Wo entstehen alle nordamerikanischen Halbleiter-Fabs? (Ausgabe 2024)

Da die weltweite Nachfrage nach Halbleitern weiter steigt, überdenken Unternehmen ihre Fertigungsstrategien – unter anderem, indem sie verstärkt auf Standorte in der eigenen Region achten.

Der Anstoß zum Bau neuer Halbleiterfabriken in Nordamerika ist vor allem durch Risikominderung motiviert. Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) produziert über 60 % der weltweiten Halbleiterchips und 90 % der High-End-Chips – der Großteil davon in Taiwan. Diese Konzentration auf eine einzige Region ist angesichts der anhaltenden geopolitischen Spannungen zwischen den USA und China zu einem entscheidenden Risiko geworden.

Halbleiter, insbesondere fortschrittliche, sind essenziell für Computeranwendungen in Künstlicher Intelligenz, militärischer Nutzung, Telekommunikation, Gesundheitswesen und anderen zentralen Sektoren. Die Nachfrage wächst ferner, da Produkte – von Autos und Smartphones bis zu Thermostaten und Kühlschränken – immer smarter und vernetzter werden.

Diese geografische Abhängigkeit hat bei Unternehmen zunehmend Besorgnis ausgelöst. Sie sehen das Risiko, bei solcher Fokussierung auf eine einzige Region exponiert zu sein. Politische Instabilität mit China, Naturkatastrophen wie Taifune oder Erdbeben oder auch logistische Störungen: Das Risiko von Produktionsausfällen bedroht zahlreiche Produkte.

Gleichzeitig wächst in westlichen Regierungen das Bewusstsein für die strategische Verwundbarkeit, die diese Abhängigkeit bedeutet – insbesondere im Hinblick auf den Zugang zu Spitzentechnologien für Militär und nationale Sicherheit.

Um diesen Risiken zu begegnen, diversifizieren Unternehmen aktuell verstärkt die Standorte ihrer Halbleiterfertigungen. Diese Entwicklung wird sowohl durch erhebliche private Investitionen als auch durch staatliche Förderungen getragen.

Der CHIPS & Science Act: Großer Impuls für die US-Halbleiterfertigung

Mit der Unterzeichnung des CHIPS and Science Act (offiziell Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors and Science Act) im Jahr 2022 unternahm die Biden-Regierung einen entscheidenden Schritt zur Stärkung der US-amerikanischen Halbleiterindustrie. Das Ziel des Gesetzes ist, die Abhängigkeit von ausländischen Lieferanten zu verringern und die inländischen Fertigungskapazitäten zu festigen.

Hierzu wurden rund 53 Milliarden US-Dollar für Bauprojekte im Bereich Halbleiterproduktion in den USA bereitgestellt. Die Investition soll für eine resilientere und unabhängige Lieferkette bei kritischen Halbleitertechnologien sorgen.

Seit Inkrafttreten des Gesetzes hat das U.S. Department of Commerce bereits mehr als 10 Förderzusagen an Unternehmen vergeben, die den Neubau oder die Erweiterung von Halbleiterfertigungen planen. Zu den wesentlichen Empfängern zählen:

• GlobalFoundries (1,5 Milliarden USD Zuschüsse und 1,6 Milliarden USD Darlehen)
• Intel (8,5 Milliarden USD Zuschüsse und 11 Milliarden USD Darlehen)
• TSMC (6,6 Milliarden USD Zuschüsse und 5 Milliarden USD Darlehen)

Überblick: Entwicklung der Halbleiterfertigung in Nordamerika

Die Marktforschung von Z2Data analysiert die Entwicklung der Halbleiterproduktion in den USA über die vergangenen zwei Jahre. Wichtige Einblicke aus den Daten:

• Anzahl der aktuell im Bau befindlichen neuen und erweiterten Fabs
• Neue Halbleiterfabriken nach Bundesstaat und Foundry
• Die Technologieknoten und Produkte, die in den einzelnen Fabs gefertigt werden

Neue Halbleiterfabriken nach Region (2023 vs. 2024)

Auch wenn die Nachfrage nach Halbleiterfabriken in Nordamerika weiterhin hoch ist, führte die Absage einer geplanten Fab in Indiana durch SkyWater Technology dazu, dass 2024 eine Fab weniger realisiert wird. Insgesamt befinden sich aktuell 19 neue Halbleiterfabriken im Bau.

Erweiterungen von Halbleiterfabriken nach Region (2023 vs. 2024)

Im Gegensatz zu neuen Fabs beziehen sich Erweiterungen auf zusätzliche Anlagen an bestehenden Standorten und nicht auf den kompletten Neubau einer Fabrik. Hinweis: Der Rückgang der europäischen Fabs geht auf die Fab 34 von Intel in Leixlip, Irland, zurück, die in der zweiten Hälfte 2023 in Produktion ging. Diese Fab nutzt Extrem-Ultraviolett-Lithographie zur Fertigung von Intel-4-Technologie.

