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Ein Weltkrieg um Nanotechnik

Eingereicht on 20. November 2022 – 11:41

Marco D’Eramo. Am 7. Oktober 2022 wurde ein Weltkrieg erklärt. Kein Nachrichtensender hat darüber berichtet, obwohl wir alle unter seinen Auswirkungen zu leiden haben werden. An diesem Tag startete die Regierung Biden eine technologische Offensive gegen China, indem sie nicht nur die Ausfuhr integrierter Schaltkreise, sondern auch deren Entwürfe, die Maschinen, mit denen sie auf Silizium «geschrieben» werden, und die Werkzeuge, die diese Maschinen herstellen, strengen Beschränkungen und umfassenden Kontrollen unterwarf. Wenn eine chinesische Fabrik eines dieser Bauteile für die Herstellung von Waren benötigt – wie z. B. die Mobiltelefone von Apple oder die Autos von GM –, müssen andere Unternehmen künftig eine Sondergenehmigung für die Ausfuhr dieser Bauteile beantragen.

Warum haben die USA diese Sanktionen verhängt? Und warum sind sie so streng? Weil, wie Chris Miller in seinem kürzlich erschienenen Buch Chip War: The Fight for the World’s Most Critical Technology (2022) schreibt, «die Halbleiterindustrie jeden Tag mehr Transistoren herstellt, als es Zellen im menschlichen Körper gibt». Integrierte Schaltkreise («Chips») sind in jedem Produkt enthalten, das wir konsumieren – also in allem, was China herstellt – von Autos über Telefone, Waschmaschinen, Toaster, Fernseher und Mikrowellen. Aus diesem Grund verbraucht China mehr als 70 % der weltweiten Halbleiterprodukte, obwohl es entgegen der landläufigen Meinung nur 15 % davon herstellt. Die letztgenannte Zahl ist irreführend, da China keine der neuesten Chips herstellt, die in der künstlichen Intelligenz oder in fortschrittlichen Waffensystemen verwendet werden.

Ohne diese Technologie kommt man nirgendwo hin. Das musste Russland feststellen, als es wegen seines Einmarsches in die Ukraine vom Westen mit einem Embargo belegt wurde und einige seiner wichtigsten Autofabriken schliessen musste. (Die Knappheit an Chips trägt auch zur relativen Ineffizienz russischer Raketen bei – nur sehr wenige von ihnen sind «intelligent» und mit Mikroprozessoren ausgestattet, die ihre Flugbahn steuern und korrigieren). Die Herstellung von Mikrochips ist heute ein globalisierter industrieller Prozess mit mindestens vier wichtigen «Engpässen», die Gregory Allen vom Center for Strategic and International Studies aufzählt: «1) Chipdesigns mit künstlicher Intelligenz (KI), 2) Automatisierungssoftware für elektronisches Design, 3) Halbleiterfertigungsanlagen und 4) Anlagenkomponenten». Wie er erklärt,

«Die jüngsten Massnahmen der Biden–Regierung nutzen gleichzeitig die Vorherrschaft der USA an allen vier dieser Engpässe aus. Damit zeigen diese Massnahmen ein noch nie dagewesenes Ausmass an Intervention der US–Regierung, um nicht nur die Kontrolle über die Engpässe zu bewahren, sondern auch eine neue US–Politik der aktiven Strangulierung grosser Teile der chinesischen Technologieindustrie einzuleiten – Strangulierung mit der Absicht zu töten.»

Miller ist in seiner Analyse etwas nüchterner: «Die Logik», schreibt er, «streut Sand ins Getriebe», obwohl er auch behauptet, dass «die neue Exportblockade mit nichts zu vergleichen ist, was es seit dem Kalten Krieg gab». Selbst ein so unterwürfiger Kommentator der USA wie Martin Wolf von der FT konnte nicht umhin festzustellen, dass «die kürzlich angekündigten Kontrollen der US–Exporte von Halbleitern und verwandten Technologien nach China» für Peking «weitaus bedrohlicher sind als alles, was Donald Trump getan hat. Das Ziel besteht eindeutig darin, Chinas wirtschaftliche Entwicklung zu bremsen. Das ist ein Akt der wirtschaftlichen Kriegsführung. Man mag ihm zustimmen. Aber es wird enorme geopolitische Konsequenzen haben.»

