KI-Boom verschiebt den Chip-Engpass zu Speicher, Packaging und Energie

Die zentrale Botschaft der Konferenz für integrierte Schaltkreise in Wuxi war weniger, dass KI noch mehr Spitzenprozessoren verlangt. Entscheidend ist, wo die Engpässe inzwischen entstehen: bei High-Bandwidth Memory (HBM), fortschrittlicher Chipintegration, Stromversorgung, Wärmeabfuhr sowie den dafür nötigen Anlagen und Materialien. Die Konferenz begann am 31. August 2026 in Wuxi in der chinesischen Provinz Jiangsu. 2137

Mehr als 4 Billionen US-Dollar für neue KI-Infrastruktur

Feng Li, Präsidentin von SEMI China, stellte für 2028 Investitionen von mehr als 4 Billionen US-Dollar in weltweit neu errichtete Rechenzentrumsinfrastruktur in Aussicht. Davon könnten etwa 2,8 Billionen US-Dollar auf Halbleiter entfallen. Zugleich könnte die globale Halbleiterbranche nach ihrer Einschätzung bereits Ende 2026 die Marke von 1 Billion US-Dollar überschreiten – früher als frühere Erwartungen, die diesen Meilenstein erst um 2030 sahen. Es handelt sich dabei ausdrücklich um auf der Konferenz vorgetragene Prognosen, nicht um bereits erzielte Marktwerte. 2120

Für die Branche bedeutet das: Der KI-Ausbau betrifft nicht allein Beschleunigerchips. Er zieht Investitionen in Speicher, Netzwerktechnik, Packaging, Fertigungsanlagen und Materialien nach sich. Damit rückt die gesamte Kette in den Fokus, die aus einzelnen Chips leistungsfähige KI-Rechensysteme macht. 1937

HBM wird zum sichtbarsten Flaschenhals

Besonders deutlich zeigte sich die Knappheit bei HBM, einem gestapelten Hochgeschwindigkeitsspeicher, der für viele KI-Beschleuniger zentral ist. Für 2026 wurde ein Wachstum des HBM-Markts um rund 58 % auf 54,6 Milliarden US-Dollar prognostiziert. Damit würde HBM auf knapp 40 % des DRAM-Markts kommen.

Gleichzeitig soll die verfügbare Kapazität den Bedarf weiterhin um 50 % bis 60 % unterschreiten. Das gilt selbst dann, wenn Samsung, SK hynix und Micron 70 % ihrer neuen oder flexibel umwidmbaren Kapazitäten auf HBM ausrichten. 2126

Der Engpass ist für KI-Systeme besonders relevant, weil hohe Rechenleistung ohne genügend Speicherbandbreite schnell an Wirkung verliert. Außerdem erhöht der Bedarf den Druck auf das Advanced Packaging: Speicherstapel, Logikchips und weitere Komponenten müssen auf engstem Raum mit hoher Datenrate verbunden werden.

Warum Advanced Packaging, Strom und Kühlung wichtiger werden

Cao Liqiang von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften skizzierte vier Entwicklungsrichtungen für das Advanced Packaging: dichtere Verbindungen, größere und funktionsreicher integrierte Gehäuse, stärkere Vertikalisierung der Stromversorgung und bessere Wärmeabfuhr. 34

Hybrid Bonding für extrem dichte Verbindungen

Bei herkömmlichem Packaging liege die Verbindungsdichte laut Cao bei grob einigen Dutzend I/O-Anschlüssen je Quadratmillimeter. Hybrid Bonding, also eine besonders präzise direkte Verbindung von Chipstrukturen, könne dagegen mehr als eine Million Verbindungen je Quadratmillimeter ermöglichen. Das kann die Bandbreite zwischen Komponenten erhöhen und damit Speicher- sowie Verbindungsengpässe in stark integrierter KI-Hardware entschärfen. 34

Vertikale Stromversorgung statt zusätzlicher Verluste

Für KI-Systeme wurde zudem ein möglicher Übergang von flachen, dreistufigen Stromversorgungsarchitekturen zu vertikalen, zweistufigen Ansätzen genannt. Ziel sind geringere Übertragungsverluste und eine höhere Effizienz – ein zunehmend kritischer Punkt bei wachsender Leistungsdichte. 34

