{"id":992777,"date":"2025-12-16T08:06:28","date_gmt":"2025-12-16T08:06:28","guid":{"rendered":"https:\/\/capiwell.ch\/?p=992777"},"modified":"2025-12-03T21:49:12","modified_gmt":"2025-12-03T21:49:12","slug":"wie-substrate-das-chip-oligopol-herausfordern-und-warum-die-schweiz-darauf-achten-sollte","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/capiwell.ch\/de\/wie-substrate-das-chip-oligopol-herausfordern-und-warum-die-schweiz-darauf-achten-sollte\/","title":{"rendered":"Wie Substrate das Chip-Oligopol herausfordert und warum die Schweiz darauf achten sollte"},"content":{"rendered":"
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Nur wenige Branchen haben eine so gro\u00dfe strategische Bedeutung oder weisen einen so hohen Konzentrationsgrad auf wie die Halbleiterfertigung. Die heutigen Chips bilden die Grundlage f\u00fcr alles, von k\u00fcnstlicher Intelligenz und Hochgeschwindigkeitsfinanzwesen bis hin zu Verteidigungstechnologien und industrieller Automatisierung.Die f\u00fcr die Herstellung modernster Prozessoren erforderlichen Werkzeuge stammen jedoch von einem einzigen Unternehmen. ASML in den Niederlanden kontrolliert mehr als 90 Prozent des weltweiten Marktes f\u00fcr Extrem-Ultraviolett-Lithografiesysteme. Jede Maschine kostet mehr als 300 Millionen Euro, wiegt rund 180 Tonnen und erfordert Tausende von Spezialisten f\u00fcr die Montage.

<\/span>Die Fertigungssparte der Lieferkette ist \u00e4hnlich konzentriert. TSMC in Taiwan produziert den Gro\u00dfteil der weltweit f\u00fchrenden Chips, w\u00e4hrend Samsung und SK Hynix die verbleibenden Kapazit\u00e4ten betreiben. Diese Abh\u00e4ngigkeit ist zu einer geopolitischen Schwachstelle geworden. Vor diesem Hintergrund versucht ein Start-up aus Kalifornien etwas, was viele in der Branche einst f\u00fcr unm\u00f6glich gehalten haben: die Neugestaltung des Kernprozesses der Chipfertigung.<\/span><\/p>

Das vor drei Jahren gegr\u00fcndete Unternehmen Substrate m\u00f6chte die EUV-Lithografie durch ein System ersetzen, das auf R\u00f6ntgenstrahlung basiert, die von kompakten Teilchenbeschleunigern erzeugt wird. Das Unternehmen hat mehr als 100 Millionen US-Dollar von Geldgebern wie Peter Thiel und In-Q-Tel, dem mit den US-Geheimdiensten verbundenen Investmentarm, eingesammelt. Seine Bewertung liegt bei rund einer Milliarde US-Dollar, obwohl es noch kein kommerzielles Produkt auf dem Markt hat. F\u00fcr die Vereinigten Staaten steht das Projekt in engem Zusammenhang mit den nationalen Bem\u00fchungen zum Wiederaufbau der heimischen Chip-Produktion. F\u00fcr die gesamte Branche stellt es eine potenzielle Alternative in einer Zeit dar, in der die weltweite Nachfrage stark steigt.<\/span><\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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Eine globale Branche, die die Grenzen der Konzentration erreicht<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Der Halbleitermarkt erzielte im Jahr 2024 einen Umsatz von rund 600 Milliarden US-Dollar und wird bis 2030 voraussichtlich auf eine Billion US-Dollar anwachsen. Allerdings sind nur wenige Unternehmen in der Lage, Chips mit einer Strukturbreite von weniger als sieben Nanometern herzustellen. TSMC allein macht mehr als 90 Prozent der weltweiten Kapazit\u00e4t f\u00fcr die modernsten Knotenpunkte aus. Unternehmen wie Nvidia, AMD, Qualcomm und Broadcom sind f\u00fcr ihre neuesten Prozessoren fast ausschlie\u00dflich auf TSMC angewiesen.<\/span><\/p>

