Zukunft der europäischen Halbleiterindustrie | Chipdesign und Systemintegration als Schlüssel zum Erfolg? 

Die Zukunft der europäischen Halbleiterindustrie wird nicht allein in den modernsten Chipfabriken entschieden, sondern auch in den für die Anwendung essenziellen Systemintegrationsprozessen, die sowohl das Electronic Packaging als auch die Leiterplattenherstellung und die Montageprozesse miteinschließen. Während die Nachfrage nach Chips bis 2040 über alle Strukturgrößen massiv steigen wird und insbesondere Anwendungen rund um Künstliche Intelligenz, Rechenzentren und Automatisierung diesen Trend treiben, steht Europa vor einer grundlegenden strategischen Entscheidung: Welche Rolle wird die europäische Industrie künftig in der globalen Halbleiterwertschöpfungskette einnehmen? Welche technologischen Fähigkeiten müssen in Europa verfügbar sein, um Innovationskraft, Wettbewerbsfähigkeit und Resilienz langfristig zu sichern? Und in welche Technologien und F&E-Projekte sollte künftig investiert werden?
Antworten auf diese Fragen liefert die kürzlich publizierte Studie »Europe’s Semicon Business Case« des ZVEI und des niederländischen Industrieverbands. Die Studie zeichnet ein detailliertes Bild des europäischen Halbleiterökosystems mit Schwerpunkt auf der Nachfrage-Seite, benennt Stärken und Schwächen der Industrie und leitet daraus Handlungsempfehlungen ab. Sie dient damit als wichtige Grundlage für aktuelle Diskussionen rund um Europas künftige strategische Ausrichtung. Dieser Artikel greift die zentralen Erkenntnisse der Studie auf, ordnet sie aus Sicht der angewandten Forschung ein und diskutiert, wie sich Deutschland und Europa positionieren müssen, um auch künftig eine starke Rolle im globalen Halbleitermarkt zu spielen.

Aus der ZVEI-Studie geht ein Kernbefund hervor: Bis 2040 wird sich die Nachfrage nach Halbleitern in Europa ungefähr verdoppeln – das gilt sowohl für die Industrie- als auch für die Konsumnachfrage, zwischen denen in der Studie unterschieden wird. Die Nachfrage wird dabei auf Grundlage von WSPM (Wafer Starts per Month) bzw. 300 mm Äquivalenten kalkuliert. Die Industrienachfrage verzeichnet mit dem Faktor 2,4 im Basis-Szenario einen noch größeren Anstieg als die konsumseitige Nachfrage (Faktor 1,8). Maßgeblich wird dieser Trend vom steigendenden Bedarf nach Chips in den Anwendungsbereichen KI-Rechenzentren, Aero/Defense, Healthcare und industrielle Produktion getrieben.

Diese zunehmende Nachfrage beeinflusst maßgeblich, welche Chiptypen in Europa benötigt werden – und damit auch, welche Fertigungskapazitäten erforderlich sind. Zusammenfassend gesagt: Weil die Nachfrage vor allem durch KI-Rechenzentren getrieben wird, steigt auch der Bedarf an GPUs, CPUs und Memory Chips relativ betrachtet am stärksten. Das hat zur Folge, dass der Bedarf nach Fertigungskapazitäten <10 nm größer wird, denn solche Chips werden in diesen Strukturgrößen gefertigt.
Für die europäische Halbleiterindustrie ist das erstmal ein ernüchternder Befund, denn: Aktuell werden in Europa kaum Chips dieser Art hergestellt (Ausnahme ist Intels Fabrik in Irland, s. u.), weil die dafür nötigen Fertigungskapazitäten nicht zur Verfügung stehen. Gleichzeitig wächst jedoch die Nachfrage nach Chips, in denen europäische Unternehmen weltweit führend sind. Die fortschreitende Elektrifizierung und Automatisierung in vielen Anwendungsbereichen (Schwerpunkt Physical AI) sowie der steigende Bedarf an energieeffizienten Technologien treiben insbesondere die Nachfrage nach Leistungshalbleitern, analogen ICs, Mikrocontrollern und Sensoren. Diese Chips kommen unter anderem in Rechenzentren, der Automobilindustrie sowie in Edge-Anwendungen wie Robotik oder Drohnen zum Einsatz.
Europa hat folglich kein Nachfrageproblem – muss sich aber fragen: Werden in Europa noch die richtigen Chips hergestellt? Und braucht es europäische Fertigungskapazitäten in kleineren Knotengrößen, um auch künftig innovative Produkte entwickeln zu können?