«Erwürgen mit der Absicht zu töten» ist eine angemessene Charakterisierung der Ziele eines amerikanischen Imperiums, das ernsthaft besorgt ist über die technologische Raffinesse chinesischer Waffensysteme, von Hyperschallraketen bis zu künstlicher Intelligenz. China hat diese Fortschritte durch den Einsatz von Technologien erzielt, die entweder den USA gehören oder von ihnen kontrolliert werden. Seit Jahren sind das Pentagon und das Weisse Haus zunehmend irritiert, wenn sie beobachten, wie ihr «globaler Konkurrent» mit Mitteln, die sie selbst bereitgestellt haben, riesige Sprünge macht. Die Besorgnis über China war nicht nur ein vorübergehender Impuls der Trump–Administration. Solche Sorgen werden auch von Bidens Regierung geteilt, die nun die gleichen Ziele verfolgt wie ihr viel geschmähter Vorgänger – nur mit noch mehr Nachdruck.

Der Zeitpunkt der US–Ankündigung kam nur wenige Tage vor der Eröffnung des Nationalkongresses der Kommunistischen Partei Chinas. In gewissem Sinne war das Exportverbot eine Einmischung des Weissen Hauses in die Beratungen, die Xi Jinpings politische Vormachtstellung festigen sollten. Im Gegensatz zu vielen der gegen Russland verhängten Sanktionen – die sich, abgesehen von der Blockade für Mikrochips, als eher unwirksam erwiesen haben – haben diese Beschränkungen angesichts der einzigartigen Struktur des Halbleitermarktes und der Besonderheiten des Produktionsprozesses eine hohe Erfolgswahrscheinlichkeit.

Die Mikrochip–Industrie zeichnet sich durch ihre geografische Streuung und finanzielle Konzentration aus. Dies ist der Tatsache geschuldet, dass die Produktion äusserst kapitalintensiv ist. Ausserdem nimmt die Kapitalintensität im Laufe der Zeit zu, da die Dynamik der Branche auf einer kontinuierlichen Verbesserung der «Leistung» beruht, d. h. der Fähigkeit, immer komplexere Algorithmen zu verarbeiten und gleichzeitig den Stromverbrauch zu senken. Die ersten integrierten Schaltkreise, die in den frühen 1960er Jahren entwickelt wurden, hatten 130 Transistoren. Der ursprüngliche Intel–Prozessor von 1971 hatte 2 300 Transistoren. In den 1990er Jahren überstieg die Anzahl der Transistoren in einem einzigen Chip die Zahl von 1 Million. Im Jahr 2010 enthielt ein Chip 560 Millionen und ein Apple iPhone aus dem Jahr 2022 hat 114 Milliarden. Da die Transistoren immer kleiner werden, sind die Techniken zu ihrer Herstellung auf einem Halbleiter immer ausgefeilter geworden; der Lichtstrahl, der die Designs verfolgt, muss eine immer kürzere Wellenlänge haben. Die ersten verwendeten Strahlen waren sichtbares Licht (700 bis 400 Milliardstel Meter, Nanometer, nm). Im Laufe der Jahre wurde diese Wellenlänge auf 190 nm, dann auf 130 nm und schliesslich auf das extreme Ultraviolett reduziert: nur 3 nm. Zum Vergleich: Ein Covid–19–Virus ist etwa zehnmal so gross.

