Staatlich unterstütztes Testzentrum für Autochips in Shenzhen eröffnet angesichts der Nexperia-Krise

Warum die neue Plattform in Shenzhen jetzt wichtig ist

In Shenzhen hat eine neue staatliche Plattform für die Prüfung und Zertifizierung von Chips für die Automobilindustrie ihren Betrieb aufgenommen. Damit verfügt China erstmals über eine zentrale, staatlich unterstützte Einrichtung zur Überprüfung von Halbleitern für Fahrzeuge. Die von China Reform Holdings und dem China Automotive Technology and Research Center (CATARC) mitgegründete Einrichtung nahm mit 13 Laboren und mehr als 80 Geräten den Betrieb auf. Sie ist darauf ausgelegt, Umwelt- und Zuverlässigkeitsprüfungen nach Automobilstandards, Informationssicherheitsprüfungen sowie detaillierte Fehleranalysen für ein breites Spektrum von Chips durchzuführen, die in Antriebssträngen, Sicherheitssystemen, der Fahrzeugelektronik und Fahrerassistenzsystemen zum Einsatz kommen. Das Projekt steht im Einklang mit den politischen Zielen für den nächsten Fünfjahresplan (2026 bis 2030), die eine größere Eigenständigkeit bei Schlüsseltechnologien und stärkere heimische Standards vorsehen.

Der Zeitpunkt ist bemerkenswert. Der Start erfolgt in einer Phase neuer Spannungen in der globalen Autozulieferkette, die mit Nexperia zusammenhängen, einem niederländischen Halbleiterhersteller im Besitz von Wingtech Technology aus China. Ein regulatorischer Konflikt hat die Exporte aus Nexperias Betrieben in China verlangsamt oder zum Erliegen gebracht. Autohersteller auf mehreren Kontinenten warnen, dass ihnen einfache Halbleiter ausgehen, die Airbags, Servolenkung, Motorsteuerung und Beleuchtung regeln. Branchenverbände in Europa und den Vereinigten Staaten zufolge könnten Fahrzeugmontagelinien innerhalb weniger Tage bis Wochen stillstehen, falls die Lieferungen nicht wieder aufgenommen werden. Einige Hersteller haben ihre Produktionspläne bereits angepasst, um mit den verbleibenden Beständen länger auszukommen.

Was die Plattform prüft

Das neue Zentrum in Shenzhen deckt nach Angaben der Projektträger neun Hauptkategorien und 81 Unterkategorien von Automobilchips ab. Dazu zählen Anwendungsprozessoren für intelligentes Fahren und vernetzte Cockpits, Mikrocontroller und Schnittstellenlogik für die Fahrzeugsteuerung, Leistungshalbleiter zum Schalten des Stroms für Motoren und Wechselrichter, Sicherheitskomponenten zum Schutz der Kommunikation sowie Speicherbausteine. Die Labore sind für Leistungs- und Belastungstests unter Temperatur-, Vibrations- und Feuchtigkeitsbedingungen ausgelegt, wie sie für Bauteile nach Automobilstandards typisch sind. Hinzu kommen Langzeit-Alterungstests, mit denen sich das Verhalten eines Bauteils über mehrere Betriebsjahre hinweg vorhersagen lässt.

Chips für die Automobilindustrie müssen strengere Prüfungen bestehen als Bauteile für Smartphones oder Laptops. Zu den Zuverlässigkeitsnormen zählen Standards wie AEC-Q100 und AEC-Q101, die sich mit der Qualifizierung integrierter Schaltkreise und diskreter Bauteile befassen, sowie Prüfungen auf elektrostatische Entladung, Latch-up und Temperaturwechsel. Funktionale Sicherheit, die Grundlage der Norm ISO 26262, verlangt von Ingenieuren den Nachweis, dass Elektronik weder für Fahrer noch für andere ein unvertretbares Risiko darstellt und dass Fehler ein System kontrolliert beeinträchtigen. Mit der zunehmenden Vernetzung von Autos über Cloud-Dienste und Fahrzeug-zu-allem-Netzwerke ist auch Cybersicherheit Teil dieses Bereichs geworden. Die Plattform in Shenzhen umfasst daher Informationssicherheitsprüfungen, bei denen Firmware und Schnittstellen auf Chipebene auf Schwachstellen untersucht werden.

