Billion-dollar chipkrige: Indblik i den højrisikable verden af global halvlederproduktion

I 2024 steg det globale salg af halvledere til over 600 milliarder dollars og kan nå 1 billion dollars årligt inden 2030.
Apples M1 Ultra indeholder 114 milliarder transistorer på en enkelt chip.
ASML er den eneste producent af EUV-litografiscannere, hvor hver maskine vejer omkring 180 tons og koster over 300 millioner dollars.
TSMC stod for omkring 55% af det globale foundry-marked i 2023, mens Samsung lå på omkring 15–20%, og Taiwan alene havde omkring 92% af verdens mest avancerede (<10nm) chipproduktionskapacitet.
De tre største leverandører af Electronic Design Automation—Synopsys, Cadence og Siemens EDA—dominerer designsoftware, der bruges til at udlægge milliarder af transistorer.
Chipmanglen i 2021 førte til et anslået tab på 210 milliarder dollars i bilsalg.
Den amerikanske CHIPS Act (2022) afsætter 52,7 milliarder dollars i direkte støtte til indenlandsk chipproduktion samt 25% investeringsskattefradrag.
Den europæiske Chips Act (2023) har til formål at mobilisere 43 milliarder euro for at fordoble Europas andel af chipproduktionen til 20% inden 2030.
Global chipproduktion udledte omkring 190 millioner tons CO2-ækvivalenter i 2024, og et enkelt moderne fabrik kan forbruge omkring 100 MW strøm kontinuerligt.
I midten af 2024 var 55% af den amerikanske halvlederarbejdsstyrke over 45 år, hvilket understreger en truende mangel på talenter.

Halvledere – de små siliciumchips – er hjernen i moderne elektronik, og findes i alt fra smartphones og biler til datacentre og kampfly. I 2024 steg det globale salg af halvledere til over 600 milliarder dollars og kan nå 1 billion dollars i 2030, hvilket understreger, hvor afgørende chips er blevet for verdensøkonomien deloitte.com, blog.veolianorthamerica.com. Disse mikrochips muliggør produkter og tjenester for billioner af dollars og udgør det skjulte fundament for vores digitale liv steveblank.com. Men i løbet af de sidste to år er halvlederproduktion blevet en arena med høje indsatser for innovation og geopolitisk spænding. En chipmangel drevet af pandemien viste, hvor skrøbelig forsyningskæden kan være, hvilket satte fabrikker i stå og drev priserne op. Samtidig kapløber nationer om at styrke den indenlandske chipproduktion af økonomiske og sikkerhedsmæssige årsager, investerer hundredvis af milliarder i nye fabrikker (chipfabrikker) og udløser en global “chipkrig.”

Denne rapport giver en omfattende, opdateret rundtur i halvlederverdenen – forklarer hvad halvledere er og hvordan de fungerer, hvordan chips fremstilles fra start til slut, hvem de største aktører er (virksomheder og lande) på hvert trin, og hvor sårbarhederne ligger i forsyningskæden. Vi dykker også ned i banebrydende teknologier og materialer der muliggør moderne chips, de nyeste innovationer og F&U-tendenser, samt de geopolitiske og politiske kampe der omformer industrien. Endelig undersøger vi den økonomiske indvirkning af halvledersektoren, dens miljømæssige fodaftryk, og de truende arbejdskraftudfordringer. Fra de seneste ekspertindsigter til nøgleudviklinger i 2024-2025, vil denne rapport belyse, hvorfor halvlederproduktion er et af de vigtigste – og mest omstridte – områder på planeten i dag.

Hvad er halvledere, og hvordan fungerer de?

Halvledere er materialer (som silicium), der kan fungere som elektrisk leder eller isolator under forskellige forhold, hvilket gør dem perfekte til at kontrollere elektrisk strøm techtarget.com. I praksis er en halvleder-enhed (chip) i bund og grund et netværk af små elektriske kontakter (transistorer), der kan tændes eller slukkes af elektriske signaler. Moderne integrerede kredsløb pakker milliarder af disse transistorkontakter på en chip på størrelse med en fingernegl, hvilket muliggør komplekse beregninger og signalbehandling. “Kort sagt er en halvleder en elektrisk kontakt, der kan tændes og slukkes af elektricitet. De fleste moderne teknologier består af millioner af disse små, sammenkoblede kontakter,” forklarer en TechTarget-ingeniørguide techtarget.com.

Fordi de præcist kan kontrollere strømflow, fungerer halvlederchips som “hjernen” eller “hukommelsen” i elektroniske enheder. Logikchips (som CPU’er, GPU’er, AI-acceleratorer) behandler data og træffer beslutninger, hukommelseschips lagrer information, og analog-/strømchips forbinder til den fysiske verden. Ved at dope rene halvlederkrystaller med små urenheder skaber producenter komponenter som transistorer, dioder og integrerede kredsløb der udnytter kvantefysik til at skifte og forstærke elektriske signaler techtarget.com. Resultatet er, at halvledere kan udføre aritmetik, lagre binære data og forbinde til sensorer/aktuatorer – egenskaber, der ligger til grund for stort set al moderne teknologi, fra digitale kommunikationer til husholdningsapparater og medicinsk udstyr steveblank.com.

Dagens chips er forbløffende ingeniørbedrifter. En avanceret processor kan indeholde titusindvis af milliarder af transistorer indgraveret i silicium, med strukturer så små som få nanometer (på atomart niveau). For eksempel indeholder Apples M1 Ultra-chip 114 milliarder transistorer på et enkelt stykke silicium bipartisanpolicy.org. Disse transistorer skifter til og fra ved gigahertz-hastigheder, hvilket gør det muligt for enheden at udføre milliarder af operationer i sekundet. Kort sagt er halvledere blevet den moderne verdens grundlæggende teknologi, der driver alt fra smartphones og biler til cloud-servere og industrimaskiner. Det siges ofte, at “halvledere er det nye olie” – en essentiel ressource, som nationer og industrier er afhængige af for fremskridt og sikkerhed.

Sådan laves chips: Halvlederfremstillingsprocessen

At bygge en mikrochip er en af de mest komplekse fremstillingsprocesser nogensinde udviklet – “en branche, der manipulerer materialer atom for atom” i fabrikker, der koster titusindvis af milliarder af dollars steveblank.com. Det hele starter med råmaterialer og ender med færdige chips pakket til brug. Her er et overblik over chipfremstilling fra start til slut:

Fra rå silicium til wafer: Almindeligt sand (siliciumdioxid) raffineres til rent silicium. En siliciumkrystal vokser og skæres derefter i tynde wafers (runde skiver), der kan rumme tusindvis af chips bipartisanpolicy.org. Hver wafer ser blank og glat ud, men på mikroskopisk niveau er det et fejlfrit gitter af siliciumatomer.
Front-end-fremstilling: Den virkelige magi sker i det støvfri “fab”, hvor komplekse kredsløb konstrueres på hver wafer. Chipfremstilling involverer hundredvis af præcise trin, men de vigtigste faser omfatter: deponering af ultratynde materialelag på waferen; photoresist-belægning; fotolitografi (ved at bruge fokuseret lys til at ætse små mønstre på waferen via masker, ligesom at printe et kredsløbs-blåtryk); ætsning og doping (fjernelse af materiale og implantering af ioner for at danne transistorer og forbindelser); og gentagelse af disse trin lag for lag bipartisanpolicy.org. Transistorer – i bund og grund tænd/sluk-kontakter – bygges af disse mønstrede lag, der skaber mikroskopiske elektriske forbindelser. Dette er nanometerskala-fremstilling – moderne chips kan have 50+ lag kredsløb og strukturer så små som 3 nm (nanometer) brede. Hvert trin skal kontrolleres med atomar præcision; et støvkorn eller en lille fejljustering kan ødelægge chippen.
Back-end og pakning: Efter front-end-fremstillingen indeholder det færdige wafer et gitter af mange individuelle chips (dies). Waferen bliver skåret i separate chips, og hver chip bliver derefter pakket. Pakning indebærer at montere den skrøbelige chip på et substrat, forbinde den til små guld- eller kobberkontakter og indkapsle den (ofte med en beskyttende harpiks og varmefordeler), så den kan håndteres og integreres på kredsløbskort bipartisanpolicy.org. Den pakkede chip er det, der bliver loddet på din telefons bundkort eller PC’ens kredsløbskort. Chips gennemgår også grundig testning på dette trin for at sikre, at de fungerer som de skal.