Um diese mikroskopischen Dimensionen zu erreichen, ist eine hochkomplexe und teure Technologie erforderlich: Laser und optische Geräte von unglaublicher Präzision sowie die reinsten Diamanten. Ein Laser, der in der Lage ist, ein ausreichend stabiles und gebündeltes Licht zu erzeugen, besteht aus 457.329 Teilen, die von Zehntausenden von spezialisierten, über die ganze Welt verstreuten Unternehmen hergestellt werden (ein einziger Mikrochip-»Drucker» mit diesen Merkmalen ist 100 Millionen Dollar wert, das neueste Modell soll 300 Millionen Dollar kosten). Das bedeutet, dass die Eröffnung einer Chipfabrik eine Investition von etwa 20 Milliarden Dollar erfordert, was in etwa dem Betrag entspricht, den man für einen Flugzeugträger benötigen würde. Diese Investition muss sich in kürzester Zeit auszahlen, denn in wenigen Jahren werden die Chips von einem fortschrittlicheren, kompakteren und miniaturisierten Modell überholt sein, das völlig neue Anlagen, Architekturen und Verfahren erfordert. (Diesem Prozess sind physikalische Grenzen gesetzt; inzwischen haben wir Schichten erreicht, die nur wenige Atome dick sind, weshalb so viel in die Quanteninformatik investiert wird, bei der die physikalische Grenze der Quantenunsicherheit unterhalb eines bestimmten Schwellenwerts nicht mehr eine Einschränkung, sondern eine zu nutzende Eigenschaft ist). Heutzutage stellen die meisten Halbleiterfirmen überhaupt keine Halbleiter mehr her, sondern entwerfen und planen lediglich ihre Architektur, daher auch die übliche Bezeichnung: ‚fabless‘ (‚ohne Fertigung‘, Auslagerung der Produktion). Aber auch diese Unternehmen sind keine wirklichen Handwerksbetriebe: Qualcomm, um nur drei Beispiele zu nennen, beschäftigt 45.000 Mitarbeiter und erzielt einen Umsatz von 35 Milliarden Dollar, Nvidia beschäftigt 22.400 Mitarbeiter mit einem Umsatz von 27 Milliarden Dollar und AMD 15.000 Mitarbeiter mit 16 Milliarden Dollar.

Dies verdeutlicht das Paradoxon, das unserer technologischen Modernität zugrunde liegt: Die immer winzigere Miniaturisierung erfordert immer makroskopischere und gigantischere Anlagen, die sich nicht einmal das Pentagon leisten kann, obwohl sein Jahresbudget 700 Milliarden Dollar beträgt. Gleichzeitig ist ein noch nie dagewesenes Mass an Integration erforderlich, um Hunderttausende verschiedener Komponenten zusammenzufügen, die mit unterschiedlichen Technologien hergestellt werden, von denen jede einzelne hyperspezialisiert ist.

Der Trend zur Konzentration ist unaufhaltsam. Die Produktion von Maschinen, die hochmoderne Mikrochips «drucken», steht unter dem Monopol eines einzigen niederländischen Unternehmens, ASM International, während die Produktion der Chips selbst von einer begrenzten Anzahl von Unternehmen übernommen wird (die sich auf eine bestimmte Art von Chip spezialisieren: Logik, DRAM, Flash–Speicher oder Grafikverarbeitung). Das amerikanische Unternehmen Intel stellt fast alle Computer–Mikroprozessoren her, während der japanische Sektor – der in den 80er Jahren sehr erfolgreich war, bevor er Ende der 90er Jahre in eine Krise geriet – inzwischen von dem amerikanischen Unternehmen Micron übernommen wurde, das in ganz Südostasien Fabriken unterhält.

Es gibt jedoch nur zwei wirkliche Giganten in der Materialproduktion: zum einen Samsung aus Südkorea, das von den USA in den 90er Jahren bevorzugt wurde, um dem Aufstieg Japans entgegenzuwirken, dessen Frühreife vor dem Ende des Kalten Krieges bedrohlich geworden war; zum anderen TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company; 51.000 Beschäftigte mit einem Umsatz von 43 Mrd. $ und 16 Mrd. $ Gewinn), das alle amerikanischen «fabless»-Firmen beliefert und 90 % der fortgeschrittensten Chips der Welt produziert.

