Die Halbleiterindustrie im Zeitalter der KI

Innovationen für die Anforderungen von morgen

Halbleiter treiben die digitale Welt an. Nahezu jedes elektronische Gerät, das heute verwendet wird – einschließlich Smartphones, Computer, Autos und Satelliten – ist auf Halbleiter angewiesen, um zu funktionieren. Und mit der fortschreitenden Digitalisierung der Welt steigt die Nachfrage nach Halbleitern kontinuierlich.

Unternehmen in der Halbleiterbranche gehen davon aus, dass die Nachfrage nach Halbleitern bis 2026 um 15% steigen wird. Unternehmen aus nachgelagerten Branchen – also Organisationen, die für ihre Produkte oder Dienstleistungen auf Halbleiter angewiesen sind – erwarten sogar einen Anstieg von 29%.

Dieser erwartete Anstieg ist zu einem erheblichen Teil auf den zunehmenden Einsatz von KI und generativer KI zurückzuführen. Diese Technologien benötigen spezielle Chips wie neuronale Verarbeitungseinheiten (NPUs) und leistungsstarke Grafikprozessoren (GPUs), um große Datenmengen und komplexe Berechnungen zu bewältigen.

Ein neuer Bericht des Capgemini Research Institute, der auf einer Umfrage unter 250 Führungskräften der Halbleiterindustrie aus der Region Asien-Pazifik, Europa und Nordamerika sowie einer weiteren Umfrage unter 800 Führungskräften aus nachgelagerten Branchen in zehn Sektoren basiert, analysiert die aktuelle Situation der Halbleiterbranche und wagt einen Blick in die kommenden Jahre.

Der Bericht mit dem Titel Die Halbleiterindustrie im Zeitalter der KI zeigt, dass über die Hälfte aller Unternehmen aus nachgelagerten Branchen aufgrund der hohen Nachfrage nach Halbleitern besorgt sind, dass die Industrie möglicherweise nicht in der Lage sein wird, ihre Bedürfnisse zu erfüllen. Diese Bedenken resultieren häufig aus Unsicherheiten in Bezug auf die Zuverlässigkeit der Lieferketten, insbesondere aufgrund geopolitischer Spannungen, Produktionskapazitäten und des Bedarfs an stärkerer Individualisierung. Infolgedessen entwerfen ein Drittel der nachgelagerten Unternehmen eigene Chips oder ziehen diese Option in Betracht, um eine bessere Kontrolle über ihre Lieferketten zu erlangen.

Die Forschung zeigt außerdem, dass nur zwei von fünf Halbleiterunternehmen von der Resilienz ihrer Lieferketten überzeugt sind. Um die Stabilität zu verbessern und die Abhängigkeit von einzelnen Regionen zu verringern, konzentrieren sich Halbleiterunternehmen zunehmend auf Onshoring und „Friendshoring“ (die Nutzung von Lieferketten in geopolitisch befreundeten Ländern). Die Branche erwartet, dass die heimische Beschaffung in den nächsten zwei Jahren um 17% zunimmt. Zudem planen 74% der Halbleiterunternehmen, mehr in den USA und 59% mehr in der EU zu investieren, was größtenteils durch staatliche Subventionen in mehreren Ländern (wie dem US CHIPS Act und dem EU Chips Act) unterstützt wird.

Technologische Fortschritte eröffnen jedoch neue Chancen. Um mit dem Moore’schen Gesetz Schritt zu halten, treibt die Halbleiterindustrie Innovationen in mehreren Bereichen voran, insbesondere im Design, in der Fertigung und in der Verpackung. Der Bericht hebt hervor, dass Hardware-Sicherheit weiterhin oberste Priorität hat, mit erheblichen Investitionen in sicheres Chip-Design, hardwarebasierte Verschlüsselung und Root-of-Trust (RoT)-Technologien. Zudem wird die Integration von Software und Hardware – die sogenannte „Softwarization“ von Halbleitern – vorangetrieben, um flexiblere und programmierbare Halbleiterlösungen zu schaffen. Dennoch bleibt die Monetarisierung dieser Entwicklungen eine Herausforderung. Obwohl diese Innovationen entscheidend für die Erweiterung von Anwendungsfällen, die Verlängerung der Lebenszyklen von Chips und die Verbesserung der Individualisierung sind, fällt es der Branche schwer, Softwarelösungen wirtschaftlich erfolgreich umzusetzen.

Die Branche wird zudem zunehmend umweltfreundlicher, indem sie den Energieverbrauch senkt, Wasserkreislaufsysteme einführt, weniger toxische Alternativchemikalien verwendet und Abfall minimiert.

Die Halbleiterindustrie im Zeitalter der KI hebt zudem aufstrebende Chancen hervor, auf die sich Halbleiterunternehmen konzentrieren sollten, darunter:

• der Einsatz von KI und generativer KI
• Investitionen in modernste Fertigungsmethoden
• Diversifizierung der Lieferantennetzwerke
• Abstimmung von Strategien mit staatlichen Initiativen
• Verbesserung von Cybersicherheitsmaßnahmen und
• Übernahme von offenen Standards und Open-Source-Kollaborationen.