Das Plus in Nordamerika resultiert aus einer weiteren TSMC-Fab am Standort Fab 21 in Phoenix, Arizona, die Chips auf 2-nm-Basis produzieren wird.

Nordamerikanische Halbleiterfabriken nach Eigentümer

Diese Grafik zeigt Halbleiterfabriken (Neubauten und Erweiterungen) nach Eigentümer und hebt die Unternehmen hervor, die den Ausbau in Nordamerika vorantreiben. Spitzenreiter ist Samsung Foundry mit 12 geplanten Fabs in Austin und Taylor, Texas. Der Bau der Taylor-Fabs erstreckt sich über die nächsten zwei Jahrzehnte; die erste soll ab 2026 in Betrieb gehen. Laut Samsung wird die Taylor-Anlage die Produktion von Halbleiterlösungen für Zukunftstechnologien wie 5G, Künstliche Intelligenz (KI) und High-Performance-Computing stärken.

Halbleiterfabriken nach Bundesstaat

Auch wenn die TSMC-Fabriken in Arizona die größte mediale Aufmerksamkeit erhalten, verteilen sich die US-amerikanischen Halbleiterfabriken auf neun Bundesstaaten. Die meisten Fabs entstehen in Texas, gefolgt von Arizona und New York.

Warum sind Arizona und Texas bevorzugte Standorte für Halbleiterfertigung?

Laut Ars Technica bietet Arizona viele Vorteile für Halbleiterprojekte, darunter:

• 300 Sonnentage jährlich und damit ideale Bedingungen für Solarenergie
• Niedrige seismische Aktivität dank fehlender Verwerfungen
• Keine größeren Naturkatastrophen wie Hurrikans oder Überschwemmungen
• Natürliche Isolation durch geografische Besonderheiten

Die Wüstenlandschaft bietet außerdem viel verfügbares Bauland mit wenigen natürlichen Hindernissen wie Bergen oder Bäumen.

Texas verfügt seinerseits über eine Reihe einzigartiger Vorteile für Chiphersteller. Der Bundesstaat, bereits ein Vorreiter der Halbleitertechnologie (und Heimat des ersten produzierten Halbleiters), hat 2023 ein eigenes CHIPS-Gesetz verabschiedet: 698 Millionen USD fließen in neue Halbleiterprojekte, 660 Millionen in den Aufbau von F&E-Initiativen an der University of Texas at Austin und der Texas A&M University. Das Gesetz, fast ein Jahr nach Bidens bundesweitem CHIPS and Science Act beschlossen, verfolgt das Ziel,

• die Investitionen von Texas in die Halbleiterindustrie zu stärken,
• halbleiterrelevante Firmen zur Expansion vor Ort zu ermutigen,
• die Kompetenzen und Kapazitäten akademischer Einrichtungen in Texas weiterzuentwickeln.

Die Verordnung gründete außerdem das Texas Semiconductor Innovation Consortium (TSIC) sowie den Texas Semiconductor Innovation Fund (TSIF).

Welche Technologien werden in diesen Fabs produziert?

Auch wenn noch nicht für alle geplanten Halbleiterfabriken bekannt ist, welche Technologien gefertigt werden, sind folgende Angaben öffentlich:

TSMCs Fabriken in Arizona werden fortschrittliche Technologieknoten von 2 nm, 3 nm, 4 nm und 5 nm produzieren. Diese Nodes werden für Logikchips benötigt, welche für Anwendungen in der Künstlichen Intelligenz und beim maschinellen Lernen unverzichtbar sind.

Von den geplanten 26 Halbleiterfabriken haben acht bereits Produkte angekündigt, die sie fertigen werden. Die Fabriken von Micron Technology in Boise und Clay produzieren DRAM, während die Rogue Valley Microdevices Palm Bay Fab MEMS und Sensoren herstellt.

Samsung Taylor Fab 1, TSMC Fab 21 (1–3) sowie die Texas Instruments Sherman Fab fertigen Logikchips in unterschiedlichen Prozessknoten.

Wie sehen die Zeitpläne für diese Projekte aus?

Die über zwei Dutzend in den USA im Bau befindlichen Halbleiterfabriken werden zwischen 2024 und 2042 fertiggestellt. Die meisten Fabriken sollen bis 2030 abgeschlossen und in Betrieb sein.

