KI treibt Nachfrage nach Halbleitern in die Höhe

Die Verbreitung von KI kurbelt die Nachfrage nach Chips an. Die nachgelagerten Industrien schätzen bis Ende 2026 eine Steigerung um 29 %. Doch kann die Halbleiterindustrie die Nachfrage bedienen? 

Die wachsende Verbreitung von KI und generativer KI (Gen AI) steigert deutlich die Nachfrage nach fortschrittlichen Halbleiterlösungen, wie aus der Studie des Capgemini Research Institute "The semiconductor industry in the AI era: innovating for tomorrow's demands" hervorgeht. Ungewiss sei aber, so die Studienautoren, ob die Halbleiterindustrie die Nachfrage befriedigen könne. Sorgen bereiten geopolitische Spannungen, internationale Handelsbeschränkungen und der Fokus auf technologische Souveränität.

Laut Studie soll die Nachfrage nach KI-Chips, kundenspezifischen integrierten Schaltkreisen und speicherintensiven Bauelementen in den kommenden zwölf Monaten deutlich zunehmen. Treiber seien Gen AI und Technologien wie 5G, IoT, autonomes Fahren, AR/VR und Edge Computing. Der Studie zufolge gehen 39 % der Halbleiterunternehmen davon aus, dass Gen AI die Nachfrage nach kundenspezifischen Chips in den nächsten zwei Jahren ankurbeln wird. Die meisten nachgelagerten Unternehmen (81 %) würden erwarten, dass ihre Nachfrage allein in den nächsten zwölf Monaten um 21 % steigen werde.

Daher rät die Studie der Halbleiterindustrie, in innovative Designansätze sowie moderne und nachhaltige Fertigungstechnologien zu investieren. So würden bereits fast drei von fünf Halbleiterunternehmen angeben, dass Gen AI und Wireless-Technologien wie 5G ihre strategische Ausrichtung prägen. Für eine langfristige Lieferkettenstabilität spricht sich die Studie für eine stärkere lokale Beschaffung und Nearshoring aus.

Unternehmen sorgen sich um die Halbleiterversorgung

Allerdings: Aufgrund der enormen strategischen Bedeutung von Halbleitern glauben weniger als drei von zehn Unternehmen, dass das Chipangebot ausreichend sei. "Die Halbleiterindustrie steht vor großen Herausforderungen: Kunden verlangen personalisierte und intelligente Produkte. KI wird ein Bestandteil in nahezu allen Geräten werden. Dies erfordert auf breiter Basis leistungsfähige, effiziente und maßgeschneiderte Chips. Gleichzeitig steht die Halbleiterbranche unter hohem Innovations- und Kostendruck.", sagt Peter Fintl, Vice President Technology & Innovation bei Capgemini Engineering in Deutschland.

Laut Fintl müsse die Industrie diesen Moment nutzen und in einem Chip-to-Industry-Ansatz schneller und effizienter werden. Beim Chip-to-Industry-Ansatz entwickeln Chiphersteller ihre eigenen End-to-End-Silizium- plus Software-Stacks für spezifische Anwendungsfälle in der Industrie, was ihnen die Möglichkeit gibt, ihre Fähigkeiten direkt mit ihren Kunden zu monetarisieren. Viele Industrie und Tech-Player hätten bereits maßgeschneiderte Halbleiterlösungen auf ihre Entwicklungsagenda gesetzt, so die Studie. Dies soll die Abhängigkeit von externen Anbietern minimieren und die Kontrolle über ihr geistiges Eigentum sichern. 

Neuartige Chip-Technologien

Speziell leistungsintensive KI-Anwendungen würden nach innovativen Chip-Technologien verlangen. Mittel der Wahl seien neuartige Chip-Architekturen, EUV-Lithografie (Extrem Ultraviolet), 3-D-Packaging und die Verwendung von Chiplets, also eigenständige Chipeinheiten, die zu einem komplexen Gesamtsystem (System-on-a-chip) kombiniert werden. Der Studie zufolge rechne die Branche mit einem Anstieg ihrer F&E-Budgets um rund 10 % in den nächsten zwei Jahren. Fast die Hälfte der Hersteller gebe ferner an, dass sie Prozesse mittels KI und maschinellem Lernen (ML) optimieren wollen.

Damit einher gehe auch ein erhöhter Bedarf an spezialisierten neuronalen Recheneinheiten (NPUs) und Hochleistungs-Grafikprozessoren (GPUs), die die notwendige Rechnungsleistung stemmen und große Datensätze effizient verarbeiten können. Mehr als die Hälfte der nachgelagerten Branchen (54 %) würden glauben, dass Fortschritte bei der GPU-Berechnung und der Beschleunigung von KI/ML den größten Nutzen bringen könnten.

Anteil der inländischen Beschaffung steigern

Der Studie zufolge plane mehr als die Hälfte der nachgelagerten Unternehmen, in den nächsten zwei Jahren die Nachhaltigkeit von Chips, die Widerstandsfähigkeit der Lieferkette und die Cybersicherheitsfunktionen zu priorisieren.

Denn: Nur zwei von fünf Halbleiterunternehmen seien der Studie zufolge von der Stabilität ihrer Lieferketten überzeugt. Die Halbleiterindustrie erwarte, dass sie in den nächsten zwei Jahren ihren Inlandsbezug von derzeit 40 auf 47 % erhöhen werde, um die mit der internationalen Logistik verbundenen Risiken zu mindern. Um die Stabilität zu erhöhen, rechne die Branche außerdem mit einem Anstieg des Nearshorings um 4 %. 74 % der Halbleiterunternehmen würden eine Steigerung ihrer Investitionen in den USA erwarten, während 59 % ihre Investitionen in Europa erhöhen wollen.

Zudem bleibe die Sicherheit von Chips ein kritischer Bereich in einer komplexen Lieferkette. Fast drei von fünf Halbleiterentwicklungsunternehmen hätten betont, dass sie sich auf den kryptografischen Schutz der Bauelemente konzentrierten. Darüber hinaus geben fast 60 % der nachgelagerten Unternehmen an, dass die Nachhaltigkeit von Chips bei der Bauteilauswahl eine entscheidende Rolle spielen werde.