På trods af den forenklede opsummering ovenfor er fremstilling af avancerede halvledere en ekstremt kompleks, flere-måneders proces. En førende chip kan kræve over 1.000 procestrin og ekstremt præcisionsudstyr. For eksempel kan de nyeste fotolitografimaskiner (som projicerer kredsløbsmønstre med ultraviolet lys) koste over 300 millioner dollars stykket, og hver sådan maskine “kan forbruge lige så meget elektricitet som tusind hjem,” ifølge Bloomberg bipartisanpolicy.org. Disse værktøjer bruger ekstrem ultraviolet (EUV) lys til at udskære ultrasmå strukturer og er så sofistikerede, at kun ét firma i verden (ASML i Holland) i øjeblikket fremstiller dem patentpc.com. Kapitaludgiften er enorm: opførelse af et nyt chip-fab kan tage over 3 år og koste over 10 milliarder dollars i investeringer bipartisanpolicy.org. Førende virksomheder som TSMC, Samsung og Intel bruger årligt titusindvis af milliarder på at udvide og udstyre fabrikker.

Udbyttet af alt dette arbejde er forbløffende teknologi: Et enkelt 12-tommers wafer kan, når det er fuldt bearbejdet, indeholde hundredvis af færdige chips, der tilsammen rummer billioner af transistorer steveblank.com. Hver chip bliver testet og kan udføre milliarder af beregninger i sekundet, når den tages i brug. Den lille skala og høje tæthed af moderne chips giver dem utrolig kraft. Som en brancheblog bemærkede, har waferen i renrummet “to billioner transistorer på sig” fremstillet med atomart niveau af kontrolsteveblank.com. Denne fremstillingsdygtighed – løbende forfinet gennem årtier – er det, der muliggør vores kraftfulde og overkommelige elektronik i dag.

Vigtige aktører i halvlederforsyningskæden (virksomheder & lande)

Produktion af halvledere håndteres ikke af én enkelt type virksomhed; det er et indviklet økosystem af firmaer, som hver især specialiserer sig i forskellige faser. Hvis vi kigger ind i forsyningskæden, finder vi et netværk af hundredvis af højt specialiserede aktører globalt, som alle er afhængige af hinanden steveblank.com. Her er de vigtigste kategorier af aktører og hvem der dominerer dem:

Chipdesignere (Fabless-virksomheder): Disse virksomheder designer halvlederchips, men outsourcer den faktiske produktion. De skaber tegningerne og den intellektuelle ejendomsret til chips. Mange af verdens mest kendte chipmærker – herunder Apple, NVIDIA, Qualcomm, AMD, Broadcom – er fabless-designere. USA har en stærk føring i dette segment (hjem for ~50% af fabless-virksomhederne patentpc.com), sammen med virksomheder i Europa (f.eks. ARM i Storbritannien for chip-IP-kerner steveblank.com) og Asien. Fabless-virksomheder fokuserer på F&U og innovation inden for chiparkitektur og hyrer derefter kontraktproducenter til at fremstille chipene.
Integrerede enhedsproducenter (IDM’er): Dette er giganter som Intel, Samsung og Micron, der både designer og fremstiller chips internt. Intel (USA) har historisk set været førende inden for design/fremstilling af mikroprocessorer til pc’er og servere, Samsung (Sydkorea) og Micron (USA) gør dette især inden for hukommelseschips. IDM’er kontrollerer deres egne fabrikker og producerer chips til deres egne produkter (og nogle gange for andre). Tendensen i de seneste årtier har dog været et skift mod fabless-foundry-modellen for større effektivitet.
Halvlederstøberier (kontraktproducenter): Støberier er de chip-fabrikker, der faktisk fremstiller chips (for fabless-kunder eller IDMer, der outsourcer noget produktion). Dette segment domineres af asiatiske virksomheder. Taiwans TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.) er den ubestridte leder, og kontrollerer alene ca. 55 % af det globale foundry-marked pr. 2023 patentpc.com. TSMC er den foretrukne producent for Apple, AMD, NVIDIA og mange andre, især for de mest avancerede chips (5nm, 3nm noder). Samsung i Sydkorea er det næststørste foundry (omkring 15–20 % markedsandel) patentpc.com, og producerer også avancerede logikchips. Andre bemærkelsesværdige foundries inkluderer GlobalFoundries (USA, med fokus på mellemklasse-noder), UMC (Taiwan) og SMIC (Kinas største foundry). Bemærk, at Taiwan og Sydkorea tilsammen står for langt størstedelen af den mest avancerede chipproduktion – faktisk ligger omkring 92 % af verdens mest avancerede (<10nm) chipproduktionskapacitet alene i Taiwan, ifølge en amerikansk regeringsrapport fra 2023 usitc.gov. Dette understreger, hvor koncentreret chipfremstilling er blevet i få områder.
Producenter af hukommelseschips: Hukommelse er en specialiseret undersektor, men vital (til RAM, flash-lagring osv.). Den domineres af IDMer som Samsung og SK Hynix (begge sydkoreanske) og Micron (USA). For eksempel producerer Samsung og SK Hynix tilsammen over 70 % af verdens DRAM-hukommelseschipspatentpc.com. Disse virksomheder investerer massivt i fremstilling af DRAM og NAND flash-hukommelse, ofte i enorme faciliteter i Sydkorea, Taiwan, USA, Japan og Kina.
Leverandører af halvlederudstyr: Disse virksomheder bygger værktøjer og maskiner til chipfremstilling – en absolut kritisk, højteknologisk industri i sig selv. Førende udstyrsproducenter inkluderer ASML (Holland), som eksklusivt fremstiller EUV-litografisystemer, der er essentielle for 7nm-og-under chips patentpc.com; Applied Materials, Lam Research, KLA (alle USA), som leverer udstyr til deponering, ætsning og inspektion; Tokyo Electron og Nikon (Japan) til litografi- og ætsningsværktøjer; og andre. Uden disse avancerede maskiner kan fabrikkerne ikke fungere. USA, Japan og Holland har historisk domineret halvlederudstyr – en af grundene til, at eksportrestriktioner på disse værktøjer er blevet et geopolitisk emne (mere om det senere).
Materiale- og kemikalieleverandører: Chipfremstilling er også afhængig af en kompleks forsyning af specialiserede materialer – fra ultrarene siliciumskiver til eksotiske kemikalier og gasser. Et par eksempler: Shin-Etsu Handotai og SUMCO (Japan) producerer en stor andel af verdens siliciumskiver. JSR, Tokyo Ohka Kogyo (Japan) og andre leverer fotomodstands-materialer (lysfølsomme kemikalier) steveblank.com. Industrigasfirmaer som Linde, Air Liquide leverer de over 100 typer gasser, der bruges i fabrikker (f.eks. fluor, neon, argon) steveblank.com. Mange af disse kritiske materialer er koncentreret i Japan, Kina og Europa. For eksempel har Japan længe været en stormagt inden for halvlederkemikalier, mens Kina raffinerer mange sjældne mineraler, der bruges i chips (som gallium og germanium). Det betyder, at lande, der dominerer råmaterialer (Kina, Rusland osv.) og dem, der udmærker sig i specialiserede kemikalier (Japan), har uforholdsmæssigt store roller i forsyningskæden.
EDA- og IP-leverandører: Før fremstilling skal chips designes og verificeres. Electronic Design Automation (EDA) softwareværktøjer leveres reelt af tre store virksomheder – Synopsys, Cadence (begge USA) og Siemens EDA (Mentor Graphics) – alle amerikanske eller amerikansk-allierede firmaer steveblank.com. De har nærmest monopol på den komplekse software, som ingeniører bruger til at placere milliarder af transistorer og køre simuleringer. Derudover bliver kerne-designs (som CPU-kerner) ofte licenseret fra IP-virksomheder som ARM (UK), der leverer blueprint-designs, som bruges i de fleste mobile processorer steveblank.com. Disse upstream-aktører er afgørende for hele industrien.
Outsourced Semiconductor Assembly and Test (OSAT): Når skiverne er lavet, håndterer specialiserede underleverandører pakning og test af chips. Store OSAT-virksomheder inkluderer ASE Technology Holding (Taiwan) – verdens største pakker – og Amkor (USA), samt mange med base i Kina, Malaysia og Vietnam. Faktisk er Sydøstasien blevet et knudepunkt for chip-samling: for eksempel står Malaysia for omkring 13% af verdens chip-pakning og test services patentpc.com, og Vietnams OSAT-sektor vokser hurtigt patentpc.com. Disse faser er arbejdskraftintensive, og virksomheder placerer dem ofte i lande med kvalificeret arbejdskraft og lavere omkostninger.

