Die Lieferkette der KI-Chips, in einer Karte erklärt

Die Hardware, auf der künstliche Intelligenz läuft, durchläuft eine Lieferkette von außergewöhnlicher geografischer Konzentration. Sie zu verstehen erklärt den größten Teil der Geopolitik, die die Branche derzeit prägt.

Entwurf:

KI-Beschleuniger werden vor allem in den Vereinigten Staaten entworfen; der dominierende Entwickler hat seinen Sitz in Kalifornien, und bedeutende Vorhaben laufen bei weiteren amerikanischen Firmen sowie bei Cloud-Anbietern, die eigene Chips entwerfen.

Der Chipentwurf hängt zudem von Software zur elektronischen Entwurfsautomatisierung ab, geliefert von wenigen, überwiegend amerikanischen Firmen. Die Lizenzierung von Prozessorarchitekturen bildet eine weitere Engstelle, in der eine Firma mit Sitz im Vereinigten Königreich zentral ist.

Fertigungsanlagen:

Entwürfe in Chips zu verwandeln verlangt Anlagen von äußerster Komplexität. Lithografiesysteme im extremen Ultraviolett, unerlässlich für die fortschrittlichsten Strukturbreiten, kommen von einem einzigen niederländischen Unternehmen. Weitere kritische Anlagen stammen von amerikanischen und japanischen Zulieferern.

Japan ist auch bei Materialien zentral: Fotolacke, Spezialchemikalien und Siliziumscheiben kommen überproportional von japanischen Firmen.

Fertigung:

Die überwältigende Mehrheit modernster KI-Chips wird in Taiwan gefertigt, vor allem von einem Unternehmen. Südkorea verfügt über bedeutende fortgeschrittene Kapazität. Die Vereinigten Staaten, Japan und Europa bauen mit erheblicher öffentlicher Förderung mehr auf, und neue Werke brauchen Jahre, um vergleichbare Ausbeuten zu erreichen.

In der Fertigung ist die Konzentration am schärfsten und das geopolitische Risiko am höchsten.

Gehäusetechnik:

Zunehmend kritisch und häufig der eigentliche Engpass. Moderne KI-Chips vereinen mehrere Bauteile, darunter gestapelten Speicher, in einem einzigen Gehäuse, und die Kapazität für fortgeschrittene Gehäusetechnik ist in Taiwan konzentriert, mit wachsenden Fähigkeiten in Malaysia, Südkorea und anderswo.

Engpässe in der Gehäusetechnik haben das Angebot an Beschleunigern wiederholt begrenzt, unabhängig von der Fertigungskapazität.

Speicher:

Speicher mit hoher Bandbreite ist für die Leistung von KI-Beschleunigern unerlässlich und wird von wenigen Firmen hergestellt, vor allem in Südkorea, mit erheblicher amerikanischer und chinesischer Beteiligung. Die Speicherversorgung war in mehreren Phasen die bindende Beschränkung der Beschleunigerproduktion.

Montage und Systeme:

Server und Racks mit diesen Chips werden von taiwanischen Firmen entworfen und weitgehend gebaut, oft gefertigt in Taiwan, China, Mexiko oder Südostasien.

Rohstoffe:

Darunter liegt der Bergbau: Kupfer vor allem aus Chile, Peru und der DR Kongo; Kobalt weit überwiegend aus der DR Kongo; Seltene Erden, überwiegend in China verarbeitet; sowie verschiedene Spezialmaterialien mit konzentrierten Quellen.

Die Engstellen, auf die es ankommt:

Vier Punkte bündeln das Risiko: niederländische Lithografie, taiwanische Fertigung und Gehäusetechnik, koreanischer Speicher und die chinesische Verarbeitung kritischer Rohstoffe.

Jeder lässt sich schwer schnell nachbauen. Jeder ist zum politischen Instrument geworden, wobei Exportkontrollen, Subventionen und Investitionsprüfungen allesamt eingesetzt werden, um den Zugang zu steuern.

Warum die Diversifizierung langsam geht:

Fortgeschrittene Fertigung aufzubauen verlangt Kapital in zweistelliger Milliardenhöhe, Jahre des Baus und vor allem angesammeltes Prozesswissen, das sich nicht kaufen lässt. Neue Werke brauchen regelmäßig länger als angekündigt, um Produktionsausbeuten zu erreichen.

Förderprogramme in den Vereinigten Staaten, Europa, Japan, Indien und anderswo versuchen es, und die Ergebnisse bemessen sich in Jahren, nicht in Quartalen.

Der Ausblick:

Die Lieferkette wird sich allmählich diversifizieren und auf absehbare Zeit konzentriert bleiben. Wer KI-Fähigkeit prognostiziert, ob national oder unternehmerisch, prognostiziert implizit die Stabilität dieser wenigen Punkte, und deshalb zählen eine Meerenge in Ostasien und eine Ausfuhrgenehmigung in den Niederlanden für den Weg der KI mehr als die meisten Modellveröffentlichungen.