Einblicke in Huaweis neues Chipnetzwerk
Huawei und ein Netzwerk verbundener Chipunternehmen beschleunigen Übernahmen, Fabrikbauten und Kapazitätsplanungen in ganz China. Ziel ist der Aufbau einer eigenständigen Halbleiterlieferkette im Inland, die alles von Smartphone-Prozessoren bis hin zu KI-Beschleunigern für Rechenzentren versorgen kann. Die Bemühungen zeigen sich in konkreten Bauprojekten, einer Investitionswelle in Materialien und Chipfertigungsanlagen sowie einer stärker koordinierten Rolle Huaweis als Integrator von Zulieferern, die früher isoliert voneinander arbeiteten.
Inhalt
Das Spektrum ist breit. Die Aktivitäten umfassen zentrale Fertigungsanlagen, Fotolacke und Spezialchemikalien, Ausrüstung für Verpackung und Tests sowie Software für die elektronische Designautomatisierung, mit der Entwickler Entwürfe in Chips umsetzen. In Shenzhen entsteht ein neuer Fertigungsstandort: Drei Standorte mit Verbindungen zu Huawei und engen Partnern werden mit finanzieller Unterstützung der Stadt vorangetrieben. Huawei betreibt einen Komplex, der Anlagenhersteller SiCarrier und der Speicherhersteller SwaySure die beiden anderen. Mitarbeiter und Know-how werden zwischen den Standorten ausgetauscht, was eine gemeinsame Prozessentwicklung und Fehlerbehebung ermöglicht.
Hinter den Bauvorhaben steht ein Investitionsprogramm, das an Fahrt aufnahm, nachdem das Unternehmen 2019 unter US-Exportkontrollen geraten war. Öffentlichen Zahlen zufolge haben Huawei und verbundene Fonds in mehr als 60 Unternehmen der Chipbranche investiert. Tochterunternehmen konsolidieren nun einheimische Wettbewerber, bauen Kapazitäten aus und bringen Alternativen zu importierten Komponenten auf den Markt. Ziel ist es, die Versorgung für Vorzeigegeräte wie die Mate-Smartphone-Serie und für Rechenzentrumsprodukte wie die Ascend-KI-Prozessoren zu sichern und zugleich die Abhängigkeit von ausländischen Engpässen zu verringern.
Warum Huawei die Chiplieferkette neu aufbaut
Exportkontrollen schränken ein, was chinesische Abnehmer bei fortschrittlichen Logikchips, KI-Beschleunigern, Chipfertigungsanlagen und Designsoftware kaufen können. Die USA haben die Regeln seit 2019 mehrfach verschärft und dabei Kategorien wie Hochbandbreitenspeicher und neuere KI-Modelle aufgenommen. Wichtige Partner in Japan und den Niederlanden schlossen sich den Kontrollen für Lithografie- und andere Anlagen an. In diesem Jahr setzte auch Taiwan Huawei und die Semiconductor Manufacturing International Corporation auf eine Liste von Unternehmen, für Geschäfte mit sensibler Technologie eine Genehmigung erforderlich ist. Das erschwert die Unterstützung beim Chipdesign und den Bezug von Spezialmaterialien, die früher von der Insel an chinesische Kunden geliefert wurden.
Die Beschränkungen zwangen Huawei, zentrale Vorprodukte zu ersetzen und die Entwicklung neu auszurichten. Vor den Einschränkungen war das Unternehmen auf Intel, Qualcomm, Broadcom und TSMC angewiesen. Nachdem die Kontrollen in Kraft getreten waren, vertiefte es die Beziehungen zu einheimischen Zulieferern wie SMIC für die Waferfertigung und BOE Technology für Displays. Auf Softwareebene baute Huawei HarmonyOS als Alternative zu den Google-Mobilfunkdiensten aus, die es nicht mehr vorinstallieren darf, und forcierte Cloud- und Unternehmensangebote, um seine Einnahmen breiter aufzustellen.
