierung bestehender Fertigungen ist bei europäischen Fertigungen nur im Einzelfall wirtschaftlich. Hinzu kommt, dass sich wegen der Energiewende die Strompreise, die einen wesentlichen Anteil an der Waferproduktion haben, weiter erhöhen werden.

Es muss deshalb das Ziel der europäischen Halbleiterhersteller sein, dass entweder die Subventionierung in den anderen Ländern deutlich reduziert oder in Europa vergleichbar gefördert wird. Falls sie damit nicht erfolgreich sind, muss davon ausgegangen werden, dass die Halbleiterfertigung langfristig in Europa noch deutlich weiter zurückfallen wird. Fertigungskompetenzen sind für viele Bereiche der Mikroelektronik essentiell. Da aber eine funktionierende Mikroelektronik Basis für die Innovationskraft sehr weiter Bereiche der europäischen Industrielandschaft ist, hätte dies langfristig erhebliche Auswirkungen auf die europäische Wirtschaft.

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