Eine weitere wichtige Säule ist die Fehleranalyse: ein forensisches Verfahren, mit dem die Ursachen ermittelt werden, wenn ein Bauteil die Spezifikationen nicht erfüllt. Dafür kommen Rasterelektronenmikroskope, Querschnittsanalysen und Wärmebildtechnik zum Einsatz, um Defekte aufzuspüren. Die Ergebnisse fließen in Korrekturmaßnahmen bei Chipentwicklern und Herstellern ein. Indem diese Kompetenzen unter einem Dach gebündelt werden, sinkt nach Angaben der Projektverantwortlichen der Bedarf, Bauteile an mehrere Institute zu schicken, was zusätzliche Kosten und Verzögerungen verursacht. Ein einheitliches Verfahren kann die Validierungszyklen verkürzen. Das ist für Autohersteller wichtig, die mehr Rechenleistung in neue Modelle integrieren wollen, ohne ihre Einführungstermine zu gefährden.

Wie Nexperia zum Druckpunkt wurde

Nexperia steht im Zentrum der aktuellen Lieferengpässe. Die Wurzeln des Unternehmens liegen im Geschäft mit diskreten Halbleitern und Leistungshalbleitern von NXP in den Niederlanden. Wingtech Technology aus China übernahm Nexperia 2019. Seitdem liefert das Unternehmen einen großen Teil der Standardbauteile, die Fahrzeuge am Laufen halten. Es handelt sich nicht um die viel beachteten Prozessoren für automatisiertes Fahren, sondern um Dioden, Logikchips, Analogverstärker und kleine Mikrocontroller, die in jedem modernen Auto in Dutzenden Steuergeräten verbaut sind.

Staatliche Maßnahmen gefährden nun diese Lieferströme. Anfang Oktober setzte ein niederländisches Gericht den früheren Vorstandsvorsitzenden von Nexperia ab und übertrug die Stimmrechte an einen unabhängigen Verwalter. Als Begründung nannte es Bedenken hinsichtlich der Unternehmensführung. Die niederländische Regierung berief sich auf Notstandsbefugnisse, um die Aufsicht über die strategische Produktion zu behalten. Peking reagierte mit Beschränkungen oder einem Stopp der Exporte aus Nexperias Werken in China. Nexperia erklärt, der reguläre Betrieb gehe weiter. Der Engpass bei den Lieferungen hat sich jedoch durch die gesamte Autozulieferkette fortgepflanzt.

Die Autohersteller bekommen die Auswirkungen zunehmend zu spüren. Vertreter der europäischen Industrie warnen, dass Montagelinien ohne neue Lieferungen innerhalb weniger Tage stillgelegt werden könnten. Einige Hersteller greifen auf Sicherheitsbestände zurück, doch diese sind begrenzt. Branchenberichten zufolge kam es in Nordamerika und Mexiko vereinzelt zu Produktionsstillständen; auch in Japan ist die Lage angespannt. Ein führender US-amerikanischer Verband der Autozulieferer hat gewarnt, dass heimischen Herstellern bei anhaltender Lage innerhalb von zwei bis vier Wochen erhebliche Produktionsstörungen drohen könnten. Betroffen sind preisgünstige Chips, für die es kaum Ersatz gibt. Zugleich sind die Auftragsbücher für viele Modelle weiterhin gut gefüllt.

Warum ältere Chips moderne Autos stilllegen können

Als ältere Chips werden Bauteile bezeichnet, die mit ausgereiften Fertigungsprozessen hergestellt werden, oft mit größeren Strukturbreiten als die fortschrittlichsten Chips für Smartphone-Prozessoren oder Cloud-Rechenzentren. Viele entstehen auf 200-Millimeter-Wafern mit Strukturbreiten von 130 oder 180 Nanometern. Diese Bauteile sind pro Stück günstig, können aber hohe Schaltströme führen, halten Hitze und elektrischen Störungen stand und sind in Gehäusen untergebracht, die robust genug für den Einsatz im Motorraum sind. Ihre Leistung ist stabil und gut bekannt. Genau das braucht ein Fahrzeugprogramm, um über den gesamten Lebenszyklus eines Modells Sicherheits- und Zuverlässigkeitsziele zu erfüllen.

