Autor Andreas Schlayer

Herausforderungen bei neuen Fertigungstechnologien

Halbleiter befinden sich heute in einer Vielzahl von Produkten. Der überwiegende Teil der Chips wird im Planarverfahren hergestellt, bei dem die einzelnen mikroelektronischen Schaltungen auf einem Halbleitersubstrat (Wafer) erzeugt werden, indem man gezielt Materialschichten aufbringt. Je feiner die Strukturen, desto mehr Chips finden auf einem Wafer Platz. Bei der Prozessor- und Speicherchipherstellung ist es üblich, die Strukturbreite in Nanometer anzugeben, um verschiedene Verfahren zu unterscheiden. Die fortschrittlichsten Prozesstechniken weisen derzeit Strukturen von lediglich 45 Nanometer auf.

Mit ihrer hohen Innovationsgeschwindigkeit und den technologischen Verbesserungen schafft die Halbleiterbranche die Voraussetzungen dafür, dass die Informationstechnologie voraussichtlich auch in den nächsten 10 bis 15 Jahren dem Moore’schen Gesetz folgen wird, das der Halbleiterpionier Gordon Moore bereits 1965 formulierte: Es besagt, dass sich die Zahl der Transistoren auf einem Mikrochip und damit dessen Leistungsfähigkeit etwa alle 18 bis 24 Monate verdoppeln.

Mehrere Lieferanten

Durch die kurzen Produktzyklen und den raschen Wandel der Produktionstechnologien ändern sich die Wechselwirkungen entlang der Wertschöpfungskette ständig. Gerade deshalb hat die Münchener Rück einen weiteren Schwerpunkt ihrer Branchenanalyse auf die Halbleiterhersteller gelegt und die wichtigsten Akteure auf dem Weltmarkt genauer unter die Lupe genommen. Denn die Vergangenheit zeigt, dass es zu beachtlichen CBI-Schäden kommen kann, wenn beim Ausfall eines Zulieferers zu wenig Vorräte vorhanden sind oder Kapazitätsengpässe auf dem Weltmarkt es erschweren, zu einem anderen Zulieferer zu wechseln. Die komplexen Verflechtungen innerhalb der Wertschöpfungskette können in drei Teilbereiche gegliedert werden:

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  Exponierung der Halbleiterindustrie gegenüber Herstellern von Ausgangsprodukten
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  Exponierung der Weiterverarbeiter gegenüber der Halbleiterindustrie
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  Exponierung des Handels gegenüber Weiterverarbeitern

Wichtigstes Ausgangsmaterial für die Chiphersteller sind die Wafer aus Silizium; weltweit sieben Firmen stellen diese an unterschiedlichen Standorten her. Um Abhängigkeiten zu vermeiden, beziehen die großen Chiphersteller ihre Wafer von mehreren Lieferanten. Da die Lagerhaltung dafür vergleichsweise geringe Kosten verursacht, ist es üblich, einen Vorrat für drei Monate zu haben. Fällt ein Zulieferer aus, bleibt genug Zeit, um andere Quellen zu nutzen. Die CBI-Kumulexponierung auf dieser Produktionsstufe ist daher vernachlässigbar.

12 bis 18 Monate bis zur Reife

Anders stellt sich die Situation bei der Exponierung der Weiterverarbeiter dar. Zwar gibt es in der Halbleiterindustrie nicht den einen Exklusivhersteller, der einen bestimmten Chip für alle Abnehmer fertigt. Vielmehr sind die Produkte für die meisten Anwendungen leicht austauschbar. Das gilt aber nicht für die jeweils modernste Fertigungstechnologie, bei der deutlich mehr und zudem leistungsfähigere Mikrochips aus dem Wafer geschnitten werden. Neue Produktionsverfahren sind schwierig in der Handhabung, verursachen einen hohen Ausschuss und sind somit nur für Spitzenprodukte wirtschaftlich sinnvoll anwendbar. Erst wenn nach etwa 12 bis 18 Monaten das neue Verfahren ausgereift ist, kommt es an immer mehr Standorten zum Einsatz.

Meist lassen sich ältere Mikrochips auch mit modernen Verfahren fertigen, aber niemals umgekehrt. Für die Notfallplanung heißt das: Tritt der Schaden in einer Halbleiterfabrik auf, die ein altes Verfahren einsetzt, kann relativ leicht auf andere Fabriken ausgewichen werden, die entweder die gleiche oder eine modernere Technologie einsetzen. Aus diesem Grund ist ein großer CBI-Kumulschaden bei Weiterverarbeitern, die Chips aus älteren Fertigungsprozessen verwenden, nicht zu erwarten.

Der Preisfaktor

Umgekehrt kann man sagen: Die Abhängigkeit von Highend-Mikrochips, die in hochmodernen Verfahren produziert werden, birgt für Weiterverarbeiter das höchste CBI-Risiko. Mit der Einführung einer neuen Technologie erreicht es eine bestimmte Höhe und reduziert sich danach schrittweise bis zum nächsten Technologiesprung.

Eine Vorratshaltung mit entsprechenden Chips über mehrere Wochen ist aufgrund des hohen Preises und des starken Preisverfalls innerhalb der ersten Monate unwirtschaftlich. Ausweichmöglichkeiten stehen nicht oder nur eingeschränkt zur Verfügung. Erst mit steigender Produktionskapazität und sinkenden Preisen ist es wirtschaftlich vertretbar, Chips längere Zeit zu lagern; gleichzeitig nimmt die Zahl der Ausweichmöglichkeiten zu.

Auf der nachgelagerten Ebene zwischen Handel und Weiterverarbeitern bzw. zwischen Weiterverarbeitern untereinander ist das Risiko eines Kumulschadens wiederum gering. Die Produkte gelangen entweder als Endprodukt direkt in den Großhandel oder als Einzelteile an die Hersteller von Elektronikgeräten. Wegen ihres hohen Preises werden Chips der jeweils neuesten Generation nur für Highend-Geräte eingesetzt. Diese verfügen über Standardschnittstellen, daher kann man fast immer auf ältere oder vergleichbare Komponenten ausweichen. Ähnlich sieht es im Handel aus. Ist eine bestimmte Komponente nicht verfügbar, kauft man ein vergleichbares Produkt.

Die Analyse zeigt, dass in der Mikrochipherstellung in bestimmten Phasen große Abhängigkeiten zwischen Zulieferern und Abnehmern bestehen. Die höchste CBI-Kumulexponierung erzeugt der Produktionsstandort mit der jeweils modernsten Fertigungstechnologie. Anders ausgedrückt: Vor allem an sehr modernen Produktionsstandorten von Technologieführern können Schadenfälle hohe CBI-Kumulschäden auslösen.

Andreas Schlayer ist Underwriter im Bereich Corporate Underwriting Property bei der Münchener Rück.

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