Der Krieg um die Halbleiter – Wer die Chips kontrolliert, kontrolliert die Zukunft
Der weltweite Jahresumsatz an Halbleitern lag 2024 bei 627,6 Mrd. US-Dollar und damit um rund 19% höher als im Vorjahr. In 2025 werden es wohl erneut +14% Umsatzwachstum sein. Die Erklärung für diese rasante Entwicklung ist einfach: Halbleiter sind der zentrale Bestandteil von Mikrochips, die heuer in nahezu jedem elektronischen Produkt verbaut sind, vom Rechenzentrum bis hin zum Geldautomat. Doch was genau sind Halbleiter und warum kann der Taiwan-Konflikt für den Westen und seine KI-Entwicklung so gefährlich werden? Diese und andere Fragen rund um die brüchige Zukunft der KI-Infrastruktur werden in diesem Artikel beantwortet.
Inhalt:
Was sind Halbleiter?
Halbleiter sind Materialien, meist auf Siliziumbasis, deren elektrische Leitfähigkeit zwischen der von stromleitenden Materialien (z.B. Kupfer) und nicht-leitenden Elementen (z.B. Gasen) liegt. Durch Dotierung (Beigabe von anderen Atomen zum Silizium) kann gesteuert werden, ob sie Strom leiten oder nicht. Daher sind Halbleiter ideal zum Bau von Transistoren, den kleinsten Schaltelementen in Chips, geeignet, da sie zwei Zustände ermöglichen, “An” und “Aus”.
Wie funktionieren Mikrochips?
Silizium ist per se kein guter Leiter. Die Leitfähigkeit wird daher entweder durch eine n- oder p-Dotierung erhöht. Unter einer n-Dotierung versteht man, dass Atome mit einem Elektron mehr als Silizium (bspw. Phosphor) eingebaut werden. Dadurch kann Strom besser fließen. Durch die p-Dotierung werden hingegen Atome mit einem Elektron weniger als Silizium eingebaut (z.B. Bor), dadurch wird die Leitfähigkeit ebenfalls erhöht, aber auf eine andere Weise. Bei der n-Dotierung entstehen freie Elektronen, bei der p-Dotierung Löcher. Beides leitet Strom. Moderne Chips verwenden beide Dotierungen.
Ein Transistor besteht aus einer Source (Startpunkt des Stromflusses), einer Drain (Zielpunkt des Stromflusses) und einem Gate (Sperre dazwischen, die sich zeitweise aufheben lässt). Die Source und die Drain sind n-dotiert. Dazwischen liegt ein Bereich aus p-dotiertem Material, quasi als Sperrschicht, um den Fluss zu unterbrechen. Weil Strom nicht gut durch die Materialgrenze aus unterschiedlichen Dotierungen fließen kann, entsteht durch die p-Dotierung eine Sperre. Darüber liegt das Gate aus leitendem Material. Es ist aber isoliert, um nicht selbst dauerhaft Strom zu leiten. Wenn nun dieses Gate unter Spannung gesetzt wird, werden freie Elektronen in den p-dotierten Bereich darunter gezogen und verdrängen die Löcher. Es entsteht somit ein n-ähnlicher Bereich. Hierdurch fließt dann der Strom. Die Sperre wird quasi freigegeben. Wenn die Spannung wegfällt, wird die “Sperre” wieder aktiv. Dadurch fließt kein Strom mehr. Im Grunde ist die p-dotierte Schicht wie ein Schleusentor, das den Fluss des Stromes steuert. Transistoren sind somit winzige Schalter.
Was haben KI und Chips miteinander zu tun?