Solche Bauteile zu ersetzen ist schwierig. Ingenieure richten Steuergeräte auf die elektrischen Eigenschaften, Anschlussbelegungen und Ausfallarten bestimmter Bauteile aus. Ein Ersatzbauteil muss dieselben Qualifizierungstests bestehen, die Regeln zur elektromagnetischen Verträglichkeit für das gesamte Fahrzeug erfüllen und mit einer Software zusammenarbeiten, die ein bestimmtes Verhalten erwartet. Selbst wenn es eine Alternative gibt, muss der Autohersteller weiterhin Prüfstandtests und Straßenerprobungen durchführen, um Nebenwirkungen auszuschließen. Das kann Wochen oder Monate dauern. Ein Mangel an einem Bauteil für 50 Cent kann die Produktion ebenso wirksam stoppen wie der Engpass bei einem hochwertigen Prozessor: Ohne das Bauteil lässt sich kein fertiges Auto ausliefern, und eine sofortige Ausweichlösung gibt es meist nicht.

Chinas Strategie für Halbleiter nach Automobilstandards

Chinas Politik setzt sich seit mehreren Jahren für den Aufbau heimischer Kapazitäten bei kritischen Chips ein; Fahrzeuge stehen dabei weit oben auf der Liste. Die Testplattform in Shenzhen ist die erste staatlich unterstützte Infrastruktur, die sich auf die Überprüfung von Chips für Autos konzentriert. Die Behörden in Shenzhen erwarten, dass sie die Lokalisierung hochwertiger Automobilhalbleiter vorantreibt. Ziel ist nicht nur, Bauteile zu testen, sondern einheitliche Prüfverfahren festzulegen, einen nationalen Rahmen für die Zertifizierung nach Automobilstandards zu schaffen und die Qualitätsstandards heimischer Zulieferer insgesamt anzuheben.

Dieser Ansatz passt zu einer Industriepolitik, die Autohersteller dazu ermutigt, nach Möglichkeit lokal entwickelte und produzierte Chips einzusetzen. Ein leistungsfähiges Test- und Zertifizierungszentrum senkt die Hürden für kleinere Entwicklungshäuser, die sonst Dienstleistungen mehrerer Labore zusammenstellen müssten. Zugleich erhalten Chipfabriken und Anbieter von Gehäuse- und Verpackungslösungen ein klareres Bild davon, welche Anforderungen ein Bauteil für den Fahrzeugeinsatz erfüllen muss. Das kann die Zahl der Entwicklungsschleifen verringern und die Ausbeute verbessern. Mit der Zeit kann eine gemeinsame Prüfinfrastruktur chinesischen Unternehmen helfen, Sicherheitsprozessoren, Domänencontroller und Leistungshalbleiter schneller und mit weniger Fehlern auf den Markt zu bringen. Das ist entscheidend, um Aufträge risikoscheuer Autohersteller zu gewinnen.

Von fragmentierten Tests zur zentralen Überprüfung

Bisher war die Prüfung von Chips für den Fahrzeugeinsatz in China fragmentiert. Ein Entwickler konnte ein Institut für beschleunigte Alterungs- und Temperaturwechseltests nutzen, ein weiteres für elektromagnetische Verträglichkeit und Funkstörungen, ein drittes für elektrostatische Entladung und Latch-up und ein viertes für Sicherheitsprüfungen. Dieses Stückwerk kostet Zeit und Geld und erhöht das Risiko, dass verschiedene Labore Standards etwas unterschiedlich auslegen. Eine zentrale Plattform mit einheitlichen Verfahren kann für Konsistenz sorgen und zugleich strenge Grenzwerte beibehalten.

Konkret kann das neue Zentrum ein Bauteil nach den Anforderungen von AEC-Q qualifizieren, Zuverlässigkeitsprüfungen auf Leiterplattenebene durchführen, hochbeschleunigte Belastungstests vornehmen und bei Problemen in einer Prüfphase mit einer Fehleranalyse tiefer nachforschen. Außerdem kann es den Schutz von Chips überprüfen, die die Kommunikation im Fahrzeug steuern oder mit externen Netzwerken verbunden sind. Das ist wichtig, da Autos zunehmend auf zentrale Rechnerarchitekturen und umfassendere Vernetzung setzen. Für Käufer ist ein einzelner Bericht zu Zuverlässigkeit, Sicherheit und Cybersicherheit einfacher zu prüfen und über verschiedene Programme hinweg wiederzuverwenden. Das dürfte die Markteinführung beschleunigen, ohne die Standards zu senken.

Was das für Autohersteller und Zulieferer bedeutet

Für Autohersteller mit Geschäft in China könnte ein zentrales Testzentrum die Validierungszyklen für im Inland bezogene Bauteile verkürzen und den Einkaufsteams mehr Vertrauen in alternative Bezugsquellen geben. Tier-1-Zulieferer, die Bremssysteme, Leistungselektronik und Karosseriesteuergeräte herstellen, müssen für jedes Programm oft Dutzende Bauteile qualifizieren. Wird der Prozess berechenbarer und schneller, können Zulieferer ihre Konstruktionen früher festschreiben und das Risiko später Änderungsanfragen senken, die sich bis in die Produktion fortpflanzen.