Med hensyn til lande: forskellige nationer specialiserer sig i forskellige led af denne kæde. Taiwan er superstjernen inden for chipfremstilling, især avancerede logikchips – alene havde de ca. 65 % af foundry-markedsandelen i 2023 patentpc.com og er uundværlig for banebrydende chips (med TSMC’s dominans). Sydkorea er førende inden for hukommelseschips og også foundry (Samsung), og står for ca. 20 % af den globale chipproduktion patentpc.com. De Forenede Stater er fortsat førende inden for chip design (hjemsted for mange fabless-giganter og IDMs som Intel) og inden for visse fremstillingsudstyr, men USA’s andel af den faktiske produktion er faldet fra 37 % i 1990 til omkring 12 % i 2023 patentpc.com efterhånden som produktionen er flyttet til Asien. Dette fald er, hvad den amerikanske regering nu forsøger at vende via incitamenter (mere om det nedenfor). Kina er et særtilfælde – det er den største forbruger af chips (samler elektronik til verden) og producerer mange modne node-chips og pakning, men er afhængig af import for de mest avancerede chips. I 2023 var Kinas selvforsyning med halvledere kun ca. 16 % patentpc.com, og landet brugte svimlende 350 milliarder dollars på importerede chips i 2022 patentpc.com. Kina investerer dog massivt for at øge den indenlandske produktion til 70 % inden 2030 patentpc.com, og opbygger virksomheder som SMIC og YMTC (hukommelse). Japan var en dominerende chipproducent i 1980’erne og er stadig en stor aktør inden for materialer og udstyr. I dag er Japan ved at genindtræde i produktionen via partnerskaber (f.eks. bygger TSMC en fabrik i Japan, og et nyt konsortium Rapidus sigter mod at producere 2nm-chips lokalt), og udnytter sin styrke inden for kvalitetsproduktion og statslig støtte. Europa (EU) har nogle chipproducenter (f.eks. Infineon i Tyskland for bilchips, STMicroelectronics i Frankrig/Italien, NXP i Holland) og er hjemsted for ASML, men samlet set er Europas andel af den globale chipproduktion omkring 8-10 % techhq.com. EU arbejder på at fordoble dette inden 2030 (til ca. 20 %) via sin egen Chips Act og ved at tiltrække TSMC og Intel til at bygge fabrikker i Europaconsilium.europa.eu. Ud over disse spiller lande som Malaysia, Vietnam, Thailand, Filippinerne en afgørende rolle i samling og test (hvilket giver modstandsdygtighed og diversificering i de senere faser af forsyningskæden) patentpc.com. Selv nye aspiranter som Indien og Saudi-Arabien har annonceret store investeringer for at komme ind på halvledermarkedet (Indien tilbyder incitamenter til fabrikker, og Saudi-Arabien planlægger $100 mia. inden 2030 for at opbygge en chipindustri) patentpc.com.

Sammenfattende er produktionen af halvledere en globalt fordelt indsats, men med kritiske flaskehalse – nogle få virksomheder eller lande fører hvert segment. For eksempel står kun tre virksomheder (TSMC, Samsung, Intel) for langt størstedelen af den avancerede chipproduktion, og kun tre lande (Taiwan, Sydkorea, Kina) producerer næsten alle chips i dag patentpc.com. Denne koncentrerede struktur har store konsekvenser for forsyningskædesikkerhed, som vi ser nærmere på næste gang.

Forsyningskædens struktur og sårbarheder

Halvlederforsyningskæden er blevet kaldt “den mest komplekse forsyningskæde i nogen industri” usitc.gov – og de seneste begivenheder har afsløret, hvor skrøbelig den kan være. Fra naturkatastrofer til geopolitiske konflikter truer en række sårbarheder det gnidningsfrie chip-flow. Centrale flaskehalse og risici omfatter:

Stor geografisk koncentration: Branchens geografiske klyngedannelse betyder, at en forstyrrelse i én region kan lamme hele verden. Dette ses tydeligst i Taiwans store rolle. Selvom Taiwan producerer omkring 18% af alle chips målt i volumen, står landet for “omkring 92% af verdens mest avancerede chipproduktionskapacitet,” ifølge en USITC-rapport fra 2023 usitc.gov. Med andre ord kommer næsten alle avancerede (sub-10nm) chips fra Taiwan (primært TSMC), med resten fra Sydkorea. Dette er en enorm forsyningsrisiko – enhver afbrydelse (et jordskælv, en geopolitisk krise) kan lamme globale teknologiske forsyningskæder usitc.gov. Eksperter bemærker faktisk, at en større forstyrrelse af Taiwans fabrikker ville være en økonomisk katastrofe langt ud over teknologisektoren. Sydkorea er et andet enkelt fejlpunkt: for eksempel kommer næsten alle avancerede hukommelseschips fra to virksomheder der. Dette har fået lande og virksomheder til nu at forsøge at diversificere produktionen geografisk (et skifte fra globalisering til “regionalisering”) nefab.com, men det tager tid at bygge nye fabrikker andre steder.
Afhængighed af enkeltleverandører: Visse kritiske input er afhængige af eneste eller meget få leverandører. Et godt eksempel er ASML – det hollandske firma er den eneste kilde til EUV-litografimaskiner, der er nødvendige for topmoderne chips patentpc.com. Hvis ASML ikke kan levere udstyr (hvad enten det skyldes eksportforbud eller produktionsproblemer), går chipudviklingen i stå. Tilsvarende har vigtige kemikalier ofte kun få kvalificerede leverandører. For eksempel leverer en håndfuld japanske firmaer de fleste fotoresist-kemikalier globalt. Avanceret chipdesign-software (EDA-værktøjer) er en anden flaskehals, domineret af kun tre amerikanske leverandører. Disse koncentrationspunkter betyder, at hele kæden kun er så stærk som det svageste (eller smalleste) led.
Risici ved materialer og naturressourcer: Produktion af halvledere afhænger af visse sjældne materialer og raffinerede kemikalier – og forsyningschok på disse har givet problemer. Krigen mellem Rusland og Ukraine i 2022 illustrerede dette: Ukraine leverede omkring 25–30 % af verdens rensede neongas (brugt til laserlitografi), og Rusland leverede en lignende andel af verdens palladium (brugt i nogle chipprocesser) usitc.gov. Da krigen forstyrrede disse leverancer, truede det chipproduktionen, indtil alternative kilder blev optrappet usitc.gov. Et andet eksempel kom i midten af 2023: Kina gengældte amerikanske teknologirestriktioner ved at forbyde eksport af gallium og germanium – to ukendte metaller, der er vitale for halvlederlasere, radiofrekvenschips og solceller deloitte.com. Kina producerer størstedelen af disse grundstoffer, så tiltaget fik producenter til at lede efter andre leverandører. Disse hændelser fremhæver en sårbarhed: hvis en enkelt kilde til et kritisk materiale går offline, kan det skabe en flaskehals i hele chipfremstillingsprocessen.
Ekstrem kompleksitet og leveringstider: Det kan tage måneder at fremstille et parti chips og år at bygge en ny fabrik fra bunden. Denne lange leveringstid betyder, at forsyningskæden ikke hurtigt kan komme sig efter forstyrrelser. Under COVID-19-pandemien førte for eksempel en hurtig stigning i efterspørgslen kombineret med nedlukninger til en alvorlig chipmangel i 2021, som tog over et år at løse gradvist usitc.gov. Manglen ramte især bilproducenter hårdt – fabrikker gik i stå, og bilindustrien mistede anslået 210 milliarder dollars i salg i 2021 på grund af mangel på chips usitc.gov. Den komplekse, just-in-time karakter af chipforsyningen (med minimal lagerbeholdning) betyder, at selv en mindre fejl – en brand på en japansk fabrik, en frost i Texas der lammer fabrikker, eller tørke i Taiwan der reducerer vandforsyningen – kan føre til globale produktionsforsinkelser. Vi så dette med en brand på en Renesas-bilchipfabrik i 2021 og strømafbrydelser på Texas-fabrikker samme år, som hver især forårsagede forsinkelser ned gennem produktionskæden.
Skrøbelig “just-in-time”-kæde: I årevis har effektivitet fået virksomheder til at holde lagre lave og stole på realtidsforsyning. Men det efterlod ingen buffer mod forstyrrelser. Den globaliserede kæde var optimeret til omkostninger, ikke robusthed. Nu, med erfaringerne fra pandemien, presser virksomheder og regeringer på for “robusthed” – opbygning af større lagre af chips eller input, “friendshoring” produktion til betroede lande og dobbeltsourcing af kritiske komponenter reuters.com. Alligevel sker ændringerne gradvist og er dyre.
Geopolitisk fragmentering: Måske den største nye sårbarhed er politiseringen af chip-forsyningskæden. Den amerikansk-kinesiske teknologirivalisering har ført til eksportkontroller og sortlister, der reelt deler verden i to for halvledere. “Inden for chipsektoren er globaliseringen død. Frihandel er ikke helt død, men den er i fare,” sagde TSMC’s grundlægger Morris Chang i 2023. Det seneste år har USA og dets allierede i stigende grad begrænset Kinas adgang til avanceret chipteknologi af frygt for sikkerhedsmæssige konsekvenser. Dette har fået Kina til at satse endnu mere på egen teknologi og endda indføre visse eksportrestriktioner som modsvar. Resultatet er en mere todelt forsyningskæde – hvor vestligt-orienterede og Kina-orienterede økosystemer kan blive mindre indbyrdes afhængige. Selvom dette kan give en vis redundans, betyder det også mindre effektivitet, højere omkostninger og potentiel dobbeltarbejde på tværs af to teknologiske sfærer theregister.com. Chang udtalte direkte, at “globaliseringen er næsten død og frihandel er næsten død”theregister.com, og advarede om, at den gyldne æra for en samlet global chipkæde er ved at være slut. Denne overgangsperiode medfører usikkerhed og risiko, da virksomheder skal navigere i komplekse nye regler for, hvem de må sælge til, og hvor de må bygge.

