Innovationsführerschaft in der Halbleiterindustrie: Unternehmen im Wettbewerb

In einer Branche, die so schnelllebig und wettbewerbsintensiv ist wie die Halbleiterindustrie, ist Innovationsführerschaft nicht nur wünschenswert, sondern unabdingbar für den Erfolg. Wir zeigen, wie Unternehmen in der Halbleiterindustrie durch Innovationen führend bleiben und sich einen entscheidenden Vorteil im globalen Markt sichern können.

Die Bedeutung von Forschung und Entwicklung (F&E)

Innovation in der Halbleiterindustrie beginnt oft mit intensiver Forschung und Entwicklung. Die US-Halbleiterindustrie beispielsweise investierte allein im Jahr 2021 50 Milliarden Dollar in F&E. Laut McKinsey können datengesteuerte Einblicke dazu beitragen, Projektlieferzeiten zu verkürzen und den Umgang mit komplexen Projekten zu verbessern. Ein konkretes Beispiel ist ein Unternehmen in der Halbleiterindustrie, das feststellte, dass die Anwendung von fortgeschrittenen Analysen bei 80 seiner 209 Projekte im F&E-Bereich dazu führte, dass diese Projekte um bis zu 10 Prozent schneller abgeschlossen wurden.

Warum sollten Halbleiter-Unternehmen in Forschung und Entwicklung investieren? Es zeigt sich, dass jeder in F&E investierte Dollar das Bruttoinlandsprodukt (BIP) erheblich steigern kann, was die zentrale Rolle der Halbleiter in der modernen, technologiegetriebenen Wirtschaft unterstreicht.

Trotz der Bedeutung von F&E für die Halbleiterindustrie stehen Unternehmen vor Herausforderungen in Bezug auf die Finanzierung, Ressourcen und die Zusammenarbeit zwischen Forschung und Markteinführung. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, sind strategische Anpassungen erforderlich. KPMG’s 14th semiconductor outlook report fand, dass F&E und Innovation an erster Stelle in der strategischen Priorität stehen. Ein Schlüsselfaktor besteht darin, neue Produkte innerhalb des kritischen Zeitrahmens auf den Markt zu bringen, was die F&E-Kosten erhöht. Dennoch ist jeder Cent in F&E gut angelegt und birgt Chancen, die Halbleiterindustrie weiter nach vorne zu bringen. 

Der Beitrag der Universitäten und Schulen

Die Rolle der Universitäten in der Förderung von Innovationen in der Halbleiterindustrie ist unbestritten. Sie sind nicht nur für die Grundlagenforschung zuständig, sondern auch für die Ausbildung zukünftiger hochqualifizierter Arbeitskräfte. Bildungseinrichtungen stehen jedoch vor der Herausforderung, genügend Studierende für technisch anspruchsvolle Bereiche wie die Halbleiterfertigung zu gewinnen und zu halten.
Grundsätzlich hapert es an diversen Ecken, um die Halbleiterindustrie für Studierende attraktiv zu machen. Hürden sind unter anderem:

1. Mangelnde Sichtbarkeit: Viele junge Menschen in den MINT-Bereichen (Mathematik, Ingenieurwesen, Naturwissenschaft und Technik) sind sich der Karrieremöglichkeiten in der Halbleiterindustrie nicht bewusst. Trotz guter Bezahlung und aussichtsreichen Karrierewegen ist die Halbleiterindustrie unter Studierenden weniger bekannt. Indes steigen sie nach dem Studium in bekanntere Bereiche ein, wie etwa der Automobil- oder Softwareindustrie und dem Maschinen- und Anlagenbau. Daneben trägt die physische Unsichtbarkeit der Halbleiterchips dazu bei, dass Schüler und Studenten sie oft nicht als unmittelbaren Teil ihrer alltäglichen Umgebung wahrnehmen. Denn die Halbleiterchips mit ihrer Größe von 5 bis 14 Nanometer sind zu einem Großteil im Inneren technischer Geräte verbaut und bleiben daher für den Endnutzer unsichtbar und damit häufig auch unbewusst. Diese mangelnde Wahrnehmung kann dazu führen, dass die Faszination und das Interesse für die Halbleiterindustrie bei jungen Menschen nicht so stark geweckt wird, wie es bei sichtbareren Technologien der Fall sein könnte.  Daher ist es zwingend notwendig, junge Menschen auf die diversen und facettenreichen Job-Möglichkeiten aufmerksam zu machen, die sie in der Halbleiterbranche erwarten. 
2. Der Start in die Halbleiterindustrie ist mit hohem Lernaufwand verbunden: Im Vergleich zu anderen Ingenieursdisziplinen, wie etwa der Softwaretechnik, ist der Einstieg in die Halbleiterbranche anspruchsvoller. Dies liegt unter anderem an der Notwendigkeit, mehrere Disziplinen zu beherrschen und oft fortgeschrittene akademische Grade sowie umfangreiche praktische Ausbildungen zu erlangen. Trotz attraktiver Vergütung fällt die Gehaltssteigerung in anderen technischen Bereichen oft höher aus, was die Halbleiterbranche weniger attraktiv erscheinen lässt. Dabei ist gerade die Halbleiterindustrie eine stark wachsende und zukunftsträchtige Branche, welche nicht nur gute Entwicklungsmöglichkeiten sondern auch starke Gehaltszuwächse in den nächsten Jahren verspricht.
3. Fachkräftemangel: Bis 2030 wird ein erhebliches Wachstum der Arbeitsplätze in der Halbleiterindustrie erwartet, doch bereits jetzt zeichnet sich ab, dass viele dieser Stellen aufgrund mangelnder Qualifikationen unbesetzt bleiben könnten. Daher wird der bevorstehende Fachkräftemangel auch weitreichende Auswirkungen auf die Halbleiter- und angrenzende Industrien haben, da immer weniger junge Talente in den Arbeitsmarkt eintreten.