Peking flankierte diese Schritte mit politischen Maßnahmen und Finanzmitteln. Nationale Programme, darunter der Big Fund und der aktuelle Fünfjahresplan, lenken Ressourcen in Lithografie, Materialien, fortschrittliche Verpackung und Designsoftware. Durch Veränderungen in der Führung wurde die Entscheidungsfindung in Wissenschaft und Technologie zentralisiert. In diesem Umfeld hat sich Huawei vom Telekommunikationskonzern zum Koordinator der Lieferkette entwickelt, der Anlagenhersteller, Materialunternehmen und Chipdesigner in einer gemeinsamen, auf Eigenständigkeit ausgerichteten Produktionskette zusammenführt.
Wie der Ausbau vor Ort aussieht
In Shenzhen sollen drei Anlagen, die mit Huawei und seinen Partnern verbunden sind, einander beliefern. Huawei betreibt eine Fertigungslinie für Smartphone-Prozessoren und Ascend-KI-Chips. SiCarrier liefert Waferfertigungsanlagen und Prozessentwicklung, während SwaySure auf Speicherchips spezialisiert ist. Lokale Finanzierung unterstützt den Komplex, und gemeinsame Teams wechseln je nach Bedarf zwischen den Standorten. Die Struktur ähnelt einem internen Netzwerk spezialisierter Zulieferer, die einer zentralen Programmstelle unterstehen, statt einer einzigen vertikal integrierten Fabrik.
Der Technologiepfad setzt auf Deep-UV-Lithografie (DUV), die im Inland verfügbar ist, statt auf extreme Ultraviolett-Lithografie (EUV), die Beschränkungen unterliegt. Mit DUV lassen sich die kleinsten Strukturen nicht in einer einzigen Belichtung erzeugen; deshalb greifen Ingenieure auf Mehrfachstrukturierung zurück und teilen das Muster in mehrere exakt aufeinander abgestimmte Belichtungsschritte auf. Huawei hat ein Patent für selbstjustierte Vierfachstrukturierung erhalten, ein Verfahren, bei dem Abstandshalter und präzise Ätzschritte zum Einsatz kommen, um mit DUV sehr feine Linien zu erzeugen. Damit lassen sich Strukturgrößen erreichen, wie sie bei Technologieknoten wie 7 nm vorkommen. Allerdings steigen dadurch die Kosten, und Ausbeute sowie Durchsatz lassen sich schwerer steuern.
Designsoftware ist ein weiterer entscheidender Baustein. Electronic Design Automation (EDA) bezeichnet die Werkzeugkette, mit der eine Chiparchitektur in ein Layout umgesetzt wird, das auf einen bestimmten Fertigungsprozess abgestimmt ist. Viele führende Werkzeuge stammen aus den USA und unterliegen Lizenzbeschränkungen. Inländische Anbieter arbeiten daran, die Lücke bei DUV-basierten Prozessen zu schließen. Qiyunfang, eine mit SiCarrier verbundene Einheit, hat kürzlich zwei EDA-Produkte mit eigenständigem geistigem Eigentum vorgestellt. Huawei soll diese Abläufe für den eigenen Bedarf überprüfen und anpassen und dabei schrittweise importierte Werkzeuge ersetzen, soweit die Kontrollen greifen.
Auch bei Materialien und Tests gibt es Fortschritte. Fotolack, die lichtempfindliche Beschichtung für die Lithografie, war ein Engpass. Jiangsu HHCK Advanced Materials, an dem Huawei eine kleine Beteiligung hält, übernahm einen einheimischen Wettbewerber, um das Volumen zu steigern und das Angebot zu verbreitern. Im Chemikalienbereich unterstützt Huawei den Ausbau von Zhuhai Cornerstone zu einem Vollsortimentanbieter, der mit etablierten internationalen Unternehmen konkurrieren kann. Weiter unten in der Lieferkette hat Maxone Semiconductor bei MEMS-Probecards den Sprung in die weltweite Spitzengruppe geschafft. Diese Präzisionsvorrichtungen verbinden einen Wafer mit einem Testgerät. Huaweis Beteiligungsgesellschaft Hubble hält einen bedeutenden Anteil. Maxone will mit dem am lokalen Markt aufgenommenen Kapital noch importierte Vorprodukte aus heimischer Produktion beziehen und die Fertigung für Kunden ausbauen, zu denen große Chipdesigner, Auftragsfertiger sowie Anbieter ausgelagerter Montage- und Testdienste in China gehören.