Doch warum sind diese Chips besonders im Bereich der Künstlichen Intelligenz so wichtig? Die Antwort ist recht simpel. Der Bedarf an Rechenkapazität steigt derzeit immens, da immer mehr KI-Anwendungen nachgefragt werden. Der Bedarf an Rechenleistung steigt damit ebenso. In den dafür notwendigen Rechenzentren kommen Chips wie der Nvidia H100 zum Einsatz, der wiederum alleine vom TSMC hergestellt wird, wie ein Großteil der Chips, die für Rechenzentren genutzt werden. Ob OpenAI, Google oder Amazon, sie alle benötigen Chips aus Taiwan für ihre Rechenzentren. Wenn man bedenkt, dass alleine das US-KI-Infrastrukturprojekt Stargate nun 500 Milliarden US-Dollar in den Ausbau der KI-Infrastruktur, insbesondere der Rechenzentren, in den USA investieren will, wird klar, welche enorme Menge an Chips hierfür benötigt wird.

Abb. 1: TSMC-Standort in Nanjing, Festland-China zur Produktion für 12-inch wafer.
©Foto: TSMC Pressestelle.
Warum gilt TSMC als die wichtigste Firma der Welt?
Das Santa Clara Valley südlich von San Francisco trägt den weltbekannten Namen Silicon Valley, doch kaum jemand weiß heute noch, weshalb. Der Name wurde durch den Journalisten Dan Hoefler zu Beginn der 70er-Jahre geprägt, als sich im Tal immer mehr Unternehmen ansiedelten, die mit Halbleitern arbeiteten, u.a. Fairchild Semiconductor, Intel oder HP. Mikrochips (oft nur Chips genannt), wurden damals wie heute hauptsächlich aus Silizium hergestellt, dem Material, das für die Namensgebung verantwortlich war. Weniger bekannt ist allerdings, dass heuer die bekannten US-amerikanischen Hersteller der Chips, diese tatsächlich kaum noch selbst herstellen. Wenn man auf der Rückseite eines iPhone mal genau nachliest, steht dort geschrieben: „Designed in California, assembled in China”. Ähnlich wie Apple die Produktion des iPhone an Subunternehmen in Asien ausgelagert hat, stellen die größten Produzenten von Computerchips diese heute in den wenigsten Fällen noch tatsächlich selbst her. AMD, Intel, Apple oder das für KI-GPUs bekannte Nvidia sind sogenannte fabless manufacturer, also Fabrik-lose Hersteller. Die Baupläne stammen zwar von ihnen, produziert wird aber meistens von einer in der breiten Bevölkerung nahezu unbekannten Firma namens TSMC (englisch: Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited/chinesisch: 台灣積體電路製造股份有限公司).
Das taiwanesische Unternehmen stellt insgesamt circa 40% aller weltweit genutzten Computerchips her. Der Anteil liegt sogar bei erstaunlichen 90%, wenn man nur die fortschrittlichsten Chips mit einer Strukturbreite von unter 7 nm betrachtet. Diese Art von Chips wird beispielsweise in Rechenzentren für KI genutzt, wie der Nvidia H100 oder in Smartphones, wie der Apple M3. Computerchips sind heuer in nahezu allen Geräten verbaut, ob in Autos, Laptops oder medizinischen Apparaten. Die Tatsache, dass TSMC ein de facto Monopol auf diese für die westliche Welt überlebenswichtige Technologie hat, macht es wohl zur wichtigsten Firma der Erde. Doch wie kam es dazu, dass ausgerechnet ein Unternehmen aus Taiwan die westliche Welt in eine solche Abhängigkeit gebracht hat? Die Antwort ist simpel, weil eben genau das das Ziel war und so verrückt es klingen mag, Schuld daran ist der chinesische Bürgerkrieg von 1927-1949.
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Warum steht Taiwan im Zentrum des Chipkonflikts?
