Halbleiter-Trends: Schlüsseltechnologie für eine vernetzte Zukunft

Inhaltsverzeichnis

1. Halbleiter als Motor der digitalen Transformation
2. Trend 1: Fertigung – Optische Lithografie ermöglicht weitere Miniaturisierung
3. Trend 2: Halbleiter-Industrie und Artificial Intelligence (AI)
4. Trend 3: Datenverarbeitung, fortschrittliche Technologien und der Wandel des Marktes
5. Trend 4: Weiterentwicklung des Ökosystems und neue Herausforderungen
6. Ausblick: Halbleitertechnologie im Wandel

Halbleiter als Motor der digitalen Transformation

Halbleiter sind heute in nahezu jedem elektronischen Gerät verbaut. Sie ermöglichen Rechenleistung, Datenverarbeitung und Vernetzung – und damit zentrale Anwendungen wie Automatisierung, KI oder autonomes Fahren.

Der stetig wachsende Bedarf an Rechenleistung stellt die Halbleiterindustrie seit Jahrzehnten vor Herausforderungen. Bereits 1965 formulierte Gordon Moore das sogenannte Mooresche Gesetz: Die Anzahl der Transistoren auf einem Chip, beziehungsweise die damit verbundene Rechenleistung, verdoppelt sich etwa alle zwei Jahre. Bemerkenswert ist, dass dieses Prinzip bis heute Bestand hat – ermöglicht durch kontinuierliche technologische Innovationen in der Chipfertigung.

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Für zukünftige Herausforderungen sind Mikrochips unentbehrlich – gerade, wenn es um die digitale Transformation und die Integration von AI-Anwendungen geht. Darüber hinaus sind Mikrochips schon jetzt in der Industrie nicht mehr wegzudenken, bilden sie doch die Grundlage des Internet of Things (IoT). Aber auch im Bereich der 5G-Technologie und des autonomen Fahrens, allesamt Segmente, die sich ebenfalls immer weiterentwickeln und deren Ansprüchen die Chipindustrie begegnen muss.

Sprich: Auch in Zukunft werden die Chips immer kleiner und gleichzeitig immer leistungsstärker werden müssen.

Trend 1: Fertigung – Optische Lithografie ermöglicht weitere Miniaturisierung

Ein zentraler Treiber dieser Entwicklung ist die optische Lithografie in der Halbleiterproduktion. Entscheidend dabei ist die Wellenlänge des Lichts, mit dem die Strukturen auf die Wafer projiziert werden. Bei neueren Methoden wie etwa der EUV werden Wellenlängen von 13,5 Nanometern gemessen – das macht die Strukturen auf dem Chip 5.000-mal feiner als ein menschliches Haar.

Die High-NA-EUV-Lithografie geht noch einen Schritt weiter – diese Technik bildet voraussichtlich die Grundlage für die noch weiter verfeinerten Chipstrukturen der kommenden Jahre. Und diese sind auch notwendig. Denn nur so werden die für KI-Anwendungen erforderlichen Leistungen ermöglicht.

Trend 2: Halbleiter-Industrie und Artificial Intelligence (AI)

AI treibt ein bislang beispielloses Wachstum auch im Halbleitermarkt voran. Die aktuellen Rekordumsätze entstehen vor allem durch Investitionen in KI-Technologien. Rechenzentrumsserver, angetrieben durch KI-Entwicklungen, sind dabei wichtige Umsatztreiber der Halbleiterbranche.

Besonders hoch ist die Nachfrage nach GPUs, logischen ASSP/ASICs, DRAM (HBM) sowie Power Management-ICs. Der KI-Boom dürfte ein rund sechsjähriges Wachstumsfenster sichern und damit die bislang zyklischen Umsatzmuster der Halbleiterindustrie möglicherweise durchbrechen.

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Trend 3: Datenverarbeitung, fortschrittliche Technologien und der Wandel des Marktes

Das Segment Datenverarbeitung wird voraussichtlich 2026 erstmals mehr als 50 % des gesamten Halbleiterumsatzes ausmachen – getrieben durch Rechenzentren und KI-bezogene Anwendungen. Fortschritte im High Performance Computing (HPC), darunter Siliziumtechnologien von 7 nm bis 2 nm sowie Spezialtechnologien wie Siliziumphotonik und Chiplets, haben außerdem ein Umsatzwachstum zur Folge.

Die Ausgaben für Speicher ICs werden deutlich zunehmen, mit einem Schwerpunkt auf dem Ausbau fortschrittlicher DRAM- und HBM-Kapazitäten, um die KI-getriebene Nachfrage zu bedienen.

Zu den Speicher ICs

Trend 4: Weiterentwicklung des Ökosystems und neue Herausforderungen

Die Automobilbranche entwickelt sich hin zu softwaredefinierten Fahrzeugen. Dafür ist ein neues Halbleiter-Ökosystem erforderlich – mit fortschrittlichen, KI-gestützten Services, robusten Architekturen und zuverlässiger Cybersicherheit. Die entsprechende Optimierung der notwendigen Halbleiter-Komponenten ist in diesem Bereich unverzichtbar.

Neue Technologien wie QLC-ESSD und Edge-KI gewinnen in diesem Kontext zusätzlich an Bedeutung. Gleichzeitig bleiben etablierte Lösungen wie HDDs für große Speicheranforderungen unverzichtbar – ein Hinweis auf das notwendige Gleichgewicht zwischen Innovation und bestehender Infrastruktur.

Herausforderungen in den Lieferketten, darunter mögliche Infrastrukturengpässe, Lieferbeschränkungen und geopolitische Risiken, könnten das Wachstum in diesem Bereich jederzeit beeinflussen.

Weitere Challenges, die auch in Zukunft vermehrt eine Rolle spielen werden:

• Materialengpässe
• Energiebedarf & Nachhaltigkeit
• Wärme-/Leistungsgrenzen
• Investitionskosten
• Fachkräftemangel

Ausblick: Halbleitertechnologie im Wandel

Die Halbleitertechnologie entwickelt sich stetig weiter: kleinere Strukturen, höhere Leistung, geringerer Energiebedarf. Diese Trends bilden die Grundlage für Innovationen in Industrie, Mobilität, Gesundheitswesen und Alltag. Mikrochips sind damit weit mehr als technische Bauteile – sie sind eine Schlüsseltechnologie für eine vernetzte, digitale und zunehmend von der Künstlichen Intelligenz geprägten Zukunft. Unsicherheiten bestehen auch weiterhin bezüglich der Lieferketten.

Viele fragen sich in diesem Zusammenhang: Ist ein weiterer Halbleiterengpass zu erwarten?

Fakt ist: Die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen, erneuerbaren Energien und Fabrikautomatisierung wächst aktuell schneller als die verfügbaren Kapazitäten. Angesichts dessen und des starken Bedarfs an Leistungs- und Analoghalbleitern steht der Markt vor entsprechenden Herausforderungen. Was es zukünftig braucht? Smarte, agile und koordinierte Fabriken und damit einhergehend zuverlässige Distributoren.

Wir bei Bürklin stehen dabei stets an der Seite unserer Kunden und liefern weiterhin hochwertige Halbleiterbauteile schnell und zuverlässig. Und wenn der Markt mal etwas nicht hergibt, bieten wir Ihnen umfassende und professionelle Beratung, um adäquate Lösungen zu entwickeln oder Alternativen zu finden.

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