Wann wird Russland in der Lage sein, sich selbst mit Chips zu versorgen?

An Chips mangelt es im Russland-Ukraine-Krieg nicht, aber wie sieht es mit Chips für die zivile Industrie aus?

Chipherstellung – globaler Technologiewettbewerb

Chips spielen in modernen Industrien eine entscheidende Rolle. Dies zeigte sich besonders deutlich während der jüngsten Covid-19-Pandemie. Aufgrund des Mangels an elektronischen Bauteilen ging die weltweite Automobilproduktion 2021 um ein Viertel zurück, da sich Chiphersteller zuvor auf Haushaltsgeräte, Computer, Mobiltelefone und Elektrofahrzeuge konzentriert hatten.

Für die russische Industrie war der Chipmangel 2022 besonders akut, als ausländische Chiphersteller nacheinander die Lieferungen einstellten. Die russische Autoproduktion stagnierte mehrere Monate lang aufgrund fehlender ABS-Steuergeräte und Airbags. Die Situation verbesserte sich etwas mit dem Beginn der heimischen ABS-Produktion in Kaluga Itelma unter chinesischer Lizenz. Doch das schwierigste Bauteil, das elektronische Herzstück des Steuergeräts, wird in China vorgefertigt. Die Entwicklung eines eigenen ABS-Systems würde mehr als ein Jahr und Investitionen von über einer Milliarde Dollar erfordern. Russland muss nun einen hohen Preis für seine jahrzehntelange Vernachlässigung zahlen. Die Automobilindustrie ist nur ein Beispiel von unzähligen Produktionsketten, in denen Russland gezwungen ist, importierte Chips und Komponenten zu verwenden.

Die Autonomie der Mikroelektronikindustrie hängt von vielen internen und externen Faktoren ab. Importbeschränkungen für Hightech-Halbleiter richten sich nicht nur gegen Russland, sondern auch gegen China. Dem niederländischen Unternehmen ASM Lithography, das die weltweit fortschrittlichste Lithografieanlage (Chip-Herstellungsanlage) produziert, wurde von den USA der Verkauf seiner Produkte nach China untersagt. Seit August 2022 gilt in den USA der CHIPS Act (Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors Act), auch bekannt als Semiconductor Manufacturing Stimulus Act. Hauptziel ist die Verlagerung eines Teils der Mikrochip-Produktion in die USA. Derzeit werden 70–75 % der Halbleiter in Taiwan (China) hergestellt. Der CHIPS Act sieht Investitionen in Höhe von 52 Milliarden US-Dollar in den Produktionsausbau in den USA sowie Steuervergünstigungen in Höhe von über 24 Milliarden US-Dollar vor.

Darüber hinaus erwägen die USA ein Verbot der Lieferung fortschrittlicher Grafikprozessoren des US-amerikanischen Unternehmens Nvidia an Russland und China. Diese Prozessoren werden zum Bau von Supercomputern verwendet. Laut US-Berechnungen wird dies die Entwicklung von KI-Technologien in diesen beiden Ländern verlangsamen. Im März 2023 verschärfte der CHIPS Act die Kontrollen Chinas. Investitionen in die Produktion von Chips mit Verbindungsstrukturen unter 28 Nanometern wurden in China verboten. Als Reaktion darauf und zum Schutz der nationalen Sicherheit und Interessen verhängte Peking zum 1. August dieses Jahres Exportkontrollen für Gallium und Germanium, die in der Mikroelektronik weit verbreitet sind. China produziert derzeit etwa 80 % des weltweiten Galliums und 60 % des Germaniums.

Lehren aus Ländern, die versuchen, chipunabhängig zu werden

2015 verkündete die chinesische Regierung das Konzept „Made in China 2025“. Demnach sollte das Land bis 2025 über 70 % seines Halbleiterbedarfs im Inland decken. Doch bereits 2022 lag dieser Wert bei lediglich 16 %. Das Projekt war somit nicht erfolgreich, obwohl China heute im Vergleich zu Russland deutlich besser dasteht.

Für Indien, ein Land mit einem vergleichsweise hohen Niveau der Informationstechnologie, ist der Aufbau einer eigenen Chiptechnologie äußerst schwierig. Um die Mikrochip-Produktion im Inland zu organisieren, lud Indien Foxconn aus Taiwan (China) ein. Zunächst strebte man eine Chip-Fertigungstechnologie mit 28 nm an, später reduzierte man das Ziel auf 40 nm. Daraufhin zog sich Taiwan (China) aus dem Projekt zurück. Die Gründe dafür mögen vielfältig sein, der Hauptgrund liegt jedoch darin, dass es in Indien unmöglich ist, ein hochqualifiziertes technisches Team für die Produktion zu finden.