Die Kapitalintensit\u00e4t ist enorm. Eine moderne Fertigungsanlage auf dem neuesten Stand der Technik erfordert eine Anfangsinvestition zwischen 15 und 25 Milliarden US-Dollar. Nach dem Bau sind weitere Ausgaben f\u00fcr Personal, Verfahrenstechnik und Ertragssteigerungen erforderlich. Die Komplexit\u00e4t von EUV hat eine Eintrittsbarriere geschaffen, die selbst Regierungen nur schwer \u00fcberwinden k\u00f6nnen.<\/span><\/p>

Die Vereinigten Staaten haben im Rahmen des CHIPS Act Subventionen in H\u00f6he von 52 Milliarden Dollar zugesagt. TSMC investiert mehr als 40 Milliarden Dollar in seine Standorte in Arizona. Intels langfristiger Expansionsplan in mehreren Bundesstaaten bel\u00e4uft sich auf \u00fcber hundert Milliarden US-Dollar. Trotz dieser Summen w\u00e4chst die Kapazit\u00e4t f\u00fcr die Produktion von Spitzentechnologie nur langsam.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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Der Versuch von Substrate, EUV zu ersetzen<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Substrate schl\u00e4gt vor, intensive R\u00f6ntgenstrahlen zu verwenden, die durch die Beschleunigung von Elektronen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit und deren Leitung durch magnetische Strukturen, sogenannte Undulatoren, erzeugt werden. Die dabei entstehende Strahlung ist extrem hell, weniger anf\u00e4llig f\u00fcr Streuung als ultraviolettes Licht und in der Lage, scharfe Muster auf Siliziumwafern zu erzeugen.<\/span><\/p>

Analysten von Yole sch\u00e4tzen, dass die Produktionskosten f\u00fcr einen Wafer bei einer ausgereiften Technologie von rund 100.000 auf 10.000 Euro sinken k\u00f6nnten. Geringere Kapitalanforderungen w\u00fcrden neuen Herstellern den Markt \u00f6ffnen und die weltweite Abh\u00e4ngigkeit von einer kleinen Anzahl von Fabriken verringern.<\/span><\/p>

Die physikalischen Grundlagen dieser Idee sind erwiesen. R\u00f6ntgenstrahlen k\u00f6nnen tiefer eindringen und eine h\u00f6here Strahlkoh\u00e4renz aufrechterhalten, wodurch die in EUV-Systemen erforderlichen aufwendigen optischen Korrekturstapel \u00fcberfl\u00fcssig werden. Substrate behauptet, dass die R\u00f6ntgenlithografie zu einem Einfachbelichtungsverfahren werden k\u00f6nnte, was die Werkzeugkonstruktion vereinfachen und m\u00f6glicherweise den Durchsatz verbessern w\u00fcrde.<\/span><\/p>

Das Interesse an alternativen Ans\u00e4tzen w\u00e4chst. Inversion Semiconductor entwickelt Tisch-Teilchenbeschleuniger, w\u00e4hrend XLight in Kalifornien an Freie-Elektronen-Lasern f\u00fcr die Chip-Produktion arbeitet. ASML hat in fr\u00fcheren Forschungsprogrammen beschleunigerbasierte Lichtquellen untersucht und besitzt Patente auf diesem Gebiet, konzentrierte sich jedoch letztendlich auf lasergeneriertes EUV.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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Technische und industrielle Herausforderungen<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die Umsetzung dieser Idee in eine Produktionsplattform bleibt eine gro\u00dfe technische Herausforderung. Hochintensive R\u00f6ntgenstrahlen erfordern eine Fertigung unter Ultrahochvakuumbedingungen. Es m\u00fcssen neue Fotolacke entwickelt werden, die den Strahlungswerten standhalten. Prozesssteuerungssysteme m\u00fcssten von Grund auf neu konzipiert werden. Ein einzelner Beschleuniger kann mehrere Lithografieger\u00e4te versorgen, was bedeutet, dass jede Fehlfunktion eine ganze Produktionslinie zum Stillstand bringen k\u00f6nnte.<\/span><\/p>