Für Schulen könnte es hilfreich sein, die Bedeutung und die Anwendungsbereiche der Halbleitertechnologie in der Bildung stärker zu betonen. Dies könnte durch praxisnahe Projekte, Partnerschaften mit Unternehmen aus der Halbleiterindustrie und durch Bildungsinitiativen geschehen, die den Schülern die Welt der Mikrochips näherbringen und ihnen die vielfältigen Karrieremöglichkeiten in diesem Bereich aufzeigen.
Damit Universitäten, Hochschulen und Schulen weiterhin Innovationsführer für die Halbleiterindustrie bleiben und die Innovationsstärke der Halbleiterindustrie auch zukünftig gesichert wird, müssen sie junge Menschen für MINT-Berufe begeistern und auf die Karrierewege im Bereich der Halbleiter aufmerksam machen. Deswegen beginnen auch die ersten Universitäten bereits mit (über)regionalen Partnerschaften, um Studierende früh zu begeistern. Ein glänzendes Beispiel dafür ist die Zusammenarbeit der TU Dresden und dem internationalen Chiphersteller TSMC, welche gemeinsam das Semiconductor Talent Incubation Program ins Leben gerufen haben. Dieses spezielle Ausbildungsprogramm befähigt Studenten, in einem sechsmonatigen Auslandsaufenthalt frühzeitig in die Herstellung von Chips eingeführt zu werden. Weitere Universitäten wollen ab 2025 folgen.

Strategien für effiziente Halbleiterfertigung

Für Unternehmen in der Halbleiterindustrie ist die Entwicklung effizienter Fertigungsstrategien von entscheidender Bedeutung. Dies umfasst nicht nur die Berücksichtigung von Faktoren wie Kapitalausgaben (CapEx), Betriebsausgaben und staatliche Unterstützung, sondern auch die Anpassung an die dynamischen Anforderungen des Marktes.

Ein Schlüsselaspekt ist das sogenannte "Fab-Scaling". Moderne Halbleiterhersteller bauen oft große Fabs mit umfangreichen Produktionslinien. Wo früher eine Fertigungskapazität von 20.000 Wafern pro Woche beeindruckend war, liefern führende Fabs heute routinemäßig 100.000 Wafer pro Woche. Großanlagen senken die Kosten pro Quadratmeter in der Bauphase und ermöglichen nach der Fertigstellung geringere Overhead-Kosten und gesteigerte Arbeitsproduktivität. Dies führt zu einer Verringerung der Kosten pro Wafer und erhöht somit die Rentabilität.

Angesichts der zyklischen Nachfrage und geopolitischer Risiken ziehen Halbleiterhersteller auch CapEx-freie Expansionen in Betracht. Diese Strategie ermöglicht es Unternehmen, ihre Kapazitäten schnell zu erhöhen, wenn die Nachfrage steigt, und bei nachlassender Nachfrage keine Investitionen zu verlieren. Produktivitätsverbesserungen sind ein wesentlicher Aspekt dieser CapEx-freien Kapazitätserweiterung.

Um die Widerstandsfähigkeit der Lieferkette zu stärken, könnten Halbleiterunternehmen erwägen, Teile der Wertschöpfungskette näher an neue Fabrikstandorte zu verlagern. Die Kapitalausgaben erstrecken sich über den Fabrikbau hinaus, da die Schaffung eines echten Ökosystems zusätzliche Infrastruktur und Lieferanten erfordert.

Zum Schluss spielt auch die Nachhaltigkeit in der Halbleiterindustrie eine zunehmend wichtige Rolle. Viele Kunden legen großen Wert darauf, die Emissionen entlang ihrer Lieferketten zu reduzieren. Fabrikbesitzer prüfen daher mittlerweile auch häufig die Zugänglichkeit zu erneuerbaren Energieressourcen bei der Standortwahl für neue Hauptfabriken, da 45% der Emissionen einer typischen Fabrik strombezogen sind. Auch wenn der Einbezug von solcne Faktoren vor allem zu Anfang Kosten mit sich bringt, zeigen Unternehmen mit guten Nachhaltigkeitskonzepten ihre Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit. 