Ohne eine Lehrstunde zu ostasiater Zeitgeschichte halten zu wollen, muss dieser Hintergrund erklärt werden. Nachdem das sich abschottende chinesische Kaiserreich durch westliche Kolonialmächte destabilisiert wurde, stürzte das Kaiserhaus im Jahre 1912 nach über 2000 Jahren (Gründung 221 v. Chr.). Nach Jahren der innenpolitischen Wirren kristallisierten sich zwei Lager heraus: die Kommunisten unter Mao Zedong (毛澤東) und die Nationalisten (Kuomintang) unter Chiang Kai-shek (蔣介石). Diese kämpften in einem seit 1927 andauernden Bürgerkrieg um die Macht. Während des Zweiten Weltkriegs und der japanischen Besatzung verbündeten sie sich kurzzeitig, jedoch brachen die Kämpfe nach 1945 erneut aus. Letztlich behielten die Kommunisten die Oberhand, aber nicht in ganz China. Die geschlagenen Nationalisten zogen sich auf die Insel Taiwan zurück. Die Kommunisten waren aber zu schwach und die Insel zu stark befestigt, als dass die Volksbefreiungsarmee (Anm.: Name der chinesischen Streitkräfte) sie hätten einnehmen können. Im Laufe der Jahrzehnte festigte sich der Status quo. Ähnlich wie in Deutschland, mit der BRD und der DDR, gab es nun zwei chinesische Staaten, die Volksrepublik China auf dem Festland und die Republik China, (bis heute Taiwans offizieller Staatsname) auf Taiwan. Beide Länder beanspruchten lange Zeit die alleinige Vertretungsgewalt für ganz China bei der UN. Was aufgrund der unterschiedlichen Größe der Länder (China 1,4 Mrd. Einwohner vs. Taiwan 23,5 Mio.) für Taiwan natürlich nicht durchzuhalten war.
Das nationalistische Regime entwickelte sich seit 1987 schrittweise zu einer Demokratie und strebt heute nicht mehr nach Wiedervereinigung unter seiner Führung, sondern nach staatlicher Unabhängigkeit. “Festlandchina” blieb jedoch auch nach dem Zusammenbruch des Ostblocks in Europa im Griff der Kommunistischen Partei. Aus Sicht von Peking ist Taiwan nach wie vor eine (abtrünnige) Provinz, die es einzugliedern gilt. Die unterschiedlichen Kräfteverhältnisse, die sich mit dem Erstarken Chinas weiter zu Ungunsten Taiwans neigten, ließen die Regierung in Taipeh nach einer anderen Überlebensstrategie suchen. Dem Land war klar, ohne die Hilfe Europas und vor allem der USA wird es gegen den großen Nachbarn nicht bestehen können (obschon die topografischen Verhältnisse die Insel zu einer guten Festungsanlage machen). Das Land musste sich also so unentbehrlich für den Westen machen, dass dieser gegen eine Aggression Chinas de facto zur Hilfe kommen muss. Daher subventionierte die Regierung in Taipeh TSMC auch so stark. Diese Strategie ist als Silicon Shield bekannt.
Wenn man nun sieht, wie abhängig der Westen von den aus Taiwan stammenden Chips ist, wird die ganze Dynamik deutlich. Sollte China Taiwan einnehmen oder blockieren, käme es binnen kürzester Zeit zu massiven Engpässen bei fortschrittlichen Halbleitern. Weder Apple noch die meisten anderen Hersteller könnten noch zentrale Komponenten von Laptops, Computern oder Smartphones herstellen. Aber auch Thermostate, Kühlschränke, Heizungen, Fahrstühle, medizinische Geräte oder Autos wären betroffen. Eine funktionierende Elektronikversorgung wäre auf absehbare Zeit nicht mehr sichergestellt. Peking hätte das Monopol und könnte dem Westen jeden Preis diktieren. Zwar gibt es bedingte Notfallstrategien, u.a. produziert auch Samsung Halbleiter, aber Auffangen könnte man den Wegfall von TSMC wohl nicht. Vor allem die USA, aber auch die Europäische Union wollen daher um jeden Preis verhindern, dass es so weit kommt.
Was treibt China und die USA im Halbleiterwettlauf an?
Die Abhängigkeit von Chips aus Taiwan ist für beide Seiten ein zunehmendes Problem. Die westliche Wirtschaft braucht die Chips aus dem Inselstaat, aber auch chinesische Produkte kommen nicht ohne sie aus. Denn auch das Reich der Mitte hat keine gleichwertigen Ersatzprodukte und benötigt ausgerechnet die Halbleiter aus der “abtrünnigen Provinz”. Beide Seiten unternehmen viel, um die Abhängigkeit zu minimieren.