Das Netz der Chipproduktion ist also sehr uneinheitlich, mit Fabriken, die über die Niederlande, die USA, Taiwan, Südkorea, Japan und Malaysia verstreut sind (man beachte jedoch die Häufung von Firmen in Ostasien, wie die Karte oben zeigt). Ausserdem konzentriert sich die Branche auf eine Handvoll Quasi–Monopole (ASML für Ultraviolett–Lithografie, Intel für Mikroprozessoren, Nvidia für Grafikprozessoren, TSMC und Samsung für die eigentliche Produktion), die enorme Investitionen tätigen. Dies ist das Geflecht, das die US–Sanktionen so wirksam macht: ein amerikanisches Monopol auf Mikrochip-Designs, die von den grossen «fabless»–Firmen erstellt werden, wodurch ein enormer Druck auf Unternehmen in Vasallenstaaten ausgeübt werden kann, die die Materialien tatsächlich herstellen. Die USA können den technologischen Fortschritt Chinas wirksam blockieren, weil kein Land der Welt über die Kompetenz oder die Ressourcen verfügt, die für die Entwicklung dieser hochentwickelten Systeme erforderlich sind. Die USA selbst müssen sich auf die in Deutschland, Grossbritannien und anderswo entwickelte technologische Infrastruktur stützen. Dies ist jedoch nicht nur eine Frage der Technologie; es werden auch ausgebildete Ingenieure, Forscher und Techniker benötigt. Für China ist der Berg, den es zu erklimmen gilt, steil, sogar schwindelerregend. Wenn es dem Land gelingt, ein Bauteil zu beschaffen, wird es feststellen, dass ein anderes fehlt, und so weiter. In diesem Bereich ist technologische Autarkie unmöglich.

Peking hat natürlich versucht, sich auf diesen Fall vorzubereiten, da es diese Einschränkungen schon seit einiger Zeit vorausgesehen hat, indem es sowohl Chips anhäufte als auch phantastische Summen in die Entwicklung lokaler Chip–Herstellungstechnologien investierte. Bei der Produktion sind einige Fortschritte zu verzeichnen: Das chinesische Unternehmen Semiconductor Manufacturing International Corporation (SIMC) stellt inzwischen Chips her, auch wenn seine Technologie mehrere Generationen hinter TSMC, Samsung und Intel zurückbleibt. Letztendlich wird es für China jedoch unmöglich sein, mit seinen Konkurrenten gleichzuziehen. Das Land hat keinen Zugang zu Lithografiemaschinen oder zu den extremen Ultraviolettstrahlen von ASML, das alle Exporte blockiert hat. Die Ohnmacht Chinas angesichts dieses Angriffs wird durch das völlige Fehlen einer offiziellen Reaktion seitens Pekings deutlich, das keine Gegenmassnahmen oder Vergeltungsmassnahmen für die amerikanischen Sanktionen angekündigt hat. Die bevorzugte Strategie scheint die Verheimlichung zu sein: lieber weiter unter dem Radar arbeiten (vielleicht mit ein wenig Spionage), als sich ohne Schwimmweste auf das Meer hinauswerfen zu lassen.

Das Problem für die amerikanische Blockade ist, dass ein grosser Teil der Exporte von TSMC (sowie die von Samsung, Intel und ASML) für China bestimmt ist, dessen Industrie von der Insel abhängt, die es annektieren will. Die Taiwaner sind sich der zentralen Rolle der Halbleiterindustrie für ihre nationale Sicherheit bewusst und bezeichnen sie als ihr «Siliziumschild». Die USA würden alles tun, um die Kontrolle über diese Industrie nicht zu verlieren, und China kann sich den Luxus nicht leisten, die Anlagen durch eine Invasion zu zerstören. Diese Argumentation war jedoch vor dem Ausbruch des derzeitigen Kalten Krieges zwischen den USA und China weitaus stichhaltiger.

