Halbleiterkrise: Ursachen und Hintergrundinformationen

Was sind die Gründe für die andauernde Halbleiterkrise? Wofür benötigen Automobile überhaupt diese Bauteile? Hier gibt es Antworten auf diese und weitere Fragen.

Halbleiterkrise in der Automobilindustrie

Ohne Mikrochips geht in der Automobilbranche gar nichts mehr. In modernen Autos sind sie genauso unverzichtbar wie im Flugzeug. Und so mancher Autokäufer hat in den letzten Monaten vergeblich auf die Auslieferung seiner Bestellung gewartet. Fahrzeugelektronik wird immer komplexer und der Chipmangel wird zum Problem. Halbleiter sind Hauptbestandteil von Mikrochips, die in unseren Autos eingebaut sind. Diese üben ihre Macht vor allem in den Steuergeräten, Assistenzsystemen und beim Bremsverhalten des Fahrzeugs aus. Dadurch werden unsere Fahrzeuge zunehmend digitalisiert. Der Bedarf an Halbleitern ist enorm, denn in den meisten Lebensbereichen gibt es digitale Produkte. Die Leitungselektronik ist zu einer Schlüsseltechnologie geworden, denn die Nachfrage ist hoch. Gerade die neue Elektromobilität ist auf diese Technologie angewiesen. Für die Produzenten der Halbleiter sind dies gute Aussichten für die Zukunft. Der Markt wächst enorm, da inzwischen fast jedes Gerät Mikrochips enthält. Die Nachfrage ist größer als das Angebot, da überall Halbleiter fehlen. Man spricht inzwischen von einer Halbleiterkrise.

Was sind Halbleiter?

Halbleiter sind Festkörper wie zum Beispiel Silizium oder Germanium. Halbleiterchips in der Mikroelektronik bestehen heutzutage aus geschmolzenem Silizium, welches aus reinem Sand gewonnen wird. Bei der Verwendung in der Elektronik macht man sich eine besondere Eigenschaft dieser Festkörper zunutze: Die elektrische Leitfähigkeit liegt zwischen der eines Leiters und Isolators. Durch steigende Temperaturen fällt der Widerstand eines Halbleiters, und mit fallenden Temperaturen wird er zum Isolator. So lässt sich Strom in eine bestimmte Richtung leiten. Die Funktion der Halbleiter ist, den Strom zum Endverbraucher zu transportieren, denn sie wandeln elektrische Energie in die benötigte Form um. Das ist das grundsätzliche Funktionsprinzip eines Halbleiters. 

Was machen Halbleiter im Auto?

Nichts geht mehr ohne Halbleiter im Auto. Das merkt inzwischen auch der Endverbraucher. Knöpfe und Regler sind weitgehend durch das Display ersetzt. Die Elektronik regelt den Startvorgang, das Fahrverhalten und weitere Funktionen im Auto. Durch Halbleiter sind die Fahrzeuge sicherer, denn sie verhindern menschliches Versagen und zusätzlich machen sie Autos umweltfreundlicher. Es sind intelligente, kleine Helferlein, die inzwischen genauso wichtig sind wie der Motor. Durch Halbleiter im Fahrzeug wird vieles leichter, denkt man zum Beispiel nur an den Kofferraum, der sich ohne Berührung öffnet, wenn man zwei volle Einkaufstaschen in der Hand hat. Von vorne bis hinten sind Hunderte Chips eingebaut, die das Fahrzeug effizienter und sicherer machen. Mechanische Teile, wie zum Beispiel Keilriemen, gehen mehr und mehr zurück. Die Digitalisierung ist auch in die Fahrzeugindustrie eingezogen.

Warum eine Halbleiterkrise?