Kort sagt er halvlederforsyningskæden et tveægget sværd: dens globale karakter har givet bemærkelsesværdig innovation og skala til lave omkostninger, men den har også skabt farlige enkeltpunktsfejl. En tørke i Taiwan eller en politisk konflikt i Det Sydkinesiske Hav er ikke kun et lokalt problem – det kan forstyrre produktionen af smartphones, biler og datacenter-servere verden over usitc.gov. Denne erkendelse driver nu massive bestræbelser på at øge robustheden – fra statslige subsidier til lokale fabrikker til diversificering af leverandører. Men det tager tid at opbygge redundans, og i mellemtiden er verden fortsat meget sårbar over for chok i halvlederforsyningen.

Nøglematerialer og teknologier i chipfremstilling

Kunsten at fremstille chips bygger på en række banebrydende teknologier og specialiserede materialer. At forstå disse giver indsigt i, hvorfor chipproduktion er så udfordrende (og hvorfor kun få aktører kan gøre det på det højeste niveau):

Siliciumskiver: Størstedelen af chips fremstilles på silicium – et rigeligt grundstof, hvis halvlederegenskaber gør det ideelt. Siliciumblokke skæres i spejlglatte skiver (300 mm i diameter for de mest avancerede fabrikker i dag). Disse skiver er udgangspunktet for chips. Fremstilling af fejlfri, rene siliciumkrystaller er i sig selv en højteknologisk proces, som kun få virksomheder (for det meste i Japan) mestrer. Andre halvledermaterialer bruges også til nicheanvendelser: f.eks. galliumarsenid eller indiumphosphid til højfrekvente RF-chips, og siliciumcarbid (SiC) eller galliumnitrid (GaN) til højeffekt-elektronik (som elbil-motorstyringer og 5G-basestationer), på grund af deres overlegne elektriske egenskaber ved høje spændinger eller frekvenser. Disse sammensatte halvledere er afgørende for 5G, elbiler og rumfart, og der arbejdes på at øge deres produktion (ofte med involvering af amerikanske, europæiske og japanske virksomheder, der fører an inden for materialeteknologi).
Fotolitografiteknologi: Kernen i moderne chipfremstilling er fotolitografi – brug af lys til at ætse bittesmå mønstre. Denne teknologi har nået næsten science fiction-lignende niveauer. De førende fabrikker bruger i dag ekstrem ultraviolet (EUV) litografi, som arbejder ved en bølgelængde på 13,5 nm og involverer ekstremt komplekse optiske systemer, plasma-lyskilder og vakuumsystemer. Som nævnt er ASML den eneste producent af EUV-scannere patentpc.com. Hver EUV-maskine vejer 180 tons, har tusindvis af komponenter (Zeiss-spejle, laserfremstillet plasma-lyskilde osv.) og koster over 300 millioner dollars bipartisanpolicy.org. EUV muliggør mønstring af strukturer på ~7 nm og derunder med færre processkridt. Til ældre teknologinoder (f.eks. 28nm, 14nm) bruger fabrikker Deep Ultraviolet (DUV) litografi – stadig komplekst, men med en lidt bredere leverandørbase (ASML, Nikon, Canon leverer disse værktøjer). Fremskridt inden for litografi har været den vigtigste drivkraft bag Moores lov, som har muliggjort fordobling af transistor-tætheder. Det næste skridt inden for litografi er allerede under udvikling: High-NA EUV (højere numerisk apertur-linser til endnu finere mønstre), målrettet chips på 2nm og derunder i 2025-2026. Hele chipverdenen afhænger i høj grad af fremskridt inden for denne optiske teknologi.
Kemiske processer og gasser: En moderne fabrik anvender et forbløffende udvalg af kemikalier – fra gasser som fluor, argon, nitrogen, silan til flydende opløsningsmidler, syrer og fotoresister. Mere end 100 forskellige gasser (mange giftige eller højt specialiserede) kan blive brugt i forskellige deponerings- og ætsetrin steveblank.com. Fotoresistkemikalier er lysfølsomme polymerer, der spredes på wafere for at overføre kredsløbsmønstre – et nicheområde domineret af japanske firmaer steveblank.com. Chemical Mechanical Planarization (CMP) slurries indeholdende nano-slidmidler bruges til at polere waferlag flade steveblank.com. Selv de-ioniseret ultrarent vand er et kritisk “materiale” – fabrikker bruger enorme mængder til at skylle wafere (som diskuteret i miljøafsnittet). Hvert materiale skal opfylde ekstreme renhedskrav, fordi et enkelt forureningsatom eller -partikel kan ødelægge milliarder af transistorer. Så forsyningen af disse materialer er en højteknologisk indsats i sig selv, ofte med få kvalificerede leverandører (og dermed sårbar over for forstyrrelser som nævnt tidligere).
Transistorteknologi (Node-generationer): Chips klassificeres ofte efter deres “node” eller transistorstørrelse – f.eks. 90nm, 28nm, 7nm, 3nm osv. Mindre er generelt bedre (flere transistorer pr. areal, højere hastighed, lavere strømforbrug). Hvordan fremstilles disse små transistorer? Det involverer både litografi for at definere deres små strukturer og smart transistorarkitektur. Industrien gik fra traditionelle flade (planare) transistorer til FinFET (3D-fintransistorer) omkring 22nm-noden for at kontrollere lækage. Nu, ved ~3nm, introduceres et nyt design kaldet Gate-All-Around (GAA) eller nanosheet-transistorer (Samsungs 3nm bruger GAA, og TSMC/Intel planlægger GAA ved 2nm) – dette omslutter transistorens gate fuldstændigt omkring kanalen for endnu bedre kontrol. Disse fremskridt i enhedsstrukturen, sammen med nye materialer (f.eks. high-κ dielektrika, metalgates), har forlænget Moore’s lov, selvom simpel skalering bliver sværere bipartisanpolicy.org. Der er en hel pipeline af F&U i nye materialer på transistor-niveau – for eksempel brug af germanium eller 2D-materialer (som grafen) til kanaler for at øge mobiliteten, eller III-V halvledere til visse lag. Selvom de endnu ikke er i masseproduktion til logik, kan sådanne materialer dukke op i de kommende år, efterhånden som siliciumtransistorer når fysiske grænser.
Pakning og chip-integrationsteknologi: Efterhånden som transistorer bliver mindre og giver aftagende udbytte, flytter innovationen sig til chip-pakning og integration. Avanceret pakning gør det muligt at kombinere flere chips (chiplets) i én pakke, forbundet med høj-densitetsforbindelser. Teknikker som TSMC’s CoWoS og SoIC, Intels Foveros og AMD’s chiplet-arkitektur gør det muligt for designere at blande og matche forskellige “tiles” (CPU-kerner, GPU, IO, hukommelse) i ét modul. Dette forbedrer ydeevne og udbytte (mindre chips er lettere at fremstille uden fejl og kan derefter samles). For eksempel bruger AMD’s nyeste CPU’er chiplets, og Intels kommende Meteor Lake gør det samme. 3D-stabling er en anden teknologi – hvor chips placeres oven på hinanden, som at stable hukommelse på logik (f.eks. HBM high-bandwidth memory stacks) for at overvinde båndbredde-flaskehalse. Branchen standardiserer chiplet-grænseflader (UCIe), så chips fra forskellige leverandører måske en dag kan fungere sammen i én pakke bakerbotts.com. Kort sagt, “chiplets er som Lego-klodser – mindre, specialiserede chips, der kan blandes og matches for at skabe mere kraftfulde systemer,” som MIT Tech Review udtrykte det (et billede på en stor innovationstrend). Denne pakningsrevolution er en nøgleteknologi for fortsat at forbedre systemydelsen, selv hvis transistor-skalering går langsommere.
Designsoftware & IP: Selvom det ikke er et materiale, er det værd at bemærke de EDA (Electronic Design Automation) værktøjer og IP-kerner, der bruges til at designe chips, er afgørende teknologier i sig selv. Moderne chips er så komplekse, at AI-assisteret EDA er på vej frem – værktøjer udnytter nu maskinlæring til at optimere chip-layouts og verificere design hurtigere steveblank.com. På IP-siden er kerne-designs som ARMs CPU-kerner eller Imaginations GPU-kerner grundlæggende teknologi, som mange chipfirmaer licenserer i stedet for at opfinde dem selv, og fungerer dermed som byggesten.
Fremvoksende computerparadigmer: Ud over traditionelle digitale chips udforskes nye teknologier: kvantecomputerchips (der bruger qubits lavet af superledende kredsløb eller fangede ioner) lover eksponentielle hastighedsforøgelser for visse opgaver, selvom de stadig er på forskningsniveau. Fotoniske integrerede kredsløb bruger lys i stedet for elektricitet til kommunikation og potentielt beregning ved meget høje hastigheder med lav varme – allerede brugt i noget kommunikationsinfrastruktur. Neuromorfe chips sigter mod at efterligne hjernens neurale netværk i hardware til AI-applikationer. Selvom disse endnu ikke er mainstream, kan igangværende F&U gøre dem til en del af halvlederlandskabet i de kommende år.