Genau in solchen Anwendungsfeldern verfügt Europa über technologische Stärken und kann von den wachsenden Märkten profitieren. Gleiches gilt für Mikrocontroller und Sensoren, die zu den wichtigsten Standbeinen der europäischen Halbleiterindustrie zählen. Ihre steigende Nachfrage wird vor allem durch Entwicklungen im Automobilsektor, in der industriellen Automation sowie im Gesundheitsbereich – etwa durch Wearables und vernetzte Medizintechnik – angetrieben.

Dieser Trend spiegelt sich auch in der Antwort auf die Frage wider, wie sich die Nachfrage nach bestimmten Knotengrößen entwickelt (Abbildung 1.10).

Das wirft die Frage auf, wie diese Lücke strategisch am besten geschlossen werden kann. Ähnliches gilt für den Bereich 17-20 nm, der vor allem durch Speicherchips (Memory) dominiert wird, denn auch bei Speicherchips verfügt Europa Stand heute über keinerlei Produktionskapazitäten.

Im Bereich zwischen 21 bis 130 nm zählt die europäische Halbleiterindustrie hingegen zu den weltweit führenden Akteuren. In diesen Strukturgrößen werden vor allem Mikrocontroller, optische und nicht-optische Sensoren, analoge ICs sowie Chips für Kommunikations- und Edge-Anwendungen gefertigt. Anders als bei den kleinsten Knotengrößen besteht hier keine Diskrepanz zwischen Angebot und Nachfrage: Die europäischen Fertigungskapazitäten sind gut auf die Bedarfe der heimischen Industrie abgestimmt.

Auch die Nachfrage nach Chips in Strukturgrößen >130 nm steigt um den Faktor 2. In diesem Technologiebereich werden vor allem Leistungshalbleiter gefertigt – ein Segment, in dem europäische Unternehmen über eine starke Marktposition und umfassende Expertise verfügen.

Die Analyse der Nachfrageentwicklung macht deutlich, dass Europas Position entlang der verschiedenen Technologieknoten sehr unterschiedlich ausfällt. Daher wird immer wieder gefordert, dass Europa eigene Fertigungskapazitäten für Chips in Strukturgrößen <2 nm aufbauen müsse, um seine Abhängigkeit von außereuropäischen Herstellern zu reduzieren. So sprach sich zuletzt Infineon dafür aus, dass TSMC in Dresden ein weiteres Werk errichten sollte, damit künftig auch Chips in den kleinsten Strukturgrößen in Europa gefertigt werden können. Das derzeit in Dresden entstehende Werk von ESMC (Joint Venture zwischen TSMC, Bosch, Infineon und NXP) ist auf Strukturgrößen zwischen 12 und 28 nm ausgerichtet und adressiert insbesondere die Bedarfe der Automobilindustrie sowie der Verteidigungsbranche. Zuletzt hatte Intel angekündigt, 5 Mrd. Euro in seinen Standort in Irland zu investieren. Die dortige Fab ist derzeit die Einzige in Europa, die einen 3 nm-Fertigungsprozess anbietet – bislang aber nur Intel-intern und nicht als Foundry-Geschäft.

Der Einstieg in die Produktion von Chips in kleinsten Strukturgrößen ist allerdings mit großen Hürden verbunden. Es braucht enorme finanzielle und personelle Ressourcen, um eine solche Fab zu bauen und zu betreiben – die Studie schätzt die nötigen Investitionen für eine Fab dieses Typs auf 25 bis 35 Milliarden US-Dollar. Dazu kommt, dass Europa bei Lohn-, Strom- und Baukosten im Vergleich zu Standorten in Asien kaum konkurrenzfähig ist.

Muss Europa jedoch für alle nachgefragten Technologieknoten selbst Kapazitäten aufbauen? Strategische Partnerschaften können ebenfalls dazu beitragen, die Versorgung mit modernen Chips sicherzustellen. Für ein resilientes europäisches Halbleiterökosystem ist vielmehr die Frage entscheidend, welche Technologien und Fertigungskompetenzen Europa aus strategischen Gründen selbst beherrschen sollte und in welchen Bereichen eine arbeitsteilige globale Wertschöpfung sinnvoll bleibt. Die Ergebnisse der Studie legen nahe, dass Europa insbesondere dort ansetzen sollte, wo bereits technologische Stärken und Wachstumspotenziale vorhanden sind. Zwei Bereiche stechen dabei besonders hervor: Chipdesign und Advanced Packaging.