Innovationsförderung durch staatliche Investitionen

Staatliche Investitionen in Forschung und Entwicklung (F&E) können die wirtschaftliche Entwicklung entscheidend vorantreiben und neue Arbeitsplätze schaffen. In der Halbleiterindustrie ist die staatliche Förderung von F&E eine solide Investition und bringt erhebliche Erträge für die gesamte Wirtschaft. Die immense Bedeutung der Halbleiterindustrie wird von steigenden F&E-Ausgaben unterstrichen. So erreichten diese im Jahr 2021 ein Rekordhoch von 71,4 Milliarden US-Dollar.

Eine wichtige Neuerung in der Innovationsförderung für die Halbleiterindustrie ist der CHIPS und Science Act von 2022, welcher auch die strategische Bedeutung dieser Branche für die USA widerspiegelt. Dieses Gesetz zielt darauf ab, die amerikanische Fertigung, Lieferketten und nationale Sicherheit zu stärken und gleichzeitig in Forschung und Entwicklung, Wissenschaft und Technologie zu investieren. Dadurch wird nicht nur die Führungsrolle der USA in zukunftsweisenden Industrien wie Nanotechnologie, sauberer Energie, Quantencomputing und künstlicher Intelligenz gefestigt, sondern auch die Wettbewerbsfähigkeit und die Entstehung neuer Jobs im Land gestärkt. Seit der Unterzeichnung des CHIPS-Gesetzes wurden über 166 Milliarden US-Dollar in die Fertigung von Halbleitern und Elektronik investiert, was eine signifikante Stärkung der heimischen Halbleiterproduktion darstellt. Diese Investitionen haben zu einem Anstieg von Arbeitsplätzen in der Halbleiterindustrie und verwandten Bereichen geführt. Mindestens 50 Community Colleges in 19 Bundesstaaten haben neue oder erweiterte Programme zur Ausbildung von Arbeitskräften in der Halbleiterindustrie angekündigt.

Fazit

Die Halbleiterindustrie, als treibende Kraft hinter der technologischen Revolution, steht vor einer spannenden Zukunft. Ihre Rolle in der globalen Wirtschaft und im Alltag ist tiefgreifend und weitreichend. Mit massiven Investitionen in Forschung und Entwicklung, wie den 50 Milliarden Dollar, die 2021 allein von der US-Halbleiterindustrie investiert wurden, treibt diese Branche die Grenzen des Machbaren kontinuierlich voran. Diese Investitionen sind entscheidend, um bahnbrechende Technologien zu entwickeln, die nicht nur die Industrie selbst, sondern auch zahlreiche andere Sektoren wie Gesundheitswesen, Kommunikation und Energie revolutionieren.

In dieser dynamischen Ära werden sich die Unternehmen, die an der Spitze der Innovation bleiben wollen, ständig anpassen und weiterentwickeln müssen. Dies erfordert nicht nur finanzielle Mittel und Ressourcen, sondern auch ein starkes Engagement in der Talentförderung und -gewinnung. Hier spielt das Headhunting eine Schlüsselrolle, denn der Wettbewerb um die besten Köpfe in der Halbleiterbranche ist intensiv. Um in der vordersten Linie der Innovation zu bleiben, müssen Unternehmen nicht nur in Technologien, sondern auch in Menschen investieren. Dies bedeutet, dass sie eng mit Universitäten und Bildungseinrichtungen zusammenarbeiten und gezielte Recruiting-Strategien entwickeln müssen, um die talentiertesten Fachkräfte anzuziehen und zu halten.

Die Halbleiterindustrie steht an einem Wendepunkt. Die effizienten Fertigungsstrategien wie Fab-Scaling und Clustering sind entscheidend, um die steigenden Marktanforderungen zu erfüllen und die Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. Doch darüber hinaus ist eine strategische Vision erforderlich, die nicht nur auf Technologie und Produktion, sondern auch auf die Entwicklung von Fachkompetenzen und Leadership-Fähigkeiten fokussiert. In dieser Hinsicht kann das Headhunting eine entscheidende Rolle spielen, indem es die Brücke zwischen den aktuellen Talentanforderungen der Branche und den zukünftigen Innovationsführern schlägt.

Zusammenfassend wird die Halbleiterindustrie eine zentrale Rolle in der Gestaltung unserer Zukunft spielen. Für Unternehmen, die an der Spitze dieser Welle bleiben wollen, sind Innovation, Talentförderung und eine vorausschauende Recruiting-Strategie nicht nur wünschenswert, sondern unerlässlich.