Sammenfattende kræver fremstilling af halvledere beherskelse af et forbløffende udvalg af teknologier – fra materialevidenskab (dyrkning af perfekte krystaller, kemi i ætsning) til optisk fysik (nano-fotonik i litografi) til datalogi (designalgoritmer). Kompleksiteten er grunden til, at kun få økosystemer (Taiwan, Sydkorea, USA, Japan, Europa) har fuld kontrol over disse teknologier, og hvorfor efternølere står over for store udfordringer for at indhente. Det er også grunden til, at chips er så svære at lave – men så mirakuløse i, hvad de kan præstere.

Innovationer og F&U-retninger

Halvlederindustrien drives af utrættelig innovation – berømt opsummeret i Moore’s Lov, observationen om, at antallet af transistorer på chips omtrent fordobles hvert andet år. Selvom Moore’s Lov er ved at bremse op på grund af fysiske begrænsninger, er forskning og udvikling (F&U) i chipverdenen mere livlig end nogensinde og udforsker nye måder at fortsætte med at forbedre ydeevnen. Her er nogle centrale innovationer og fremtidige retninger pr. 2024-2025:

Skubbe nodegrænsen: De store aktører konkurrerer om at kommercialisere de næste generationer af chipteknologi. TSMC og Samsung begyndte produktion af 3 nanometer i 2022-2023; nu planlægger TSMC 2 nm fabrikker i 2025-2026, og IBM (sammen med Rapidus i Japan) har endda demonstreret en laboratorieprototype af en 2 nm chip. Intel sigter mod at genvinde proceslederskabet med noder, de kalder 20A og 18A (svarende til ca. 2 nm) i 2024-2025, hvor de integrerer båndformede GAA-transistorer (“RibbonFET”). Hver nodeformindskelse kræver enorm F&U – nye litografiteknikker, nye materialer (som kobolt eller ruthenium til forbindelser, nye isolatorer) og flere EUV-lag. Der tales endda om sub-1nm (såkaldte angstrom-skala) processer senere i årtiet, selvom “nm”-betegnelserne til den tid mest er markedsføring – de faktiske strukturstørrelser kan være blot få atomer tykke.
Chiplet- og modulære arkitekturer: Som nævnt er chiplet-baseret design en væsentlig innovation at holde øje med. Det er allerede i brug (AMD’s Zen-processorer, Intels kommende Meteor Lake, Apples M1 Ultra, som i bund og grund sammensmelter to M1 Max-chips via en interposer), og det udvikler sig med standardiserede grænseflader. Denne modulære tilgang gør det muligt at genbruge IP-blokke, blande procesnoder (f.eks. placere analog på en ældre node-chiplet, CPU’er på en nyere node-chiplet) og opnå bedre udbytte. UCIe (Universal Chiplet Interconnect Express)-konsortiet, der blev dannet i 2022, udvikler åbne standarder, så en virksomhed potentielt kan købe færdiglavede chiplet-komponenter og integrere dem – som at sætte Lego-klodser sammen. I 2024 ser vi chiplets muliggøre mere specialiserede kombinationer, såsom nem integration af AI-acceleratorer eller HBM-hukommelsesstakke for at skalere ydeevnen bakerbotts.com. Fremadrettet kan dette drastisk ændre, hvordan chips designes, og hvem der kan producere dem (sænke adgangsbarriererne for nye aktører, der kan fokusere på én chiplet-niche).
Kunstig intelligens (AI) og specialiserede chips: Den eksplosive efterspørgsel efter AI-beregning (f.eks. træning af store neurale netværk til generativ AI) former chipinnovation. Traditionelle CPU’er er ineffektive til AI-arbejdsbelastninger, så GPU’er (grafikprocessorer) og AI-acceleratorer (TPU’er, NPU’er osv.) er meget efterspurgte. I 2024 så vi et “AI-guldfeber” inden for halvledere – Nvidias datacenter-GPU’er sælges for eksempel så hurtigt, som de kan fremstilles, og mange startups designer AI-specifikke chips. Generative AI-chips (der spænder over CPU’er, GPU’er, specialiserede AI-acceleratorer, hukommelse, netværk) oversteg sandsynligvis $125 milliarder i omsætning i 2024 – mere end det dobbelte af de oprindelige prognoser – og udgjorde over 20% af alle chipsalg deloitte.com. Dette driver F&U i retning af arkitekturer optimeret til AI: tænk tensorprocessorer, neuromorfe chips, in-memory computing (databehandling i hukommelsesarrays) og endda analog databehandling til AI. Store aktører som NVIDIA, Google (TPU), Amazon (Inferentia) og startups (Graphcore, Cerebras osv.) presser på med innovative design. AMD’s CEO Lisa Su vurderede, at det samlede marked for AI-relaterede chips kunne nå op på $500 milliarder i 2028 deloitte.com – et tal større end hele halvledermarkedet i 2023, hvilket understreger AI’s transformative potentiale. Sådanne prognoser driver enorme investeringer i AI-chip F&U.
3D-integration & heterogen integration: Ud over chiplets side om side er 3D-stabling (chips oven på hinanden) en anden grænse. Hukommelsesstabling (f.eks. HBM på GPU’er) er allerede almindeligt. Næste skridt er at stable logikchips for at forkorte forbindelser – for eksempel ved at placere cache-hukommelse direkte oven på et CPU-kernelag for hurtigere adgang. Forskningsprojekter udforsker 3D IC’er med tusindvis af vertikale forbindelser (gennem-silicium via’er eller endda sammenlimede forbindelser mellem chips på nanoskala). Heterogen integration refererer til at samle forskellige teknologier (CMOS-logik, DRAM-hukommelse, fotonik osv.) i én pakke eller stak. Den amerikanske CHIPS Act finansierer avancerede pakkerings- og integrationsfaciliteter, fordi dette anses for at være nøglen til fremtidige gevinster, når ren skalering går i stå. I 2024 demonstrerede Intel stabling af en beregningschip oven på en I/O-chip med “PowerVia” strømforsyning på bagsiden imellem, som en del af deres kommende design. Dette er banebrydende pakkerings-F&U.
Nye materialer og transistorparadigmer: Forskere arbejder også på post-silicium, post-CMOS teknologier. Grafen og kulstofnanorør har fascinerende egenskaber (ultra-hurtig elektronmobilitet), som kan muliggøre langt mindre transistorer, men det er udfordrende at integrere dem i masseproduktion. Alligevel er eksperimentelle kulstofnanorør-FETs blevet vist i laboratoriechips (MIT lavede berømt en 16-bit mikroprocessor udelukkende af kulstofnanorør-transistorer for nogle år siden). 2D-halvledere som molybdændisulfid (MoS₂) bliver undersøgt til ultra-tynde kanaler. I mellemtiden er spintronik (brug af elektronspin til hukommelse, som MRAM), ferroelektriske FETs og kvanteenheder aktive forskningsområder, der måske kan forbedre eller erstatte den nuværende teknologi til visse anvendelser. Ingen af disse vil nå højvolumenproduktion i 2025, men investeringer nu kan føre til gennembrud sidst i årtiet. Et bemærkelsesværdigt eksempel: IBM og Samsung annoncerede forskning i VTFET (Vertical Transport FET) i 2021, en ny vertikal transistorstruktur, der teoretisk kan give et stort spring i tæthed ved at orientere transistorerne vertikalt gennem chippen.
Kvanteteknologi og siliciumfotonik: Selvom det ikke direkte er en del af de gængse CMOS-roadmaps, er både kvantecomputing og fotonisk integration fremtidige retninger, der overlapper med halvledere. Forskning og udvikling i kvantecomputere har set milliardinvesteringer – virksomheder som IBM, Google, Intel laver endda kvanteprocessor-chips (dog med meget forskellig teknologi – f.eks. superledende kredsløb ved kryogene temperaturer). Hvis kvantecomputere skalerer, kan de måske supplere klassiske halvledere til visse opgaver (kryptografi, kompleks simulering) inden for et årti eller to. Siliciumfotonik er derimod allerede ved at blive integreret med traditionelle chips: optiske grænseflader til superhurtige datalink (f.eks. mellem serverchips) med små lasere og bølgeledere på chippen. Teknologigiganter (f.eks. Intel, Cisco) har fotoniske chip-programmer, og startups arbejder på optiske neurale netværk. I 2024 så vi fortsat fremskridt med anden generation af optiske transceiver-chips til datacentre, og forskning i fotonisk computing til AI.
Avancerede hukommelsesteknologier: Innovation sker ikke kun i logikchips. Hukommelse udvikler sig også: 3D NAND-flash går mod 200+ lag (Micron og SK Hynix har annonceret >230-lags chips), og måske op til 500+ lag inden 2030, hvor hukommelsesceller stables som skyskrabere. Nye hukommelser som MRAM, ReRAM og faseændringshukommelse er under udvikling for potentielt at erstatte eller supplere DRAM og flash, og tilbyder ikke-flygtighed med bedre hastighed eller holdbarhed. I 2023 fremviste både Intel og Micron fremskridt inden for disse næste-generations hukommelser. Computational storage (hvor hukommelsen kan udføre nogle beregningsopgaver) er en anden vinkel.