Russland hat nicht die Absicht, sich aus dem globalen Chip-Wettbewerb herauszuhalten, wenn auch recht spät. Aktuell kann Russland Chips mit einer Strukturgröße von mindestens 65 nm herstellen, während TSMC aus Taiwan (China) die 5-nm-Technologie beherrscht.

Eine Frage, die im aktuellen Konflikt zwischen Russland und der Ukraine aufgeworfen wurde, ist, wie Russland so ununterbrochen Raketen und andere Waffensysteme abfeuern kann. Die Antwort liegt darin, dass Chips für Raketen und andere militärische Ausrüstung mit 100-150 nm-Verbindungsstrukturen hergestellt werden können, bei denen Russland die Initiative ergreifen kann. Russland produziert 65-nm-Chips ausschließlich auf importierten Anlagen, die zuvor in Lizenz von Nikon und ASM Lithography verwendet wurden.

Im Bereich ziviler Chipprojekte hat Russland erste Schritte unternommen. In Selenograd entsteht eine Fabrik zur Herstellung von 28-Nanometer-Chips, und Mikron hat einen Kredit in Höhe von 7 Milliarden Rubel (100 Millionen US-Dollar) zur Produktionserweiterung erhalten. Darüber hinaus entwickelt das Selenograder Nanotechnologiezentrum eine Ausschreibung im Wert von 5,7 Milliarden Rubel (70 Millionen US-Dollar) für eine 130-nm-Lithografieanlage. Knapp eine Milliarde Rubel wurden dem Zentrum für die Entwicklung einer 350-nm-Anlage bereitgestellt. Die Technologie ist zwar nicht neu, wird aber vollständig im Inland produziert. Fünf Milliarden Rubel sind für den Aufbau eines Netzes von Teststandorten für die Produktion der entwickelten Chips vorgesehen, beispielsweise am Moskauer Institut für Elektronische Technologie, in St. Petersburg und anderen russischen Städten.

Doch Geld ist nicht alles. Die Schwierigkeiten des Programms zur Chipautonomie beschränken sich nicht auf die Komplexität des Produkts, sondern umfassen auch andere Probleme. Allen voran herrscht ein Mangel an Ingenieuren. Hunderte Milliarden Rubel können für Prioritätsprogramme bereitgestellt werden, doch es ist unmöglich, hochqualifizierte Fachkräfte zu finden. Die Entwicklung von Halbleitern der Weltklasse erfordert die Anstrengungen von Hunderten, wenn nicht Tausenden von Ingenieuren und Wissenschaftlern. Und zwar nicht von einem einzelnen Institut oder einer Designfirma, sondern von einem ganzen Konzern. Laut Kommersant litten im Juli 2023 42 % der russischen Industriebetriebe unter Arbeitskräftemangel. Das Unternehmen Kronstadt, ein bekannter Drohnenhersteller, konnte gleichzeitig in neun Fachrichtungen keine Mitarbeiter finden, darunter vor allem Betriebs- und Testingenieure, Verfahrenstechniker, Flugzeugmonteure und Flugzeugelektriker. Dieses Problem dürfte sich nun noch verschärfen. Die Frage ist also: Woher sollen die Arbeitskräfte für die Mikrochipfabriken der Zukunft kommen?

Als Nächstes stellt sich die Frage nach der Übertragung der Forschungsergebnisse vom Labor in die Massenproduktion. Das Institut für Mikrostrukturphysik der Russischen Akademie der Wissenschaften beispielsweise forscht seit Langem erfolgreich im Bereich der EUV-Lithografie. Dabei handelt es sich um moderne Anlagen, die mit Röntgenstrahlen arbeiten und Chips mit Strukturen von 10 nm oder weniger herstellen können. 2019 erklärte der leitende Experte des Instituts, Ehrenakademiemitglied Nikolai Salaschtschenko, dass Russland an einem Lithografiemodell arbeite, das zehnmal günstiger sei als bestehende ausländische Anlagen, und dass diese Anlage voraussichtlich in fünf bis sechs Jahren fertiggestellt sein werde. Sie wird mit Spannung erwartet und ermöglicht die Herstellung mikroskopischer Chips in Kleinserie.

Es war ein ambitioniertes Vorhaben, doch nach fast fünf Jahren gibt es immer noch keine Neuigkeiten über einen Durchbruch in der Lithografietechnologie. Selbst wenn Wissenschaftler einen Prototyp entwickeln, müssen sie zunächst ein Herstellungsverfahren entwickeln und anschließend eine Fabrik bauen. Theoretisch könnte Russland eine perfekte Lithografiemaschine entwickeln, die alles übertrifft, was Nikon und ASM Lithography je produziert haben, aber die Massenproduktion würde scheitern. Dies war zu Sowjetzeiten keine Seltenheit und ist auch heute noch ein Problem.

Quelle: https://baoquocte.vn/bao-gio-nuoc-nga-tu-chu-duoc-chip-238643.html