Kühlung wird zur Systemfrage

Steigende Leistungsaufnahme von Chips und KI-Servern macht das Thermomanagement zu einer grundlegenden Konstruktionsfrage, nicht bloß zu einem Thema der Gebäudetechnik. Cao verwies dabei auf Nvidias Einsatz einer Zweiphasen-Immersionskühlung als Beispiel für die technische Richtung. 34

Auch die begleitenden Diskussionen über Fertigungsanlagen drehten sich um Packaging. Ein Forum stellte Arbeiten an Anlagen zum Dünnen, Trennen und Hybrid Bonding heraus, darunter Systeme mit angegebenen Ausrichtungsoptionen von 80, 50 und 30 Nanometern. 35

Jiangsu setzt auf Labore, Plattformen und ein Industriebündnis

Die Veranstaltung diente zugleich dem Ausbau regionaler Halbleiterkompetenz. Jiangsu kündigte den Aufbau von drei provinziellen Schlüssellaboren mit geplanten Gesamtinvestitionen von mehr als 500 Millionen Yuan an und gründete die Jiangsu Integrated Circuit Industry Alliance. 341

Zu den angekündigten Vorhaben gehören:

• ein von JCET geleitetes, geplantes Labor für hochdichte optoelektrische Mikrosystemintegration – mit Schwerpunkten wie optoelektrischem Co-Packaging, großskaliger heterogener Integration, fortschrittlichen Substraten sowie 2,5D-/3D-Integration; 33
• ein von Chipown Microelectronics geleitetes Labor für intelligente Leistungs-ICs und -Module, das Leistungschips, Packaging-Integration und Zuverlässigkeit für Stromversorgungsszenarien der KI-Rechenleistung adressieren soll; 3338
• neue Produkte und Plattformen für 2,5D-/3D-Advanced-Packaging-Forschung, siliziumbasiertes Galliumnitrid für HF-Chips und hochauflösende Elektronenstrahl-Defektinspektion. 4

Die Allianz soll Unternehmen, Hochschulen, Forschungseinrichtungen und öffentliche Technologieplattformen in der Provinz verbinden. Ihre Bedeutung liegt weniger in einem einzelnen Produkt als in der Koordination über Design, Anlagenbau, Packaging, Materialien und Leistungshalbleiter hinweg – also genau jene Ebenen, auf denen der KI-getriebene Druck wächst. 4142

FPGA-Entwicklung im Zeitalter von KI-Agenten

Zhang Wei, Vorsitzender und General Manager von Fudan Microelectronics, argumentierte, dass sich die Entwicklung von FPGAs – programmierbaren Logikchips – durch die Zusammenarbeit mit KI-Agenten verändern könnte. Dadurch könne ein engerer Kreislauf aus Entwicklung und Verifikation entstehen.

Nach seiner Einschätzung ließe sich die Produktiteration von Monaten auf Wochen oder sogar Tage verkürzen. Fudan Microelectronics wolle im September einen Testzugang zu seiner Entwicklungsplattform fmfpga agent öffnen. 34

Worauf es jetzt ankommt

Die Wuxi-Konferenz beschreibt KI als Herausforderung für das gesamte Halbleitersystem, nicht nur als Wettbewerb um immer modernere Logikfertigung. Entscheidend wird sein,

1. ob sich das HBM-Angebot spürbar ausweiten lässt,
2. ob Hybrid Bonding und andere Packaging-Technologien wirtschaftlich hochskaliert werden können,
3. ob Stromversorgungs- und Kühlkonzepte mit der steigenden Leistungsdichte Schritt halten.

Für Chinas Industriepolitik wird die Umsetzung zum Prüfstein: Ob neue Labore, die Koordination durch die Allianz und die Entwicklung eigener Anlagen zu dauerhaft belastbaren Fähigkeiten in den derzeit besonders unter Druck stehenden Teilen der Lieferkette führen, muss sich erst zeigen. 3335