Nicht nur der Autosektor leidet unter einem Chipmangel, sondern auch viele andere Branchen. Die Hersteller von Smartphones, Computern, WLAN-Routern und medizinischen Geräten können ein Lied davon singen. Die Krise deutete sich bereits im Jahre 2018 an, da seit Jahren immer neue Geräte auf den Markt kommen. Eine echte Trendwende ist nicht in Sicht, denn viele Probleme, die zur globalen Halbleiterkrise beigetragen haben, dauern an. Ein Grund liegt in der Eigenschaft dieser Bauteile, denn sie haben ein Verfallsdatum und können nicht unbegrenzt gelagert werden. Vieles wird daher just-in-time produziert. Die Bauteile sollen im Idealfall direkt vom LKW auf das Montageband kommen, ohne Lagerhaltung.
Dazu gibt es Versorgungsengpässe bei Rohstofflieferanten sowie geopolitische Spannungen zwischen den Großmächten. Die damalige US-Regierung wollte den globalen Einfluss chinesischer Hightech-Konzerne wie Huawei begrenzen und verhängte Sanktionen. Die noch verfügbaren Chips wurden von den Chinesen daraufhin aufgekauft.
Naturkatastrophen und Havarien von Containerschiffen taten ihr Übriges.
Diese Knappheit stoppt immer wieder die Produktion der Hersteller. Und noch immer hat sich die Industrie nicht vollständig davon erholt.

Was hat Covid mit der Halbleiterkrise zu tun?

Die Coronapandemie brachte den Markt zusätzlich gehörig durcheinander. Anfang 2020 brachen die Automobilverkäufe kurzfristig ein und die Hersteller stornierten kurzerhand ihre Aufträge an die großen Chiphersteller. Innerhalb kürzester Zeit kam es jedoch zu einer Kehrtwende und die Nachfrage nach Autos stieg wieder stark an. Um die Stornierungen abzufangen, wurden die Fertigungskapazitäten an die Unterhaltungselektronik weitergeleitet. Diese fragte immer mehr Chips nach, denn für Homeoffice, Homeschooling und Unterhaltung mussten neue Geräte her. Smartphones, Tablets, Laptops und Spielekonsolen waren der Hit während der Pandemie. Hier kommen viele einfache Halbleiter zum Einsatz, die sonst im Auto Platz finden, zum Beispiel für die Netzgeräte.
Damit waren die Kapazitäten erschöpft und die Automobilindustrie hatte das Nachsehen.

Wie kann man die Halbleiterkrise bewältigen?

So einfach kann man die Halbleiter-Industrie nicht wieder hochfahren, da die Herstellung sehr aufwendig ist. Silizium lässt sich nur hochrein produzieren und wird in dünne Scheiben, sogenannte „Wafer“ geschnitten.  Während der Pandemie konnten die Hersteller zeitweise nicht arbeiten, da der Transport zu den Chip-Fabriken stockte. Dadurch stoppten auch die Produktionsbänder der Autohersteller. Die Nachfrage aber stieg sprunghaft an. Einige Chiphersteller haben neue Fabriken angekündigt, doch das wird noch etwas dauern. Ein wichtiger Produktionsstandort ist Taiwan, denn zwei Drittel des Weltmarktes wird von hier bedient. In der Region kommt es immer wieder zu Spannungen mit China. Nicht zuletzt stiegen auch dort die Corona-Infektionszahlen an. Jeder Lockdown würde den Engpass noch weiter befeuern.
Stornierungen sollten in der Zukunft lieber unterbleiben, zumal die Autoindustrie weniger Chips abnimmt als die Unterhaltungselektronik. Daher ist sie für die Chiphersteller nicht ganz so attraktiv. Dies könnte sich mittelfristig ändern, da Elektroautos mehr Halbleiter als Verbrenner benötigen. Darauf müssen sich die Chiphersteller künftig einstellen. Eine echte Entspannung erwarten die Experten erst ab 2023. Die EU möchte künftig eigene Kapazitäten zur Herstellung von Chips schaffen, um solche Situationen abzufangen. Die Krise hat sogar Auswirkungen auf den Gebrauchtwagenmarkt, da es immer schwerer wird, günstige Fahrzeuge zu ergattern. Es gibt weniger Firmenfahrzeuge sowie Vermietfahrzeuge, die bisher schnell auf dem Gebrauchtwagenmarkt gelandet sind.
Bis sich die Lage bessert, versuchen die Autofirmen auf Engpässe und Störungen möglichst flexibel zu reagieren, in dem sie ihre Fertigungssteuerung fortlaufend anpassen. Es kommt bei manchen Herstellern sogar zu einer Trendwende. So rollen bei Peugeot wieder Autos mit analogem Tachometer vom Band, da man nicht überall Elektronikbauteile einsetzen muss. BMW verzichtet jetzt auf Touchscreens in mehreren Modellreihen. Einsparungen in der Ausstattung der Fahrzeuge sind ein erster Ansatz, die Krise zu meistern.

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