Die vollständige Liste der Halbleiterfabriken in Nordamerika

Nachfolgend finden Sie eine Übersicht über alle derzeit angekündigten oder im Bau befindlichen Halbleiterfabriken in Nordamerika. Die aufgeführten Fabs sind entweder Neubauten oder Erweiterungen bestehender Anlagen.

Arizona

Fab 52

Eigentümer: Intel

Typ: Neubau

Standort: Chandler, AZ

Fertigstellung: 2025

Nodes: 7 nm

Fab 62

Eigentümer: Intel

Typ: Neubau

Standort: Chandler, AZ

Fertigstellung: 2025

Nodes: 7 nm

Fab 21-1

Eigentümer: TSMC

Typ: Neubau

Standort: Phoenix, Arizona

Fertigstellung: 2025

Nodes: 4 nm & 5 nm

Produkt: Logikchips

Kapazität: 20.000/Monat

Fab 21-2

Eigentümer: TSMC

Typ: Erweiterung

Standort: Phoenix, Arizona

Fertigstellung: 2026

Nodes: 3 nm

Produkt: Logikchips

Fab 21-3

Eigentümer: TSMC

Typ: Erweiterung

Standort: Arizona

Fertigstellung: 2028

Nodes: 2 nm

Produkt: Logikchips

Arizona ist seit mindestens 1980 ein wichtiger Standort für Halbleiterproduktion, als Intel eine Fab in Chandler eröffnete (ca. 40 km südöstlich von Phoenix). Seitdem wird der Bundesstaat seinem Ruf als „Halbleiterwüste“ gerecht.

Im September 2021 begann Intel mit dem Bau von zwei weiteren Halbleiterfabriken – Fab 52 und Fab 62 – auf dem Ocotillo-Campus in der Region Chandler (mit deren Fertigstellung wird Intel dort insgesamt sechs Fabriken betreiben). Die geplanten Anlagen setzen 7-nm-Prozesstechnologie 20A ein.

Die beiden Fabs werden zusammen ca. 20 Milliarden USD kosten und sollen 2024 fertiggestellt werden.

Neben den neuen Intel-Fabs hat auch TSMC drei Fabs (eine neu, zwei erweitert) am Rand von Phoenix errichtet. TSMCs neuer Standort, Fab 21, wurde 2020 angekündigt und soll 4 und 5 nm Chips mit einer Kapazität von rund 20.000 WSPM (Wafer Starts per Month) herstellen. Diese Anlage für 40 Milliarden USD ist erst die dritte, die TSMC außerhalb Taiwans realisiert (die beiden anderen stehen in Washington und China).

Obwohl bei Fab 21 der Produktionsstart erst 2025 offiziell angesetzt ist, wurde in einem Bericht vom September bekannt, dass dort bereits Chips für Apple gefertigt werden. Diese Kleinserienproduktion des Apple A16 Bionic Application Processors dient dazu, Anlagen und Systeme umfassend zu testen.

Idaho

Boise Fab

Eigentümer: Micron

Typ: Neubau

Standort: Boise, Idaho

Fertigstellung: 2026

‍Produkt: DRAM

Zusätzlich zu seinem geplanten Megastandort in New York hat Micron den Spatenstich für eine neue Fab in Boise, Idaho, angekündigt. Die Anlage mit einem Investitionsvolumen von rund 15 Milliarden USD wird als erste neue US-Speicherfab seit über 20 Jahren DRAM produzieren. Der Baubeginn ist für 2023 geplant, die Fertigstellung für 2025. Nach Fertigstellung beherbergt die Fab den größten Reinraum der USA.

Ohio

Ohio Fabs (1-2)

Eigentümer: Intel

Typ: Neubau

Standort: Columbus, OH

Fertigstellung: 2026

Nodes: 10 nm

Neben den neuen Werken in Arizona errichtet Intel zwei Fabs außerhalb von Columbus, Ohio, mit Gesamtinvestitionen von rund 20 Milliarden USD. In den Werken werden 10-nm-Chips auf 12-Zoll-Wafern produziert. Die Inbetriebnahme ist für 2025 geplant; dies ist der erste Schritt von Intels mehrjährigem Vorhaben, einen Megastandort mit bis zu acht Fabs in Licking County zu etablieren (Gesamtkosten: ca. 100 Milliarden USD).

Oregon

Gresham Fab

Eigentümer: Microchip Technology, Inc.

Typ: Neubau

Standort: Gresham, Oregon

Fertigstellung: 2025

Die Biden-Regierung stellt Microchip Technology 162 Millionen USD zur Stärkung der US-Chipproduktion bereit – darunter 72 Millionen USD für das Werk in Gresham. Dadurch kann die Produktion von Mikrokontrollern, etwa für Militär, Automotive und Medizin, verdreifacht werden, wodurch in den nächsten zehn Jahren bis zu 700 Arbeitsplätze entstehen könnten.