Analysten von Jefferies sch\u00e4tzen, dass unter g\u00fcnstigen Bedingungen die kommerzielle Marktreife in zehn Jahren erreicht sein k\u00f6nnte. Die Messlatte liegt hoch. Die heutigen EUV-Maschinen liefern mehr als 200 Wafer pro Stunde bei hoher Verf\u00fcgbarkeit. Substrate strebt den Start der Serienproduktion f\u00fcr 2028 an, aber viele in der Branche sehen Mitte der 2030er Jahre als fr\u00fchesten realistischen Zeitrahmen.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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Ein Projekt mit strategischer Unterst\u00fctzung<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Trotz der technischen Unsicherheiten ist das politische Interesse an Substrate gro\u00df. Hochrangige Beamte des US-Handelsministeriums und des Energieministeriums haben das Unternehmen besucht. Die Investition von In-Q-Tel signalisiert eine \u00dcbereinstimmung mit umfassenderen nationalen Sicherheits\u00fcberlegungen.\u00a0<\/span><\/p>

Die Vereinigten Staaten streben nach mehr Autonomie bei der Produktion von Hochleistungs-Chips, die f\u00fcr Verteidigung, Infrastruktur und zuk\u00fcnftige industrielle Anwendungen von entscheidender Bedeutung sind. Mehr als 90 Prozent der weltweit f\u00fchrenden KI-Chips werden in Taiwan hergestellt. Eine Technologie, die die Kosten der heimischen Produktion senken k\u00f6nnte, ist daher \u00e4u\u00dferst attraktiv. Substrate profitiert von einer langen Tradition der \u00f6ffentlich-privaten Zusammenarbeit in den Vereinigten Staaten, wo ein fr\u00fchzeitiges Engagement der Regierung oft die Entwicklung von Deep-Tech-Technologien beschleunigt.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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Warum dies f\u00fcr die Schweiz wichtig ist<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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F\u00fcr die Schweiz sind die Entwicklungen in der internationalen Halbleiterfertigung mehr als nur eine ferne Industriegeschichte. Das Land investiert j\u00e4hrlich rund 24 Milliarden CHF in Forschung und Entwicklung, was etwa 3,4 Prozent des BIP entspricht. Seine Universit\u00e4ten und Zentren f\u00fcr angewandte Forschung verf\u00fcgen \u00fcber fundiertes Fachwissen in Bereichen, die f\u00fcr die Chip-Technologien der n\u00e4chsten Generation von unmittelbarer Bedeutung sind.<\/span><\/p>

Die ETH Z\u00fcrich und die EPFL bringen jedes Jahr zwischen 25 und 30 Deep-Tech-Spin-offs hervor. Das Schweizer Zentrum f\u00fcr Elektronik und Mikrotechnik (CSEM) in Neuenburg unterst\u00fctzt mit einem Budget von rund 110 Millionen CHF nationale und internationale Partner in den Bereichen Mikrofabrikation, Nanolithografie, Photonik und Messtechnik.<\/span><\/p>

Die Schweiz spielt auch in der industriellen Wertsch\u00f6pfungskette eine bedeutende Rolle. Unternehmen wie STMicroelectronics besch\u00e4ftigen rund 1000 Mitarbeitende in Genf und Neuenburg. Firmen wie Sensirion, u-blox und LEM liefern Sensoren, Konnektivit\u00e4tschips und Leistungselektronik f\u00fcr globale M\u00e4rkte. Die Schweizer Photonikindustrie erzielt j\u00e4hrlich einen Exportumsatz von mehr als 5 Milliarden Schweizer Franken und bildet einen der weltweit dichtesten Cluster f\u00fcr hochpr\u00e4zise Optiktechnik.<\/span><\/p>

In diesem Zusammenhang ist die Entwicklung alternativer Lithografieverfahren von gro\u00dfer Bedeutung. Wenn die Investitionskosten sinken und neue Produktionsparadigmen rentabel werden, k\u00f6nnten Teile der Halbleiterindustrie f\u00fcr L\u00e4nder, die sich auf hochpr\u00e4zise Subsysteme und forschungsorientierte Innovationen spezialisiert haben, leichter zug\u00e4nglich werden. Die Schweiz passt gut zu diesem Profil.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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Chancen f\u00fcr Schweizer Deep-Tech-Unternehmen<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Der Ansatz von Substrate bietet eine n\u00fctzliche Perspektive f\u00fcr die Schweiz. Das Land muss keine gro\u00dfen Chipfabriken bauen, um von den globalen Ver\u00e4nderungen zu profitieren. Stattdessen kann es seine Rolle als Anbieter von Basistechnologien st\u00e4rken.<\/span><\/p>