Globale Unternehmen werden beobachten, wie sich die Zertifizierungen des Zentrums in Shenzhen zu etablierten internationalen Normen verhalten. Die Qualität in der Automobilindustrie beruht auf gemeinsamen Konzepten wie der Produktionsfreigabe von Teilen, Kennzahlen zu Fehlern je einer Million Teile und Audits zur funktionalen Sicherheit. Lassen sich die Prüfergebnisse aus China nahtlos in diese Rahmenwerke einordnen, können Zulieferer Prüfbelege in mehreren Regionen wiederverwenden. Weichen sie davon ab, könnten Hersteller doppelte Tests benötigen, was die Kosten erhöht. In jedem Fall erweitert ein neuer bedeutender Standort für die Prüfung von Autochips die Kapazitäten in einer Welt, in der es daran mangelt.

Wie es bei Nexperia und in Europa weitergeht

Diplomatische Gespräche laufen. Vertreter der Niederlande und Chinas haben über mögliche Lösungen gesprochen; rechtliche und administrative Maßnahmen zur Unternehmensführung und zum Betrieb von Nexperia bleiben jedoch in Kraft. Europäische Autohersteller drängen auf eine rasche Einigung, da viele Werke bei einfachen Halbleitern auf Nexperia angewiesen sind. Lagerbestände können die Auswirkungen eine Weile abfedern, doch angesichts des hohen Verbrauchs in der Automobilindustrie sind sie bei verlangsamten Lieferungen schnell aufgebraucht. Auch in Europa und Nordamerika dürfte der Ausbau von Kapazitäten für ausgereifte Fertigungsprozesse stärker in den Fokus rücken, denn viele öffentliche Förderprogramme zielten bislang auf fortschrittliche Fertigungstechnologien statt auf die derzeit knappen älteren Chips.

Autohersteller und Zulieferer überprüfen ihre Beschaffungsstrategien. Einige bauen bei kritischen Bauteilen, wo möglich, die Mehrquellenbeschaffung aus; andere wenden sich direkt an Chiphersteller, um sich Lieferkontingente zu sichern. Die Lage zeigt, wie sehr die Zuverlässigkeit einzelner Bauteile zur Widerstandsfähigkeit der gesamten Industrie beiträgt. Die neue Plattform in Shenzhen ist keine schnelle Lösung für den aktuellen Engpass. Sie signalisiert jedoch ein langfristiges Bestreben, eine stärkere heimische Basis für Automobilhalbleiter aufzubauen und zu vereinheitlichen, nach welchen Kriterien diese Bauteile als straßentauglich gelten.

Die wichtigsten Punkte

• China hat in Shenzhen eine staatlich unterstützte Plattform zur Prüfung und Zertifizierung von Chips für die Automobilindustrie eröffnet, die von China Reform Holdings und CATARC mitgegründet wurde.
• Das Zentrum umfasst 13 Labore und mehr als 80 Geräte für Zuverlässigkeits-, Umwelt- und Sicherheitsprüfungen sowie Fehleranalysen.
• Die Plattform deckt neun Hauptkategorien und 81 Unterkategorien von Autochips ab und soll die Prüfverfahren für Bauteile nach Automobilstandards vereinheitlichen.
• Der Start erfolgt während eines Lieferengpasses im Zusammenhang mit Nexperia, dessen Exporte aus China durch einen regulatorischen Konflikt gestört wurden.
• Branchenverbände in Europa und den Vereinigten Staaten warnen, dass Montagelinien ohne neue Chiplieferungen innerhalb weniger Tage bis Wochen stillstehen könnten.
• Ältere Chips sind günstig, lassen sich aber schwer ersetzen, weil sie strenge Qualifizierungen erfordern und häufig sicherheitskritische Funktionen erfüllen.
• Das Zentrum in Shenzhen soll die Validierungsdauer verkürzen, fragmentierte Tests verringern und Chinas Plan unterstützen, von 2026 bis 2030 hochwertige Autochips stärker im Inland herzustellen.
• Die internationale Anerkennung wird davon abhängen, wie gut die Ergebnisse des Zentrums mit etablierten Standards für Zuverlässigkeit, Sicherheit und Cybersicherheit in der Automobilindustrie übereinstimmen.