Chipdesign spielt in der heutigen Zeit eine tragende Rolle, denn komplexe mikroelektronische Systeme erfordern einen ganzheitlichen System-Design-Ansatz, um Funktionen, Materialien und anwendungsspezifische Anforderungen von Beginn an zusammenzudenken. Daher wird Chipdesign auch im Kontext des EU Chips Act nicht mehr nur als vorgelagerter Bestandteil einzelner FuE- oder Pilotlinienaktivitäten verstanden, sondern zunehmend als eigenständige Infrastruktur für den Zugang zu Halbleitertechnologien. Denn der Erfolg einer neuen Produktidee hängt vor allem davon ab, ob ein durchgängiger Pfad von der Idee über das Design bis zur prototypischen Umsetzung abgebildet werden kann.

Eine besondere Rolle nimmt der Ansatz der System-Technology Co-Optimization (STCO) in diesem Zusammenhang ein. Diese Methodik verknüpft Systemanforderungen, Architekturentscheidungen und technologische Randbedingungen zu einem domänenunabhängigen, ganzheitlichen Workflow mit klar definierter Technologieaufteilung und Schnittstellen zum europäischen Halbleiter-Ökosystem. Im Rahmen der von der FMD implementierten APECS-Pilotlinie wird STCO daher eine besondere Bedeutung beigemessen. STCO ermöglicht es, das gesamte technologische Spektrum von APECS – von Chiplet-Design und Chiplet-Fertigung über fortschrittliche Integrationsverfahren auf Basis von Panel- oder Wafer-Level-Packaging bis hin zu verschiedenen Halbleitertechnologien – als durchgängiges und optimal aufeinander abgestimmtes System anzubieten. Die im Rahmen von APECS entwickelten Demonstratoren validieren diese Technologien und stellen so den Übergang von der Technologieentwicklung zu skalierbaren industriellen Lösungen und zum Transfer sicher.

Im Zuge des EU Chips Act nimmt die European Chips Design Platform (EuroCDP) eine zentrale Rolle beim Aufbau eines europäischen Design-Ökosystems ein. Sie bietet insbesondere Start-ups und KMU einen vereinfachten Zugang zu Designwerkzeugen, IP, Design-Flows, Trainingsangeboten und Fördermechanismen. Über die 30 nationalen Chips Competence Centres (CCC) werden Unternehmen an die EuroCDP herangeführt, wodurch die verschiedenen Förder- und Unterstützungsangebote miteinander verzahnt werden und der Zugang zu Pilotlinien erleichtert wird. Mit dem German Chips Competence Centre G3C und der APECS-Pilotlinie ist die FMD aktiv in dieses Ökosystem eingebunden: Sie vernetzt Akteure, stellt technologische Umsetzungskapazitäten bereit und stärkt damit Europas Designkompetenzen.

Mit zunehmender Komplexität mikroelektronischer Systeme verlagern sich wesentliche Teile der Wertschöpfung in den Bereich der Systemintegration. Im Sinne der More-than-Moore-Logik besteht die Herausforderung nicht mehr allein darin, die Dichte an Transistoren pro Chipfläche zu erhöhen, sondern unterschiedliche Komponenten zu leistungsfähigen Gesamtsystemen zu integrieren. Darüber hinaus hat Europa im Bereich Packaging weniger Kostennachteile gegenüber asiatischen Ländern als in der Frond-End-Fertigung. Damit bietet Advanced Packaging Europa die Chance, eine Schlüsselrolle in der nächsten Generation mikroelektronischer Systeme einzunehmen und zusätzliche Wertschöpfung in einem schnell wachsenden Zukunftsmarkt zu hebeln.

Mit der APECS-Pilotlinie adressiert die FMD genau diesen Bereich der Mikroelektronikwertschöpfungskette, indem die Zugangshürden zur fortschrittlichen Forschungsinfrastruktur der FMD-Institute sowie zu den europäischen Partnern gesenkt werden. Das gibt insbesondere Start-ups und KMUs die Möglichkeiten, die Expertise und Infrastruktur der FMD in Anspruch zu nehmen und unterstützt sie dabei, ihre Ideen vom Design über die Prototypenentwicklung bis hin zur Kleinserie weiterzuentwickeln. Damit wird ein entscheidender Beitrag dazu geleistet, die Lücke zwischen Forschung und industrieller Anwendung (Lab-to-Industry) zu schließen und Europas und Deutschlands Wettbewerbs- und Innovationsfähigkeit zu stärken.