Overordnet set er R&D-pipelinen rig – fra umiddelbare næste-generations forbedringer i produktionen (2nm, GAA-transistorer) til revolutionerende nye computerparadigmer. Branchen modtager også hidtil uset statslig støtte til forskning og udvikling: For eksempel afsætter den amerikanske CHIPS Act milliarder til nye nationale forskningscentre for halvledere, og Europas Chips Act øger ligeledes finansieringen til F&U semiconductors.org. Disse initiativer har til formål at sikre førerpositionen inden for fremtidens teknologier. En tydelig tendens er massivt samarbejde mellem virksomheder, regeringer og universiteter om præ-konkurrencemæssig forskning (givet de involverede omkostninger).

Når vi står i 2025, kan Moores lov være ved at aftage i traditionel forstand, men innovatører er overbeviste om, at “More Moore” og “More than Moore” (nye muligheder ud over skalering) vil fortsætte. En nylig artikel i The Economist bemærkede, at selv hvis transistorer ikke fortsætter med at halvere i størrelse hvert andet år, kan fremdriften fortsætte gennem chiplet-arkitekturer, AI-drevet design og specialisering economist.com. Med andre ord, slutningen på Moores lov betyder ikke slutningen på hurtige forbedringer – de vil bare komme fra andre retninger. De næste par år bliver spændende, når vi ser, om gennembrud som High-NA EUV, 3D-chipstabling eller måske en uforudset ny teknologi løfter branchen til nye højder.

Geopolitiske spændinger og politiske konsekvenser

Halvledere er ikke kun forretning – de er geopolitiske brikker i et globalt magtspil. Fordi avancerede chips er afgørende for økonomisk styrke og national sikkerhed (tænk militær teknologi, kritisk infrastruktur, sikre kommunikationer), har nationer i stigende grad bevæget sig for at beskytte og kontrollere halvlederkapaciteter. I løbet af 2024-2025 er disse spændinger kun eskaleret, hvilket har omformet politik og internationale relationer. Her er de vigtigste historier:

nægte Kina adgang til banebrydende chipteknologi

eksportkontroller

deloitte.com

Holland og Japan

afskære Kina fuldstændigt fra EUV-maskiner

Målet

bremse Kinas fremskridt

theregister.com

“lille gård, højt hegn”