In Deutschland wurde jüngst ein Joint Venture aus TSMC, Bosch, Infineon und NXP Semiconductors geschlossen. An der neuen ESMC (European Semiconductor Manufacturing Company) ist TSMC mit 70% und die drei anderen Partner mit jeweils 10% beteiligt. Derzeit entsteht für ca. 10 Milliarden Euro eine hochmoderne Produktionsstätte in Dresden. Dies lässt sich die Bundesrepublik einiges kosten, so werden 5 Milliarden durch den Klima- und Transformationsfond und somit aus Bundesmitteln bereitgestellt. Die neue Fabrik soll für den europäischen Markt produzieren und vor allem die Versorgung für den Automobilbereich sicherstellen. Aber auch in Arizona entsteht ein TSMC-Werk, einschließlich einer Forschungs- und Entwicklungsstätte. Besonders der US-Rüstungssektor ist massiv abhängig von den Halbleitern aus Übersee, sind die TSMC-Chips wahrscheinlich auch in den modernsten F35-Kampfflugzeugen der US-Streitkräfte, aber auch der Bundeswehr verbaut. Auch Intel hat bereits angekündigt, zukünftig wieder in die eigene Produktion von Chips einzusteigen.
In Peking ist man unterdes auch nicht untätig. Die Partei- und Staatsführung unter Xi Jinping (習近平) verkündete bereits 2015 die Strategie “MiC2025” (Made in China 2025). Einen Plan, wonach man das Land bis 2025 in zehn Schlüsseltechnologien unabhängig und weltweit führend machen wolle, u.a. wurde hier auch die Halbleiterindustrie genannt. Und tatsächlich weist das Riesenreich einige beeindruckende Zahlen auf. So stammen inzwischen 28% der mature nodes, also älterer Chips mit einer Strukturbreite von über 20 nm aus China, Tendenz steigend. Auch der Weltmarktpreis für einen 6-Zoll-Siliziumkarbid-Wafer (quasi den Rohling zur Herstellung der Halbleiter) ist durch die günstige und stark subventionierte chinesische Konkurrenz von 1.500 US-Dollar auf nur noch 500 Dollar gesunken. Diese älteren Chips sind vor allem in Autos, Konsum- und Industriegütern in Verwendung. Der Fokus auf ältere Chips ist in China auch deshalb so groß, weil US-Sanktionen den Export der modernsten Versionen untersagen. So funktionieren die Rechenzentren von DeepSeek, dem chinesischen Pendant zu ChatGPT beispielsweise nicht mit modernen Nvidia H100, sondern den älteren H800-Chips.
Trotz allem Bemühen, ist Taiwans Vormachtstellung im Bereich der Halbleiterproduktion auf absehbare Zeit wohl nicht zu gefährden. Zu gut nutzte das Land seinerzeit die Regeln der Globalisierung. Günstige Produktions- und Transportkosten zu einem recht hohen Produktpreis, machte eine Herstellung in Übersee für westliche Konzerne wirtschaftlich ungemein attraktiv.
Welche Auswirkungen hat der Chipkrieg auf Europa?