Zwei Monate vor der Ankündigung von Mikrochip–Sanktionen gegen China brachte die Biden–Regierung ein Chip– und Wissenschaftsgesetz auf den Weg, das 50 Milliarden Dollar für die Rückführung zumindest eines Teils des Produktionsprozesses vorsah und Samsung und TSMC praktisch dazu zwang, neue Produktionsstätten auf amerikanischem Boden zu errichten (und alte zu modernisieren). Samsung hat seither 200 Milliarden Dollar für elf neue Anlagen in Texas in den nächsten zehn Jahren zugesagt – auch wenn der Zeitplan eher Jahrzehnte umfasst, im Plural. All dies zeigt, dass die USA zwar bereit sind, einen Teil ihres Produktionsapparats zu «deglobalisieren», dass es aber auch äusserst schwierig ist, die Volkswirtschaften Chinas und der USA nach fast vierzig Jahren gegenseitiger Beziehungen zu entkoppeln. Und noch komplizierter wird es für die USA sein, ihre anderen Verbündeten – Japan, Südkorea, Europa – davon zu überzeugen, ihre Volkswirtschaften von denen Chinas zu entkoppeln, nicht zuletzt, weil diese Staaten in der Vergangenheit solche Handelsbeziehungen genutzt haben, um das amerikanische Joch zu lockern.

Das Paradebeispiel ist Deutschland: der grösste Verlierer des Krieges in der Ukraine, ein Konflikt, der jede strategische Entscheidung der deutschen Eliten in den letzten fünfzig Jahren in Frage gestellt hat. Seit der Jahrtausendwende hat Deutschland sein wirtschaftliches – und damit auch politisches – Glück auf seine Beziehungen zu China, seinem wichtigsten Handelspartner (mit einem jährlichen Handelsvolumen von 264 Milliarden Dollar), gegründet. Heute baut Deutschland diese bilateralen Beziehungen weiter aus, trotz der Abkühlung der Beziehungen zwischen Peking und Washington und des anhaltenden Krieges in der Ukraine, der die russische Vermittlung zwischen dem deutschen Block und China gestört hat. Im Juni kündigte der deutsche Chemiehersteller BASF eine Investition von 10 Milliarden Dollar in ein neues Werk in Zhangjiang im Süden Chinas an. Olaf Scholz besuchte Anfang dieses Monats sogar Peking an der Spitze einer Delegation von Vorständen von Volkswagen und BASF. Der Bundeskanzler brachte Geschenke mit und versprach, die umstrittene Investition des chinesischen Unternehmens Cosco in ein Terminal für Containerschiffe im Hamburger Hafen zu genehmigen. Die Grünen und die Liberalen lehnten dies ab, aber der Kanzler wies darauf hin, dass die Beteiligung von Cosco rund 24,9 % betragen würde, kein Vetorecht bestünde und nur eines der Hamburger Terminals betroffen wäre – nicht vergleichbar mit der vollständigen Übernahme von Piräus durch das Unternehmen im Jahr 2016. Am Ende musste der eher atlantisch ausgerichtete Flügel der deutschen Koalition nachgeben.

In der gegenwärtigen Situation erscheinen selbst diese minimalen Gesten – Scholz‘ Reise nach Peking, chinesische Investitionen in Hamburg im Wert von weniger als 50 Millionen Dollar – wie ein grosser Akt des Ungehorsams, insbesondere nach der jüngsten Runde amerikanischer Sanktionen. Aber Washington konnte nicht erwarten, dass seine asiatischen und europäischen Vasallen die Deglobalisierung einfach so schlucken, als hätte es die neoliberale Ära nie gegeben: als wären sie in den letzten Jahrzehnten nicht ermutigt, gedrängt, ja geradezu gezwungen worden, ihre Volkswirtschaften miteinander zu verflechten und ein Netz gegenseitiger Abhängigkeit zu knüpfen, das heute nur noch sehr schwer zu zerschlagen ist.

Wenn jedoch ein Krieg ausbricht, müssen sich die Vasallen entscheiden, auf welcher Seite sie stehen. Und es zeichnet sich ab, dass dies ein gigantischer Krieg werden wird, auch wenn er um Millionstel Millimeter geführt wird.

#Bild: Chris Miller, Chip Wars (2022), p. 197

Quelle: newleftreview.org… vom 20. November 2022; Übersetzung durch die Redaktion maulwuerfe.ch

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