Mikrochip-Technologie, von der Entwicklung bis zur Engpässe in der Lieferkette

Da der Chipmangel die Lieferkette in der Fertigung weiter unter Druck setzt, skizzieren wir die transformative Geschichte dieser Erfindung des 20. Jahrhunderts

Die laufende Mangel an Halbleitern (Chips)stellt die globale Fertigungsindustrie weiterhin vor Probleme. Die unterbrochene Chip-Lieferkette, die zunächst durch die COVID-19-Pandemie verschärft wurde, da viele globale Branchen auf Eis gelegt wurden, lenkte die Aufmerksamkeit auf eine zuvor übersehene Tatsache: Unsere zunehmend globalisierte und digitalisierte Welt ist auf Mikrochips angewiesen, um zu funktionieren.
Mit dieser wachsenden Besorgnis kam Erhöhte Aufmerksamkeit für die Herkunft und Funktion des Mikrochips. Wann wurden sie erfunden? Wofür werden sie verwendet? Und warum brauchte es die Pandemie, damit wir erkannten, wie wichtig sie für unsere Welt sind?
Die Antworten auf diese Fragen gehen wir in unserer Zeitleiste unten nach.
 

1959: Der Mikrochip wird erfunden

In den 1950er Jahren waren Computer teure und komplizierte Maschinen, die aus winzigen Teilen bestanden. Die strenge und komplizierte Verkabelung von Computern, die sogenannte "Tyrannei der Zahlen", führte dazu, dass die Ingenieure nicht in der Lage waren, die Leistung ihrer Computer zu verbessern.
Im Namen aller Ingenieure, die darüber frustriert waren, beschloss Jack Kilby, Ingenieur bei Texas Instruments, eine einzige Komponente zu entwickeln, die die Aufgabe selbst erledigen kann. Er erfand den Mikrochip und zeigte ihn der Geschäftsführung seines Unternehmens. Im Februar 1959 wurde ein US-Patent für "Miniaturised Electronic Circuits", den ersten integrierten Schaltkreis überhaupt, angemeldet. Die Ära des modernen Computings hatte begonnen.
 

1961: Teure Fortschritte

Als der Mikrochip immer weiter verbreitet wurde, wurde er von der US-Luftwaffe zur Herstellung von Raketen und von der NASA bei den Apollo-Projekten verwendet. Zu diesem Zeitpunkt kostete ein einzelner Mikrochip 31 US-Dollar.
 

1965: Das Mooresche Gesetz

Der Mitbegründer von Intel, Gordon E. Moore, behauptete, dass sich die Anzahl der Transistoren auf einem Mikrochip alle zwei Jahre verdoppelte, obwohl die Kosten für Computer halbiert wurden. Diese Aussage, die dann als Moore's Law bekannt wurde, besagte, dass Computer mit zunehmender Leistungsfähigkeit billiger werden würden.
 

1971: Kostensenkung durch Massenproduktion in der Lieferkette

Ein halbes Jahrzehnt später erwies sich das Mooresche Gesetz als richtig. Dank der Investitionen der amerikanischen Regierung konnten die Kosten für die Massenproduktion von Mikrochips auf 1,25 US-Dollar gesenkt werden.
"Es war die Regierung, die die große Nachfrage schuf, die die Massenproduktion des Mikrochips ermöglichte", erklärte Fred Kaplan, Autor des Buches "1959: The Year Everything Changed".
 

1986: Kostenmanagement mit dem Halbleiterabkommen

Moore hatte jedoch nicht bedacht, wie sich konkurrierende internationale Interessen und Handelskriege auf die Herstellung von Mikrochips auswirken würden. Das Halbleiterabkommen zwischen den USA und Japan hat dafür gesorgt, dass die Preise für die Fertigung festgelegt wurden, damit der Wettbewerb in der Lieferkette nicht außer Kontrolle geriet.
 

1998: Erster Mikrochip wird in einen Menschen implantiert

Das erste Experiment vom Mikrochip zum Menschen fand Ende des 20. Jahrhunderts statt. Professor Kevin Warwick, Kybernetik-Direktor an der University of Reading, war der erste Mensch in der Geschichte, dem ein Mikrochip implantiert wurde.
Nach einer Woche wurde der Mikrochip entfernt. Warwick sagte, dass sich für ihn Smartcard-aktivierte Türen geöffnet hätten und um ihn herum Lichter blinken würden.
 

2021: Massenproduktion in China inmitten der Pandemie

Kurz nach der Erfindung von Texas Instruments im Jahr 1959 hatten chinesische Ingenieure ihren eigenen Transistor gebaut. Die Kulturrevolution bedeutete jedoch, dass ihre Bemühungen weitgehend unbemerkt blieben, und selbst als sich Chinas Wirtschaft in den 1980er Jahren weltweit öffnete, blieben ihre Produktionsfirmen hinter dem Rest der Welt zurück.
Im Jahr 2021 gelang es chinesischen Unternehmen, 29,9 Mrd. Chipswährend verschiedener COVID-19-Lockdowns.
 

2022: Der Chipmangel verursacht eine Krise in der Lieferkette

Die Produktion von Mikrochips wurde, wie viele andere Branchen auch, durch die Pandemie-Lockdowns gestoppt. Seitdem haben die Chiphersteller aufgrund von Beschränkungen und Engpässen entlang der Lieferkette Schwierigkeiten, die Nachfrage zu befriedigen.
So führte beispielsweise die Schließung von Shanghai, Chinas Zentrum für die Chipherstellung, zu einer vollständigen Unterbrechung der Technologielieferkette des Landes, die sich auf Unternehmen auf der ganzen Welt auswirkte – darunter Halbleiterfertigung International Corp. (SMIC).
Kürzlich wurde auch berichtet, dass der Chipmangel Russische Soldaten wurden gezwungen, verlassene Küchen zu überfallenin der Ukraine auf der Suche nach Mikrochips in Geschirrspülern und Kühlschränken, um ihre Waffen mit Strom zu versorgen.
Angesichts dieser anhaltenden globalen Krise suchen Ingenieure nun nach Möglichkeiten, die Mikrochip-Technologie zu verbessern, nicht nur, um die globale Digitalisierung voranzutreiben, sondern auch, um das Risiko im Falle einer weiteren Unterbrechung der Lieferkette zu managen.