Halbleiter

Was ist ein Halbleiter?

Ein Halbleiter ist ein materielles Produkt, das in der Regel aus Silizium besteht, das Elektrizität besser leitet als ein Isolator, wie z. B. Glas, aber weniger als ein reiner Leiter, wie Kupfer oder Aluminium. Ihre Leitfähigkeit und andere Eigenschaften können durch die Zugabe von Verunreinigungen, die so genannte Dotierung, verändert werden, um den spezifischen Anforderungen des elektronischen Bauteils, in dem sie enthalten sind, gerecht zu werden. Halbleiter werden auch als Halbleiter oder Chips bezeichnet und sind in Tausenden von Produkten wie Computern, Smartphones, Haushaltsgeräten, Spielkonsolen und medizinischen Geräten zu finden.

Verständnis von Halbleitern

Halbleiterbauelemente können eine Reihe nützlicher Eigenschaften aufweisen, z. B. einen veränderlichen Widerstand, sie leiten Strom leichter in eine Richtung als in die andere und reagieren auf Licht und Wärme. Ihre eigentliche Funktion ist die Verstärkung von Signalen, das Schalten und die Energieumwandlung. Daher finden sie in fast allen Industriezweigen breite Anwendung, und die Unternehmen, die sie herstellen und testen, gelten als hervorragende Indikatoren für die Gesundheit der Gesamtwirtschaft.

Arten von Halbleitern

Gemeinsam gesprochen fallen Halbleiter in vier Hauptproduktkategorien:

• Speicher: Speicherchips dienen als Zwischenspeicher für Daten und leiten Informationen an die Gehirne von Computergeräten weiter und umgekehrt. Die Konsolidierung des Speichermarktes setzt sich fort und treibt die Preise für Speicherchips so weit nach unten, dass es sich nur einige wenige Giganten wie Toshiba, Samsung und NEC leisten können, im Spiel zu bleiben.
• Mikroprozessoren: Dies sind zentrale Verarbeitungseinheiten, die die grundlegende Logik zur Ausführung von Aufgaben enthalten. Intels Vorherrschaft im Mikroprozessor-Segment hat fast jeden anderen Wettbewerber, mit Ausnahme von Advanced Micro Devices, aus dem Mainstream-Markt in kleinere Nischen oder ganz andere Segmente gedrängt.
• Integrierte Standardschaltungen: Diese manchmal auch als „Standardchips“ bezeichneten Chips werden in großen Stückzahlen für Routinezwecke hergestellt. Dieses Segment wird von sehr großen asiatischen Chipherstellern beherrscht und bietet hauchdünne Gewinnspannen, um die nur die größten Halbleiterunternehmen konkurrieren können.
• Komplexe SOC: Bei „System on a Chip“ geht es im Wesentlichen um die Herstellung eines integrierten Schaltkreis-Chips, auf dem die Fähigkeiten eines ganzen Systems untergebracht sind. Der Markt dreht sich um die wachsende Nachfrage nach Verbraucherprodukten, die neue Funktionen mit niedrigeren Preisen kombinieren. Da die Türen zu den Märkten für Speicher, Mikroprozessoren und herkömmliche integrierte Schaltkreise fest verschlossen sind, ist das SOC-Segment wohl das einzige, das noch genügend Möglichkeiten bietet, um eine Vielzahl von Unternehmen anzuziehen.

Die Halbleiterindustrie

Der Erfolg in der Halbleiterindustrie hängt von der Entwicklung kleinerer, schnellerer und billigerer Produkte ab. Der Vorteil der Kleinheit besteht darin, dass mehr Leistung auf demselben Chip untergebracht werden kann. Je mehr Transistoren ein Chip hat, desto schneller kann er seine Arbeit verrichten. Dies führt zu einem harten Wettbewerb in der Branche, und neue Technologien senken die Produktionskosten pro Chip, so dass der Preis eines neuen Chips innerhalb weniger Monate um 50 % sinken kann.

Dies führte zu der Beobachtung, die als Moore’s Law bezeichnet wird und besagt, dass sich die Anzahl der Transistoren in einem dichten integrierten Schaltkreis etwa alle zwei Jahre verdoppelt. Die Beobachtung ist nach Gordon Moore benannt, dem Mitbegründer von Fairchild Semiconductor und Intel, der sie 1965 in einem Aufsatz beschrieb. Heutzutage wird die Verdoppelungszeit oft mit 18 Monaten angegeben – eine Zahl, die von David House, einem leitenden Angestellten von Intel, genannt wird.

Infolgedessen stehen die Chiphersteller unter ständigem Druck, etwas Besseres und Billigeres zu entwickeln als das, was wenige Monate zuvor als Stand der Technik galt. Deshalb müssen die Halbleiterunternehmen große Forschungs- und Entwicklungsbudgets aufrechterhalten. Der Halbleitermarktforschungsverband IC Insights berichtete, dass die zehn größten Halbleiterunternehmen im Jahr 2017 durchschnittlich 13,0 % ihres Umsatzes für Forschung und Entwicklung ausgaben, wobei die Spanne bei den einzelnen Unternehmen von 5,2 % bis 24,0 % reichte.