Schweizer Unternehmen sind bereits heute f\u00fchrend in den Bereichen optische Komponenten, Vakuumsysteme, Lasertechnologie, Positionierungsger\u00e4te und Messinstrumente. All dies sind Bereiche, die f\u00fcr jede zuk\u00fcnftige R\u00f6ntgenlithografieplattform von entscheidender Bedeutung sein werden. Spin-offs der ETH leisten Beitr\u00e4ge zu Quantensystemen, integrierter Photonik und neuartigen Materialien. Das Know-how des CSEM im Bereich der Mikrofabrikation k\u00f6nnte sich als wertvoll erweisen, wenn alternative Lithografiemethoden neue Prozessmodule erfordern.<\/span><\/p>

Die Schweiz verf\u00fcgt auch \u00fcber Rahmenbedingungen, die die Entwicklung von Deep Tech in der Fr\u00fchphase unterst\u00fctzen, darunter die Flaggschiffprogramme von Innosuisse, nationale Quanteninitiativen und Innovationspartnerschaften von armasuisse. Diese Programme k\u00f6nnten ausgeweitet werden, um sicherzustellen, dass Schweizer Unternehmen fr\u00fchzeitig Zugang zu neuen internationalen Forschungsnetzwerken und Prototyp-Plattformen erhalten.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Eine st\u00e4rker vernetzte Innovationslandschaft<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Der Wettlauf um Halbleiter tritt in eine experimentellere Phase ein. Angesichts der steigenden Nachfrage nach fortschrittlichen Rechnern werden weltweit neue Lichtquellen, neue Materialien und neue Prozessarchitekturen erforscht. Die Schweiz ist gut positioniert, um einen Beitrag zu leisten, da sie langfristige Forschungsinvestitionen mit industrieller Pr\u00e4zision verbindet.<\/span><\/p>

Wenn neue Lithografie-Technologien technisch und wirtschaftlich rentabel werden, entstehen neue Strukturen in der Lieferkette. Dies k\u00f6nnte Chancen f\u00fcr L\u00e4nder er\u00f6ffnen, die sich eher auf hochwertige Komponenten als auf Massenproduktion spezialisiert haben. Die etablierten St\u00e4rken der Schweiz in den Bereichen Pr\u00e4zisionsmesstechnik, Optik und Automatisierung k\u00f6nnten dadurch noch an Bedeutung gewinnen.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Ein globaler Wettbewerb, den die Schweiz mitgestalten kann<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die Zukunft der Chipfertigung wird nicht von einer einzigen Technologie abh\u00e4ngen. EUV wird noch jahrelang der Industriestandard bleiben, aber alternative Ans\u00e4tze gewinnen zunehmend an Bedeutung. Da der Halbleitermarkt auf eine Billion US-Dollar zusteuert, werden Kapazit\u00e4t und Optionen eine wichtige Rolle spielen.<\/span><\/p>

Der Versuch von Substrate, die Lithografie neu zu denken, zeigt, dass selbst hochkonsolidierte Branchen f\u00fcr Umbr\u00fcche offen sind, wenn wissenschaftlicher Ehrgeiz, Industrietechnik und strategische Unterst\u00fctzung zusammenkommen. Unabh\u00e4ngig davon, ob das Unternehmen letztendlich erfolgreich sein wird oder nicht, signalisiert das Projekt einen Wandel in der m\u00f6glichen Entwicklung der n\u00e4chsten Generation von Halbleitertechnologien.<\/span><\/p>

F\u00fcr die Schweiz stellt dies eher eine Chance als eine Herausforderung dar. Dank ihrer St\u00e4rken in den Bereichen Forschung und Ingenieurwesen kann das Land eine pr\u00e4gende Rolle in der sich entwickelnden Landschaft der fortschrittlichen Fertigung spielen. Wenn neue Technologien ausgereift sind, kann die Schweiz dazu beitragen, die Werkzeuge und Komponenten zu entwickeln, die die Chip-Produktion der Zukunft erm\u00f6glichen.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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Referenzen (APA)<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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