Die Investitionslandschaft
Huaweis Beteiligungsgesellschaften haben seit 2019 eine breite Palette von Zulieferern gefördert. Hubble hat in Unternehmen aus den Bereichen Anlagen, Materialien und Tests investiert, die Lücken schließen sollen, die durch Exportkontrollen deutlich wurden. Vertilite, an dem Huawei einen kleinen Anteil hält, eröffnete eine neue Anlage für Verbindungshalbleiter, die in der Optik und Leistungselektronik zum Einsatz kommen und Telekommunikationsausrüstung sowie Rechenzentrumsnetze ermöglichen. Shanghai Winscene und Aerotech bauen ihre Produktion in den Bereichen Optoelektronik und Bewegungssteuerung aus, die für Hochgeschwindigkeitsverbindungen und Teilsysteme von Halbleiteranlagen benötigt werden. Auch bei elektronischen Materialien und Fotolacken entwickelt sich die Zulieferbasis weiter: Einheimische Unternehmen übernehmen Wettbewerber, um ihre Größe und Prozesskompetenz auszubauen.
Das Muster ist einheitlich. Huawei streut das Risiko durch Minderheitsbeteiligungen, stellt bei Bedarf Ingenieure bereit und erteilt anschließend Aufträge, die einem einheimischen Marktführer die nötigen Mengen verschaffen, um sich weiterzuentwickeln. Entsteht ein Engpass, greifen verbundene Unternehmen zu Übernahmen oder gezielter Forschung und Entwicklung, um die Lücke zu schließen. Dieses Vorgehen zeigt sich inzwischen bei Materialien, Fotolacken, EDA und Anlagen. Im Computerbereich entwickelt Huawei weiterhin Ascend-KI-Beschleuniger und Server-CPUs und investiert in fortschrittliche Verpackung, um die Leistung dort zu steigern, wo die Lithografie an Grenzen stößt. China setzt außerdem verstärkt auf RISC-V als offene Befehlssatzarchitektur. Große Internetunternehmen entwickeln Werkzeugketten und Betriebssysteme, die Lizenzhürden umgehen.
Welche Einschränkungen Huaweis Pläne weiterhin prägen
EUV bleibt tabu, und diese Realität prägt alles. Eine DUV-basierte Mehrfachstrukturierung kann kleinere Strukturen ermöglichen, erfordert aber mehr Belichtungen und Prozessschritte. Das treibt die Kosten in die Höhe und beeinträchtigt die Ausbeute. Viele fortschrittliche Vorprodukte lassen sich weiterhin nur schwer in großem Maßstab ersetzen. Hochbandbreitenspeicher, bestimmte Verpackungsfolien, fortschrittliche Messtechnik und Anlagen für die Abscheidung modernster Schichten werden nach wie vor von ausländischen Anbietern dominiert. Einheimische Alternativen machen Fortschritte, doch bei komplexen Anlagen und Materialien ist es schwierig, die Produktion planmäßig auf hohe Stückzahlen hochzufahren.
Auch das KI-Ökosystem ist eine Herausforderung. Leistungsstarke Beschleuniger sind nur mit einem ausgereiften Softwareumfeld erfolgreich. Nvidia hat CUDA über viele Jahre hinweg aufgebaut und sich so einen Vorsprung durch Compiler, Bibliotheken und etablierte Entwicklergewohnheiten verschafft. Huawei und andere chinesische Unternehmen entwickeln Compiler und Frameworks, die auf ihre Chips zugeschnitten sind. Unterstützt werden sie durch nationale Rechenprojekte, die Cluster über mehrere Provinzen hinweg bündeln. Die Fortschritte sind real, doch der Wechsel der Entwickler braucht Zeit. Jede neue Runde von Exportkontrollen kann zudem abrupte Änderungen an Spezifikationen oder Zulieferern erzwingen. Deshalb hält Huawei Teile seines Programms unter Verschluss und arbeitet über Partner, um die Aufmerksamkeit von einzelnen Durchbrüchen wegzulenken.