Darüber hinaus profitieren auch die innerhalb der FMD im Front-End gefertigten hochspezialisierten Chips von Advanced Packaging. Ihre Leistungsfähigkeit kann sich in komplexen Systemen nur dann vollständig entfalten, wenn die Systemintegration diese Performance auch auf Systemebene umsetzen kann. Im Rahmen von APECS werden daher sowohl die einzelnen Komponenten (»Chiplets«) als auch die fürs Advanced Packaging erforderlichen Technologien entwickelt. Dazu zählen beispielsweise Interposer aus Silizium, Glas oder organischen Materialien. So entstehen hochintegrierte Systeme für Anwendungen in den Bereichen z. B. RF, Photonik, Sensorik oder Kryoelektronik, die das Potenzial der einzelnen Komponenten optimal ausschöpfen können.

Im Bereich Back-end bzw. Packaging hat sich gezeigt, dass Europas Chance vor allem im Advanced Packaging (AEP bzw. HEP) liegt, denn hier fallen aufgrund der höheren Automatisierung Kostennachteile weniger stark ins Gewicht. Gleichzeitig bestehenden durch die FMD und die APECS-Pilotlinie bereits Infrastrukturen und Angebote, die gezielt weiterentwickelt und ausgebaut werden können und so langfristig Europas Mikroelektronik-Ökosystem stärken.

Die Analyse macht deutlich: Europa hat kein Nachfrageproblem, sondern steht vor der strategischen Herausforderung, seine Position in der globalen Halbleiterwertschöpfungskette gezielt weiterzuentwickeln. Zwar wird die Nachfrage nach KI-relevanten Chips in kleinsten Strukturgrößen besonders stark wachsen, gleichzeitig steigen jedoch auch die Bedarfe in jenen Technologiebereichen, in denen Europa bereits heute über erhebliche Stärken verfügt – etwa bei Leistungshalbleitern, Sensoren, Mikrocontrollern und anwendungsspezifischen Systemlösungen.

Die Frage »Welche Schwerpunkte müssen gesetzt werden, um Europas Wettbewerbs- und Innovationsfähigkeit langfristig zu stärken?« muss daher differenziert beantwortet werden: Der Aufbau von Kompetenzen in Strukturgrößen unter 2 nm kann ein wichtiger Baustein für technologische Souveränität und Versorgungssicherheit sein. Denn die Verfügbarkeit dieser Chips kann die europäische Halbleiterindustrie dazu befähigen, weiter Innovationen zu entwickeln und sich langfristig im globalen Wettbewerb zu behaupten. Er sollte jedoch nicht isoliert betrachtet werden, sondern Teil einer umfassenderen Strategie zur Stärkung der europäischen Resilienz, Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit sein.

Entscheidend wird darüber hinaus sein, jene Bereiche gezielt auszubauen und abzusichern, in denen Europa bereits über starke Ausgangspositionen verfügt und sich international weiterhin in einer Spitzenposition absetzen kann. Dazu zählen insbesondere Chipdesign, Systemkompetenzen sowie Advanced Packaging und Systemintegration als Zukunftsfelder mit hohem Wertschöpfungspotenzial. Gleichzeitig gilt es, den Transfer von Forschungsergebnissen in industrielle Anwendungen deutlich zu beschleunigen. Forschungsinfrastrukturen wie die FMD und Pilotlinien wie APECS übernehmen dabei eine Schlüsselrolle, indem sie Unternehmen den Zugang zu Design-, Integrations- und Fertigungskompetenzen erleichtern und den Weg von der Idee über den Prototypen bis zur industriellen Skalierung unterstützen.

Quellen:

1. https://www.zvei.org/presse-medien/publikationen/zvei-studie-europes-semiconductor-business-case
2. https://www.handelsblatt.com/technik/it-internet/halbleiter-infineon-wirbt-fuer-zweites-tsmc-werk-in-dresden/100238226.html
3. https://newsroom.intel.com/artificial-intelligence/intel-invests-5-billion-euro-to-expand-manufacturing-in-europe?cid=iosm&campid=foundry_ao_2026&content=100010795964815&icid=ifs-intel-foundry-services-campaign
4. https://www.mckinsey.com/mgi/our-research/semiconductors-etching-the-new-map-of-strategic-supply#/
5. https://www.nytimes.com/2026/06/26/technology/ai-advanced-chip-packaging-tsmc.html?unlocked_article_code=1.tVA.dWoF.TQk4hZI0d67X&smid=url-share&utm_source=substack&utm_medium=email

Text von: Kim Emmerich