Traditionell kontrollierten Halbleiterunternehmen den gesamten Produktionsprozess, vom Entwurf bis zur Fertigung. Doch viele Chiphersteller delegieren nun mehr und mehr die Produktion an andere Unternehmen der Branche. Foundry-Unternehmen, deren einziges Geschäft die Fertigung ist, sind in letzter Zeit in den Vordergrund getreten und bieten attraktive Outsourcing-Optionen. Neben den Foundrys gibt es immer mehr spezialisierte Designer und Chip-Tester. Die Chiphersteller werden schlanker und effizienter. Die Chipproduktion gleicht heute einer Gourmetküche, in der die Köche Schlange stehen, um der Mischung genau die richtigen Gewürze hinzuzufügen.

In den 1980er Jahren lebten die Chiphersteller mit einer Ausbeute (Anzahl der funktionierenden Geräte von allen hergestellten) von 10-30 %. Um heute wettbewerbsfähig zu sein, müssen die Chiphersteller jedoch eine Ausbeute von 80-90 % erreichen. Dies erfordert sehr teure Herstellungsprozesse. Daher übernehmen viele Halbleiterunternehmen Design und Marketing, lagern aber die Fertigung ganz oder teilweise aus. Diese als „fabless chip makers“ bekannten Unternehmen haben ein hohes Wachstumspotenzial, da sie nicht durch die mit der Fertigung verbundenen Gemeinkosten belastet werden.

Investieren in der Halbleiterindustrie

Abgesehen von Investitionen in einzelne Unternehmen gibt es mehrere Möglichkeiten, die Anlageergebnisse des gesamten Sektors zu überwachen. Dazu gehören der PHLX Semiconductor Index, auch bekannt als SOX, sowie seine Derivate in Form von börsengehandelten Fonds. Es gibt auch Indizes, die den Sektor in Chip-Hersteller und Chip-Ausrüster unterteilen. Letztere entwickeln und verkaufen Maschinen und andere Produkte, die zum Entwerfen und Testen von Halbleitern verwendet werden.

Außerdem sind bestimmte Märkte in Übersee, wie Taiwan, Südkorea und in geringerem Maße Japan, in hohem Maße von Halbleitern abhängig, so dass ihre Indizes ebenfalls Hinweise auf die Gesundheit der globalen Industrie liefern.

Besondere Überlegungen für Halbleiterinvestitionen

Wenn Halbleiterinvestoren sich an eines erinnern können, dann daran, dass die Halbleiterindustrie in hohem Maße zyklisch ist. Halbleiterhersteller erleben oft „Boom- und Bust“-Zyklen, die auf der zugrunde liegenden Nachfrage nach Chip-basierten Produkten basieren. In guten Zeiten können die Gewinnspannen der Chiphersteller sehr hoch sein; wenn die Nachfrage jedoch einbricht, können die Preise für Chips dramatisch fallen und die Versorgungsketten vieler Branchen stark beeinträchtigen.

Die Nachfrage richtet sich in der Regel nach der Nachfrage auf dem Endmarkt für Personalcomputer, Mobiltelefone und andere elektronische Geräte. In guten Zeiten können Unternehmen wie Intel und Toshiba Mikrochips nicht schnell genug produzieren, um die Nachfrage zu decken. Wenn die Zeiten schlecht sind, können sie geradezu brutal sein. Langsame PC-Verkäufe zum Beispiel können die Branche – und ihre Aktienkurse – ins Trudeln bringen.

Gleichzeitig macht es keinen Sinn, vom „Chip-Zyklus“ zu sprechen, als wäre er ein einzigartiges Ereignis. Zwar ist die Halbleiterindustrie im Kern immer noch ein Rohstoffgeschäft, aber ihre Endmärkte sind so zahlreich – PCs, Kommunikationsinfrastruktur, Automobil, Konsumgüter usw. -, dass es unwahrscheinlich ist, dass Überkapazitäten in einem Bereich das ganze Haus zum Einsturz bringen.

Die Risiken der Zyklizität

Überraschenderweise kann die Zyklizität der Branche den Anlegern einen gewissen Trost bieten. In einigen anderen Technologiesektoren, wie z.B. der Telekommunikationsausrüstung, kann man sich nie ganz sicher sein, ob die Entwicklung zyklisch oder säkular ist. Im Gegensatz dazu können Anleger fast sicher sein, dass sich der Markt irgendwann in nicht allzu ferner Zukunft drehen wird.
Die Zyklizität bietet zwar einen gewissen Trost, birgt aber auch ein Risiko für Anleger. Chiphersteller müssen sich routinemäßig an Glücksspielen mit hohen Einsätzen beteiligen. Das große Risiko ergibt sich aus der Tatsache, dass es nach einem großen Entwicklungsprojekt viele Monate oder sogar Jahre dauern kann, bis die Unternehmen herausfinden, ob sie den Jackpot geknackt oder alles verspielt haben. Eine Ursache für die Verzögerung ist die verflochtene, aber fragmentierte Struktur der Branche: Verschiedene Sektoren erreichen ihren Höhepunkt und Tiefpunkt zu unterschiedlichen Zeiten. So ist der Tiefpunkt bei den Foundries häufig viel früher erreicht als bei den Chipdesignern. Ein weiterer Grund ist die lange Vorlaufzeit der Branche: Es dauert Jahre, einen Chip zu entwickeln oder eine Foundry aufzubauen, und noch länger, bis die Produkte Geld einbringen.

Halbleiterunternehmen stehen vor dem klassischen Rätsel, ob es die Technologie ist, die den Markt antreibt, oder der Markt, der die Technologie antreibt. Die Anleger sollten erkennen, dass beides für die Halbleiterindustrie gilt.