Was das für die globalen Lieferketten bedeutet
Der Halbleitermarkt zerfällt in sich überschneidende regionale Blöcke. Huaweis Ausbau verschafft China ein umfassenderes Ökosystem, das ausgereifte Technologieknoten und Logikchips der mittleren Leistungsklasse mit einheimischen Anlagen und Materialien versorgen kann. Zugleich treibt das Unternehmen die Möglichkeiten von DUV für fortschrittliche Bauelemente aus. Internationale Unternehmen müssen sich auf längere Lieferzeiten, strengere Compliance-Prüfungen und lokal angepasste Materiallisten einstellen, um unterschiedliche nationale Vorschriften einzuhalten. Einkaufsverantwortliche müssen prüfen, ob ein Modul beschränkte Komponenten enthält und ob ein Zulieferer auf Sanktionslisten der USA, Taiwans oder Europas steht.
Für US-Chiphersteller haben die entgangenen Verkäufe nach China Umsatz und Arbeitsplätze gekostet. Diese Folgen haben in Washington die Debatte über Steuergutschriften und eine engere Abstimmung mit Verbündeten angeheizt, um einseitige Regeln zu vermeiden. Eine größere Fertigungskapazität in den USA kann die Widerstandsfähigkeit stärken. Gleichzeitig schaffen die wachsenden chinesischen Kapazitäten bei 28 nm, 40 nm und 55 nm neue Abhängigkeiten bei älteren Bauteilen wie Chips zur Energieverwaltung, Bildsensoren und Mikrocontrollern. Huaweis Konsolidierung einheimischer Zulieferer deutet auf eine widerstandsfähigere chinesische Lieferkette hin, auch wenn bei Spitzentechnologie weiterhin Lücken bestehen. Insgesamt führt dies zu einem Halbleitermarkt mit mehr regionalen Ausweichmöglichkeiten, höheren Compliance-Kosten und einem langsameren grenzüberschreitenden Technologietransfer.
Wichtigste Punkte
- Huawei und verbundene Unternehmen beschleunigen Übernahmen und Fabrikbauten, um eine eigenständige Chiplieferkette in China aufzubauen.
- Mehr als 60 Investitionen seit 2019 zielen auf Materialien, Anlagen, EDA, Verpackung und Tests.
- Ein Netzwerk aus drei Standorten in Shenzhen, betrieben von Huawei, SiCarrier und SwaySure, teilt Mitarbeiter und Technologien und wird von der Stadt unterstützt.
- Huawei setzt auf DUV mit Mehrfachstrukturierung und besitzt ein Patent für selbstjustierte Vierfachstrukturierung, um fortschrittliche Technologieknoten zu erreichen.
- Einheimische EDA-Angebote entstehen. Qiyunfang hat Werkzeuge vorgestellt, die auf lokale Prozesse zugeschnitten sind.
- Der Ausbau bei Materialien umfasst Fotolacke und Chemikalien. HHCK und Zhuhai Cornerstone erweitern ihre Kapazitäten, um Importe zu ersetzen.
- Maxone ist bei MEMS-Probecards in die weltweite Spitzengruppe aufgestiegen. Hubble ist beteiligt und soll so die Testkapazitäten stärken.
- Taiwan schränkt Geschäfte mit Huawei und SMIC inzwischen ein und folgt damit den Exportkontrollmaßnahmen verbündeter Staaten.
- Huawei entwickelt Ascend-KI-Chips und baut HarmonyOS aus. Zugleich treibt das Unternehmen fortschrittliche Verpackungsverfahren voran, um die Systemleistung zu steigern.
- Zu den zentralen Einschränkungen zählen EUV-Anlagen, Hochbandbreitenspeicher, fortschrittliche Materialien und ein noch unreifes Softwareökosystem.