Doch was bedeuten diese Entwicklungen für Europa? Nun, wie das Beispiel der Chipfabrik in Dresden verdeutlicht, streben auch die Europäer, allen voran Deutschland, nach mehr Unabhängigkeit von TSMC. Allerdings in Kooperation mit den Taiwanesen. Doch der Handelskrieg zwischen den USA und China trifft auch Europa hart. Seit 2022 wurden durch die Vereinigten Staaten eine Reihe von Exportbeschränkungen gegen die Volksrepublik verhängt. Ziel ist es, Chinas militärischen und technologischen Aufstieg zu bremsen, daher stehen vor allem Halbleiter im Fokus. Die meisten TSMC-Produkte sind hiervon betroffen, da sie durch TSMC als Subcontractor für US-Unternehmen gebaut werden, für die wiederum die amerikanischen Exportbestimmungen gelten (u.a. Apple, Nvidia oder Intel). Moderne Hochleistungschips wie der Nvidia H100, der besonders für KI-Rechenzentren genutzt wird, dürfen nicht nach China ausgeliefert werden, ebenso wenig die dazugehörige Software. Die US-Administration will das Reich der Mitte so daran hindern, große KI-Modelle für militärische Übungsszenarien zu trainieren. In den vergangenen Jahren wurden auch ältere Modelle, wie der Nvidia H800, zunehmend eingeschränkt. Die Chinesen ließen das jedoch nicht unbeantwortet. Sie stiegen ihrerseits als Retourkutsche wiederum in die eigene Produktion von älteren Chips (Mature Nodes) ein – und das durchaus erfolgreich. Diese Chips werden einerseits auf dem Weltmarkt noch für zahlreiche Geräte benötigt, u.a. im Automobilbau oder in Industrieanlagen und andererseits greifen hier keine Beschränkungen, was den Einkauf von Produktionsmitteln erleichtert. Allerdings ist der chinesische Vorstoß keineswegs nur zur Eigenversorgung gedacht. Die massiven Subventionen sollen gezielt die Preise auf dem Weltmarkt senken und westliche, insbesondere amerikanische, Unternehmen aus dem Markt drängen, in dem die Preise so weit fallen, dass eine wirtschaftliche Herstellung nicht mehr möglich ist. Auch europäische Hersteller haben mit dem Problem der sinkenden Weltmarktpreise und des durch China gezielt geschafften Überangebots am Markt zu kämpfen.
Fazit: Ist KI auch ohne moderne Chips möglich?
Die kommenden Jahre werden durchaus spannend zu beobachten sein, insbesondere in Bezug auf die Entwicklung im Bereich der Künstlichen Intelligenz. Derzeit dominiert Nvidia den Markt für KI-taugliche Chips mit einem Marktanteil von rund 90%. Alle führenden AI-Anbieter, wie OpenAI oder Google beziehen ihre Komponenten von Nvidia. Doch wie wir wissen, produziert das Unternehmen aus Santa Clara nicht selbst, sondern erhält seine Chips wiederum von TSMC. Das Unternehmen plant gemeinsam mit Oracle, SoftBank und dem Investmentfonds MGX bis 2029 insgesamt 500 Milliarden US-Dollar in den Ausbau der KI-Infrastruktur in den USA zu investieren (vgl. Stargate). Gleichzeitig verschärft China unablässig seine Präsenz im Südchinesischen Meer und verstärkt das Säbelrasseln in Richtung Taiwan. Auch zeigte das chinesische OpenAI-Pendant DeepSeek jüngst, das KI möglicherweise deutlich weniger rechenintensiv zur Verfügung gestellt werden könnte, was, wenn es sich bewahrheitet, den Markt für Hochleistungschips wohl torpedieren würde (vgl. DeepSeek). Bislang können wir nur vermuten, eines jedoch steht fest, die westliche Abhängigkeit von modernen Chips, der Handelskrieg und der Taiwan-Konflikt sind die geopolitische Achillesverse der KI-Entwicklung und bislang hat noch niemand eine ausreichende Strategie, wie Europa hier selbstständig werden kann.

Abb. 2: Chairman und CEO von TSMC C. C. Wei zu Gast im Weißen Haus in Washington bei Präsident Donald Trump. Anfang März verkündeten sie ein geplantes Investment von 100 Mrd. USD durch TSMC in den Vereinigten Staaten.
©Foto: The White House.
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Autor
Sebastian Schulze
Sebastian Schulze ist ein gefragter Keynote Speaker und Experte für Künstliche Intelligenz und Big Data. Mit über einem Jahrzehnt Erfahrung macht er komplexe Technologien für Unternehmen verständlich. Seine Expertise im Marketing hat Unternehmen zu beeindruckenden Umsatzsteigerungen verholfen. Er inspiriert sein Publikum mit fundiertem Wissen und praxisnahen Strategien. Neben seiner beruflichen Tätigkeit engagiert er sich als Reserveoffizier bei der Bundeswehr.
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