CHIPS-lovene og industripolitik: En markant udvikling er, hvor mange regeringer der har vedtaget politikker for at hjemtage eller flytte chipproduktion til venligtsindede lande, hvilket bryder med årtiers laissez-faire tilgang. USA’s CHIPS and Science Act (2022) afsatte $52,7 milliarder i direkte støtte for at styrke den indenlandske chipproduktion, plus 25% investeringsskattefradrag for investeringer i fabrikkerbipartisanpolicy.org. I 2023-24 begyndte det amerikanske handelsministerium at tildele disse midler til projekter – for eksempel annoncerede de i 2023 deres første tilskud og lånegarantier til virksomheder, der bygger fabrikker i USA. bipartisanpolicy.org. Målet er at øge USA’s andel af den globale produktion (i øjeblikket ca. 12%) og sikre, at de mest avancerede chips (f.eks. til forsvar) kan produceres på amerikansk jord. Ligeledes har EU lanceret sin European Chips Act (2023) med det formål at mobilisere €43 milliarder for at fordoble Europas produktionsandel til 20% inden 2030 consilium.europa.eu. Dette indebærer subsidier til nye fabrikker (Intel fik et stort tilskud til en fabrik i Tyskland, TSMC bliver også forsøgt lokket til en fabrik i Tyskland), støtte til startups og forskningsmidler. Japan har også givet milliarder i subsidier – de lokkede TSMC til at bygge en fabrik i Kumamoto (med Sony og Denso som partnere) ved at tilbyde næsten halvdelen af omkostningerne (476 milliarder yen ≈ $3,2 mia. i tilskud) reuters.com. Japan har også oprettet Rapidus, et konsortium med virksomheder som Sony, Toyota og støttet af regeringen, for at udvikle 2nm procesteknologi nationalt i samarbejde med IBM. Sydkorea annoncerede sine egne incitamenter for et mega “semiconductor cluster” og for at støtte sine virksomheder som Samsung i at bygge nye fabrikker. Indien rullede et incitamentsprogram på $10 mia. ud for at tiltrække chipproducenter til at etablere fabrikker (dog har fremskridtene pr. 2024 været langsomme, med en vis interesse for analoge/modne fabrikker og pakning). Selv Saudi-Arabien og De Forenede Arabiske Emirater har signaleret interesse i at investere massivt i halvledere for at diversificere deres økonomier patentpc.com. Denne globale bølge af industripolitik er uden fortilfælde for chipindustrien, som historisk set har haft enkelte statslige støtter (som Taiwans langsigtede støtte til TSMC), men aldrig så bred koordinering. Risikoen er mulig overkapacitet på længere sigt og ineffektiv allokering, men den drivende bekymring er national sikkerhed og forsyningskædernes robusthed.
Alliancer og “Friendshoring”: På det geopolitiske skakbræt er der opstået nye alliancer med fokus på chips. USA har arbejdet på at skabe en slags “Chip Alliance” af ligesindede teknologiførende nationer – ofte kaldet “Chip 4” (USA, Taiwan, Sydkorea, Japan) – for at koordinere forsyningskædesikkerhed og holde kritisk teknologi ude af modstanderes hænder. Holland (hjemsted for ASML) er også en vigtig partner. Disse lande kontrollerer tilsammen det meste af den avancerede chip-IP, værktøjer og produktion. Fælles erklæringer i 2023 og 2024 mellem USA og Japan samt USA og Holland bekræftede samarbejde om kontrol med halvledere. På den anden side kan Kina og lande i dets kreds (måske Rusland og nogle andre) uddybe deres egne teknologiske bånd – f.eks. har Kina øget teknologisamarbejdet med Rusland og søger halvlederudstyr fra ethvert land, der er villigt til at sælge. Taiwan-spørgsmålet fylder meget: USA siger direkte, at de ikke kan forblive afhængige af Taiwan for chips på ubestemt tid (derfor opfordres TSMC til at bygge i Arizona). Taiwan ønsker på sin side at bevare sit “siliciumskjold” – idéen om, at verdens afhængighed af deres chips afskrækker militær aggression. Men spændingerne er høje – krigsscenarier og udtalelser fra nogle embedsmænd har endda nævnt ekstreme idéer som at ødelægge Taiwans chipfabrikker, hvis en invasion skulle ske, for at forhindre dem i at falde i kinesiske hænder theregister.com. Dette viser, hvordan halvledere nu er flettet sammen med national forsvarsplanlægning.
Højere omkostninger og afvejninger: En konsekvens af at politisere forsyningskæden er højere omkostninger og ineffektivitet. Morris Chang har advaret om, at omorganisering af produktionen på grund af politik vil drive priserne op – den distribuerede just-in-time globale model var meget omkostningseffektiv theregister.com. Nu betyder det at duplikere fabrikker i flere lande, nogle gange uden fuld kapacitetsudnyttelse, eller at bruge mindre optimale placeringer (set fra et omkostningsperspektiv), at forbrugerne kan komme til at betale mere for chips og chip-afhængige produkter. Allerede nu har TSMC udtalt, at chips produceret i deres nye fabrik i Arizona vil koste væsentligt mere end dem, der laves i Taiwan (nogle estimater ~50% højere omkostninger) reuters.com. Virksomheder kan vælge at sende disse omkostninger videre. Der er også udfordringen med at opskalere talent og forsyningskæder i nye regioner (som TSMC-forsinkelsen i Arizona viste, se afsnittet om Arbejdskraft). Ikke desto mindre ser det ud til, at regeringer er villige til at bære disse omkostninger for sikkerhedens skyld.
Eksportkontrol og overholdelse: En anden udvikling er de indviklede eksportkontrolregimer, der bliver etableret. Det amerikanske handelsministeriums Bureau of Industry and Security (BIS) har aktivt opdateret reglerne. For eksempel annoncerede USA i slutningen af 2024 regler for at begrænse selv avanceret AI-modeladgang til sanktionerede lande og indskrænkede visse mindre avancerede chips, der kunne omdannes til militær brug deloitte.com. Overvågning og håndhævelse er en udfordring – der findes et blomstrende gråt marked af chip-forhandlere og mellemmænd, der forsøger at få begrænsede chips ind i Kina eller andre forbudte destinationer. Som svar øger USA håndhævelsesindsatsen. Imens udarbejder Kina sin egen eksportkontrolliste (muligvis for at inkludere flere varer som sjældne jordmagneter osv., ud over de metaller, der allerede er begrænset). Dette katten-efter-musen-spil vil sandsynligvis fortsætte, hvor virksomheder nogle gange bliver fanget i midten (f.eks. måtte NVIDIA skabe modificerede lavhastighedsversioner af sine AI-chips for lovligt at kunne sælge til Kina under reglerne, hvilket USA til gengæld så på med yderligere restriktioner).
Teknologisk suverænitet vs. samarbejde: Mange lande taler om “teknologisk suverænitet” – EU bruger dette udtryk til at retfærdiggøre investeringer, der skal sikre, at man ikke er fuldstændig afhængig af udenlandsk teknologi. Omvendt trives innovation inden for halvledere på globalt samarbejde (intet enkelt land kan gøre det hele billigt). Så beslutningstagere skal balancere: opbygge lokal kapacitet uden at isolere sig fra det globale netværk af leverandører og kunder. U.S. CHIPS Act indeholder faktisk bestemmelser om, at finansierede virksomheder ikke må opbygge avanceret ny kapacitet i Kina i 10 år, for at sikre adskillelse bipartisanpolicy.org. Kina fremmer til gengæld “selvforsyning”, selv hvis det betyder at opfinde hjulet på ny. Vi kan komme til at se parallelle økosystemer, hvis kløften bliver større – for eksempel at Kina udvikler sine egne EDA-værktøjer, sit eget udstyr, omend en generation bagud. På lang sigt frygter nogle, at denne duplikering mindsker den samlede innovations-effektivitet (da en virksomhed som TSMC tidligere kunne afskrive F&U ved at sælge til alle globalt; i en delt verden er volumen lavere pr. marked).

I 2024 forbliver de geopolitiske spændinger på et historisk højt niveau inden for halvlederområdet. Branchens pioner Morris Chang støtter USA’s bestræbelser på at bremse Kina – han bemærkede “USA startede deres industripolitik for chips for at bremse Kinas fremskridt. … Jeg støtter det,” selvom han anerkender, at æraen med fri handel med chips er ved at være slut. Virksomheder som ASML har udtrykt bekymring for, at nogle restriktioner virker “mere økonomisk motiverede” end udelukkende sikkerhedsrelaterede reuters.com, som ASML’s CEO bemærkede, mens han håbede på en stabil ligevægt reuters.com. Imens føler lande som Sydkorea sig nogle gange fanget i midten – afhængige af Kina som marked, men allierede med USA. For eksempel fik Sydkorea en vis fleksibilitet (undtagelser) for sine virksomheder Samsung og SK Hynix til at fortsætte driften af fabrikker i Kina trods amerikanske regler, men i slutningen af 2024 stod selv Sydkorea over for en “curveball” i overvejelserne om egne teknologipolitikker under pres deloitte.com.

Halvledernes “chipkrig” vil sandsynligvis fortsætte med at forme global politik. På den ene side driver det enorme investeringer i teknologi og kapacitet (hvilket kan være positivt for innovation og jobskabelse). På den anden side risikerer det at skabe et mere fragmenteret og ustabilt teknologilandskab, hvor forsyningschok og handelskonflikter bliver mere almindelige. For den brede befolkning er en umiddelbar konsekvens, at sikring af en stabil chipforsyning er blevet en topprioritet for regeringer – ligesom energisikkerhed. I de kommende år kan man forvente nyheder om nye chipfabrikker i USA’s hjerteland eller europæiske hovedstæder, gengældelsesforbud på eksport mellem stormagter og halvledere som et centralt punkt på den diplomatiske dagsorden. Den globale konkurrence om chipoverherredømme er nu i fuld gang, og den vil få dybtgående indflydelse på både halvlederindustriens udvikling og den bredere økonomiske magtbalance i det 21. århundrede.

Økonomisk indvirkning af halvlederindustrien

Halvlederindustrien muliggør ikke kun andre sektorer – den er en enorm økonomisk kraft i sig selv. I 2024 voksede det globale halvledermarked markant, efterhånden som pandemiens mangel blev afhjulpet, og ny efterspørgsel steg. Det globale chip-salg nåede omkring 630,5 milliarder dollars i 2024 semiconductors.org, hvilket markerer et solidt spring på ~18–20% fra året før, og forventes at sætte nye rekorder i 2025 (omkring 697 milliarder dollars) deloitte.com. Hvis de nuværende tendenser fortsætter, kan industrien nærme sig 1 billion dollars årligt i 2030 deloitte.com. For at sætte det i perspektiv, svarer det til omtrent BNP’et for Holland eller Indonesien, som hvert år genereres af chips.

Men den sande økonomiske indvirkning af halvledere er langt større end salget af selve chipene. “Virksomheder i halvleder-økosystemet fremstiller chips … og sælger dem til virksomheder, der designer dem ind i systemer og enheder … Omsætningen af produkter, der indeholder chips, er værd titusindvis af milliarder dollars,” forklarer brancheekspert Steve Blank steveblank.com. Faktisk indeholder stort set alle moderne elektroniske produkter (smartphones, pc’er, biler, telekommunikationsudstyr, industrimaskiner) chips – disse slutmarkeder udgør mange billioner i værdi og driver produktiviteten på tværs af hele økonomien. For eksempel er halvledere fundamentale for nøgleindustrier som bilindustrien (nutidens biler har dusinvis af mikrocontrollere), computing og cloud-tjenester, telekommunikation (5G-netværk), forbrugerelektronik og nye områder som kunstig intelligens og vedvarende energi. Tilgængeligheden og prisen på chips påvirker direkte sundheden og innovationshastigheden i disse sektorer.

