Halbleiter: Eine moderne russische Chipfertigung ist derzeit unrealistisch

Russland steht auch bei Prozessoren & Co. mit dem Rücken zur Wand. Eine heimische Halbleiterfertigung soll es richten, ist aber kaum aufzubauen.

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Ein Elbrus-8S-Prozessor des russischen CPU-Entwicklers MCST samt Die-Shot eines abgeschliffenen entsprechenden Chips.

(Bild: Fritzchens Fritz auf Flickr [CC0])

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Die russische Regierung arbeitet offenbar an Plänen zum Aufbau einer heimischen Chipfertigung. Bis zu 3,2 Billionen Rubel sollen bis 2030 in die Halbleiterindustrie fließen – umgerechnet gut 37 Milliarden Euro beziehungsweise knapp 40 Milliarden US-Dollar. Aufgrund der international abgeschotteten Wirtschaft hat Russland allerdings einen steinigen, kaum zu bewältigenden Weg vor sich.

Über die Pläne berichtet die russische CNews, die laut eigenen Aussagen Einblick in die Entwürfe hat. Noch in diesem Jahr soll es demnach mit antiker 90-Nanometer-Technik losgehen, bis 2030 will Russland bei 28 nm ankommen.

Zur Einordnung: Strukturbreiten von 90 nm waren vor knapp 20 Jahren aktuell, Intel fertigte etwa die Pentium-4-Familie "Prescott" in dieser Fertigungsgeneration. Heutzutage reichen 90 nm für einfache Mikrocontroller etwa in Elektrogeräten für den Haushalt, nicht aber für schnelle PC-Prozessoren oder Grafikchips. TSMC begann 2011 die Chipfertigung mit 28-nm-Technik. Intel übersprang diesen Schritt und wechselte gleich auf 22 nm mit den ersten dreidimensionalen FinFET-Transistoren, die 2012 bei der CPU-Baureihe "Ivy Bridge" (Core i-3000) zum Einsatz kamen.

Dass mit dieser veralteten Technik kein Blumentopf zu gewinnen ist, weiß offenbar auch die russische Regierung. Der Entwurf sieht laut CNews hohe Subventionen für Hersteller vor, um die Produkte in den Markt zu drücken. Beim derzeitigen Kurs steht die russische Regierung jedoch mit dem Rücken zur Wand, weil Firmen wie AMD und Intel keine Prozessoren mehr nach Russland verkaufen. Die internationalen Brücken sind durch den Krieg gegen die Ukraine vorerst abgebrannt, ohne Halbleiter geht im Jahr 2022 aber nichts mehr.

Russlands größtes Problem ist, dass man in Sachen Halbleiterfertigung bei Null anfängt und bestenfalls auf Unterstützung aus China hoffen kann. Die notwendigen Belichtungsmaschinen muss Russland weitgehend ohne ausländische Hilfe entwickeln. Praktisch alle großen Firmen aus der globalen Halbleiterindustrie haben seit dem Angriffskrieg in der Ukraine ihre Verbindungen zu Russland gekappt, darunter Ausrüster wie ASML und Chipauftragsfertiger wie TSMC.

40 Milliarden US-Dollar sind in dieser Branche derweil nur ein Tropfen auf dem heißen Stein – allein für ein einzelnes modernes Halbleiterwerk planen Firmen wie Intel, TSMC und Samsung heutzutage um die 10 Milliarden US-Dollar ein. Mit den umgerechnet rund 40 Milliarden US-Dollar muss Russland aber nicht nur die Fertigungstechnik aus dem Boden stampfen, sondern auch (EDA-)Design-Tools entwickeln, heimische Chipdesigner ausbilden, Packaging-Anlagen aufbauen und Lieferketten bilden.

Bislang gibt es das Moscow Center of SPARC Technologies (MCST, МЦСТ), das die Elbrus-Prozessoren mit exotischer VLIW-Architektur entwickelt. Das derzeitige Topmodell Elbrus 8SV ist eine Achtkern-CPU mit einer Taktfrequenz von 1,5 GHz, das DDR4-2400-RAM im Dual-Channel verwendet, aber gegen aktuelle Desktop- und Notebook-Prozessoren von AMD und Intel nicht ankommt. TSMC produzierte den Prozessor vor dem Handelsembargo mit 28-nm-Technik. Die Serienproduktion des Nachfolgers Elbrus-16S mit 16 CPU-Kernen und 16-nm-Strukturen sollte dieses Jahr beginnen, ist wegen des russischen Angriffskriegs aber bis auf Weiteres vom Tisch.

CPU-Fahrplan des MCST: Eigentlich sollten dieses Jahr 16-Kerner beim Chipauftragsfertiger TSMC vom Band laufen.

(Bild: MCST)

Der russische Staatskonzern Rostec (Ростех) entwirft zudem Prozessoren mit der offenen Befehlssatzarchitektur RISC-V, deren CPU-Kerne die ebenfalls russische Firma Syntacore (Синтакор) beisteuert. Baikal stellte zuletzt den Serverprozessor BE-S1000 mit TSMCs 16-nm-Technik und 48 ARM-Rechenkernen vom Typ Neoverse N1 vor.

Selbst China hat mit einem Billionen-Budget Probleme, die eigene Halbleiterfertigung vom Ausland abzukoppeln. In den letzten 10 Jahren investierte das Land umgerechnet Hunderte Milliarden US-Dollar in den Ausbau der Industrie, woraus unter anderem der Chipauftragsfertiger SMIC, der Flash-Speicherhersteller YMTC und der SDRAM-Hersteller CXMT entstanden. SMIC fertigt heutzutage mit 12/14-nm-Technik im kleinen Maßstab, verwendet dafür aber ausländische Belichtungsmaschinen, unter anderem von der niederländischen Firma ASML. Schätzungen zufolge betragen Chinas Investitionen von 2020 bis 2025 rund 1,4 Billionen US-Dollar – das sind zwei Stellen mehr als bei Russlands 40 Milliarden US-Dollar.

Die EU fördert den Aufbau einer europäischen Halbleiterfertigung ebenfalls mit weit mehr als 100 Milliarden Euro, darunter der Entwurf eines EU Chips Acts. Selbst mit diesem Budget und der Expertise von ASML und Firmen wie Bosch, Infineon und STMicroelectronics verzichtet die EU jedoch aus Gründen der Wirtschaftlichkeit auf die Entwicklung eigener Prozesstechnik jenseits der 28 nm. Stattdessen werden Chipauftragsfertiger mit Subventionen nach Europa gelockt: Intel baut eine sogenannte Megafab für 17 Milliarden Euro in Deutschland, zudem gibt es immer wieder Gerüchte über TSMC-Werke in der EU.

(mma)