Texas

Taylor Fab (1-10)

Eigentümer: Samsung

Typ: Neubau

Standort: Taylor, TX

Fertigstellung: 2023–2042

Nodes: 4 nm & 5 nm

Produkt: Logikchips

Sherman Fab

Eigentümer: Texas Instruments

Typ: Erweiterung

Standort: Sherman, TX

Fertigstellung: 2025

Nodes: 28 nm

Produkt: Logikchips

Samsung Foundry, die Chipfertigungssparte von Samsung, steht hinter TSMC als weltweit zweitgrößter Auftragsfertiger für Halbleiter. Das südkoreanische Unternehmen ist bereits seit den 1990er Jahren in Texas aktiv und errichtete hier die erste US-Halbleiterfab in Austin (heute S2 Foundry genannt).

2021 begann Samsung mit dem Bau einer weiteren Fab in Taylor, Texas (16 Meilen von der S2 Foundry entfernt), mit einem Investitionsvolumen von 17 Milliarden USD für Bau, Ausrüstung und Infrastruktur. Es ist das bislang größte Einzelinvestment von Samsung in den USA. Die neue Fabrik wird 5-nm-Nodes für High-Performance-Computing (HPC), KI und 5G anvisieren, mit geplanter Inbetriebnahme in der zweiten Hälfte 2024.

Die Taylor Fab ist nur der Anfang eines auf 20 Jahre angelegten Projekts: Insgesamt sollen in Taylor 10 Fabs entstehen, Gesamtvolumen über 170 Milliarden USD. Die letzte soll 2042 fertiggestellt sein.

Neben den neuen Werken von Samsung Foundry baut Texas Instruments seit 2022 eine Halbleiterfabrik bei Sherman, im Norden von Texas. Mit Kosten von rund 30 Milliarden USD gilt das Projekt als bedeutendstes wirtschaftliches Vorhaben des Bundesstaates und profitiert von erheblichen lokalen Anreizen. Gefertigt werden 28-nm-Logikchips auf 12-Zoll-Wafern, die Fertigstellung ist 2025 geplant.

New York

Clay Fab

Eigentümer: Micron Technology

Typ: Neubau

Standort: Clay, NY

Fertigstellung: 2029

Produkt: DRAM

Fab 8.2

Eigentümer: GlobalFoundries

Standort: Malta, NY

Fertigstellung: 2025

Massey Fab

Eigentümer: Wolfspeed

Typ: Neubau

Standort: Marcy, NY

Fertigstellung: 2024

Ithaca Fab

Eigentümer: Menlo Micro

Typ: Neubau

Standort: Ithaca, NY

Fertigstellung: 2024

Auch wenn Unternehmen wie Micron Technology vielleicht weniger im Rampenlicht stehen als Branchenriesen wie Intel und TSMC, zählt Micron zu den weltweit führenden Herstellern für Speicherlösungen – unter anderem DRAM und Flash. Der US-Anbieter mit Hauptsitz in Boise, Idaho, kündigte 2023 an, in Clay, New York, die „größte Halbleiterfabrik in der Geschichte der USA“ zu errichten. Der Baubeginn der Megafab ist für 2024 geplant, Produktionsstart laut Micron-Pressemitteilung in der „zweiten Hälfte des Jahrzehnts“. Das Werk wird DRAM fertigen.

Florida

Palm Bay Fab

Eigentümer: Rogue Valley Microdevices, Inc.

Typ: Neubau

Standort: Palm Bay, FL

Fertigstellung: 2025

Produkt: MEMS & Sensoren

Produktionskapazität: 21.000

Florida ist zwar traditionell kein Halbleiterstandort, dennoch entsteht an der Space Coast mit der Palm Bay Fab das zweite Werk von Rogue Valley Microdevices. Das aus Medford, Oregon, stammende Unternehmen hat ein großes Gebäude in Palm Bay erworben und baut es für die Produktion von MEMS und Sensoren aus.

Utah

Lehi Fab

Eigentümer: Texas Instruments, Inc.

Typ: Erweiterung

Standort: Lehi, Utah

Fertigstellung: 2026

Texas Instruments (TI) baut eine neue Halbleiterscheibenfertigung in Lehi, Utah, die 2026 die Produktion aufnehmen und mit der bestehenden Anlage am Standort verbunden wird. Nach Fertigstellung werden die beiden Werke täglich mehrere Millionen Analog- und Embedded Processing Chips herstellen und so das langfristige Wachstum von TI-Kunden unterstützen. Neben der Produktion setzt TI auf die Schaffung von Arbeitsplätzen, Investitionen in die lokale MINT-Ausbildung und höchste Umweltstandards für die neue Fab.

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