Nogle konkrete punkter om økonomisk indvirkning:

Muliggørelse af teknologiske revolutioner: Halvledere er ofte flaskehalsen eller katalysatoren for nye teknologibølger. Fremkomsten af smartphones og mobilt internet i 2010’erne blev muliggjort af stadig mere kraftfulde og energieffektive mobilchips. Den nuværende AI-bølge (med ChatGPT-lignende modeller og autonome systemer) er mulig på grund af avancerede GPU’er og AI-acceleratorer; hvis chipudviklingen var gået i stå, kunne AI-algoritmer ikke køre i praktisk skala. Den fremtidige udbredelse af IoT (Internet of Things), elektriske og selvkørende biler, Industri 4.0-automatisering og 6G-kommunikation forudsætter alle fortsatte fremskridt inden for chips. Økonomisk set har chips en enorm multiplikatoreffekt – et gennembrud inden for halvledere kan udløse helt nye industrier. Derfor kalder regeringer halvledere for en “strategisk” industri; for eksempel udtalte Det Hvide Hus, at halvledere er “kritiske for USA’s økonomiske vækst og nationale sikkerhed”, hvilket forklarer, hvorfor CHIPS-loven blev retfærdiggjort bipartisanpolicy.org.
Jobskabelse og højtuddannet beskæftigelse: Halvledersektoren understøtter et stort antal job på verdensplan, hvoraf mange er højtbetalte, specialiserede stillinger (ingeniører, teknikere, forskere). I chipdesign-centre som Silicon Valley (USA) eller Hsinchu (Taiwan) er chipvirksomheder store arbejdsgivere. En enkelt ny fabrik kan skabe tusindvis af direkte job og titusindvis af indirekte job (byggeri, leverandører, service). For eksempel forventes Intels planlagte fabrikker i Ohio og TSMC’s i Arizona hver at skabe ca. 3.000 direkte job plus mange flere i den bredere økonomi. Desuden er det netop denne type avancerede produktionsjob, som mange udviklede lande ønsker at have nationalt af økonomiske og sikkerhedsmæssige årsager. Men som vi vil diskutere i næste afsnit, er det en stigende udfordring at finde kvalificeret arbejdskraft til disse job, hvilket i sig selv har økonomiske konsekvenser (arbejdskraftmangel kan bremse udvidelse og øge lønningerne).
Global handel og forsyningskæder: Halvledere er et af de mest handlede produkter globalt. Den årlige globale handel med halvledere og relateret udstyr løber op i hundredvis af milliarder. For eksempel er chips konsekvent blandt de største eksportvarer for lande som Taiwan, Sydkorea, Malaysia og i stigende grad Kina (som eksporterer mange lavere chips, selvom de importerer avancerede). Faktisk har Kinas chipimport (omkring 350 mia. dollars i 2022) siden 2020 oversteget dets olieimport, hvilket understreger chips som en afgørende importvare for landet patentpc.com. Denne dynamik spiller også ind i handelsbalancer og forhandlinger. Eksporttunge økonomier som Sydkorea og Taiwan er afhængige af chipeksport for vækst – i Taiwan er TSMC alene en stor bidragyder til BNP og handelsoverskud. Imens ser lande, der er afhængige af at importere chips (som mange i Europa eller Indien), forbedring af deres handelsposition som en grund til at udvikle national produktion.

økonomisk sikkerhed

en tredjedel af den forventede produktion på $1 billion i fare

pwc.com

Aktiemarked og virksomhedsvækst: Halvledervirksomhederne er selv blevet nogle af de mest værdifulde virksomheder i verden. I slutningen af 2024 var den samlede markedsværdi for de 10 største chipfirmaer omkring $6,5 billioner, en stigning på 93% fra året før deloitte.com, takket være stigende AI-relaterede værdiansættelser. Giganter som TSMC, NVIDIA, Samsung, Intel og ASML har hver især markedsværdier i hundredvis af milliarder. Disse virksomheders resultater har stor indflydelse på aktieindeks og investeringsstrømme. Faktisk ses Philadelphia Semiconductor Index (SOX) ofte som en barometer for teknologisektorens sundhed. Den formue, der er skabt af disse virksomheders fremgang, er enorm, og de investerer til gengæld penge tilbage i F&U og kapitaludgifter på rekordniveauer (TSMC brugte ca. $36 mia. på capex i 2022 reuters.com, hvilket svarer til at bygge flere hangarskibe i omkostninger). Dette skaber en positiv innovations- og økonomisk aktivitetsspiral, så længe efterspørgslen følger med.
Forbrugerpåvirkning og priser: Chips udgør en stor del af omkostningerne i mange produkter. Efterhånden som chips bliver mere kraftfulde (ifølge Moore’s lov), falder ofte omkostningen pr. funktion, hvilket muliggør billigere elektronik eller flere funktioner til samme pris – til gavn for forbrugere og produktivitet. Dog kan den seneste forsyningskrise og de ekstra omkostninger ved “sikre” forsyningskæder (f.eks. at duplikere fabrikker i dyrere regioner) lægge et inflationspres. Vi så for eksempel bilpriserne stige markant i 2021-2022, delvist fordi bilproducenterne ikke kunne få nok mikrocontrollere, hvilket førte til lave lagre. En rapport fra Goldman Sachs i 2021 fandt, at chips indgår i en bred vifte af forbrugsvarer, så en langvarig chipmangel kan påvirke inflationen med en mærkbar brøkdel af en procent. Omvendt, når chipforsyningen normaliseres, kan det have en deflationær effekt på elektronikpriserne. På lang sigt er den fortsatte udvikling inden for halvledere en deflationær kraft (elektronik falder enten i pris eller bliver langt mere kapabel til samme pris hvert år).
Statslige subsidier og ROI: Med titusindvis af milliarder i offentlige midler nu afsat til chip-initiativer, holder skatteydere og økonomer øje med udbyttet. Tilhængere hævder, at disse subsidier vil betale sig gennem skabelse af højt betalte job og beskyttelse af essentielle industrier. Der er også multiplikatoreffekten – f.eks. indebærer opførelsen af en fabrik meget byggearbejde og derefter højt specialiserede job, og hvert job i en fabrik understøtter angiveligt ~4–5 andre job i økonomien (inden for vedligeholdelse, service osv.). Kritikere advarer dog om overproduktion eller ineffektivitet ved, at staten udpeger vindere. CHIPS-lovens finansiering kommer for eksempel med betingelser (profitdeling ved overdreven profit, krav om børnepasning til fabriksarbejdere osv.) for at sikre brede fordele. Succesen eller fiaskoen for disse politikker vil have økonomiske ringvirkninger: Hvis de lykkes, kan regioner som det amerikanske Midtvesten eller Sachsen i Tyskland blive nye Silicon Valleys og styrke de lokale økonomier. Hvis ikke, er der risiko for dyre fejlinvesteringer.

Sammenfattende har halvledere en enorm økonomisk indvirkning både direkte og indirekte. De driver vækst i komplementære industrier og er kernen i produktivitetstilvækst (hurtigere computere = flere videnskabelige simulationer, bedre AI = mere automatisering). Sektorens cykliske natur (boom-bust-cyklusser på grund af udsving i efterspørgslen) kan også påvirke bredere økonomiske cyklusser. For eksempel kan en nedtur i chip-cyklussen (som i 2019 eller 2023 for hukommelseschips) skade eksporten og BNP i produktionsintensive økonomier, mens en optur (som det nuværende AI-boom) kan give dem et kraftigt løft.

Når vi går ind i 2025, er udsigterne optimistiske: Deloittes brancheprognose bemærkede, at 2024 var meget robust med ~19% vækst, og 2025 kan se endnu en ~11% vækst, hvilket bringer branchen på vej mod den billionstore ambition deloitte.com. Væksten drives af efterspørgsel på nye teknologier (AI, 5G, elbiler), som opvejer eventuel afmatning i smartphones eller pc’er. Udfordringen bliver at navigere omkostningerne ved lokal produktion og geopolitiske begrænsninger uden at kvæle den innovation og skala, der gjorde halvlederindustrien til en økonomisk succeshistorie fra starten.

Miljø- og bæredygtighedsbekymringer

Så imponerende som halvlederteknologi er, medfører produktionen betydelige miljøomkostninger. Branchen konfronterer i stigende grad sine bæredygtighedsudfordringer – herunder enormt vand- og energiforbrug, udledning af drivhusgasser og kemisk affald. Paradoksalt nok muliggør chips grønnere teknologier (som effektive elektroniske apparater og rene energiløsninger), men fremstillingen af disse chips kan være ressourcekrævende og forurenende, hvis det ikke håndteres omhyggeligt. Her er de vigtigste miljømæssige bekymringer:

Vandforbrug: “Halvledere kan ikke eksistere uden vand – og meget af det,” bemærker Kirsten James fra Ceres weforum.org. Fabs kræver enorme mængder ultrarent vand (UPW) til at skylle wafers efter hver kemisk proces. Dette vand skal være ekstremt rent (tusindvis af gange renere end drikkevand) for at undgå enhver mineral- eller partikelkontaminering weforum.org. For at producere 1.000 gallons UPW, kræves der cirka 1.400–1.600 gallons kommunalt vand (resten bliver til spildevand) weforum.org. En enkel stor chip-fab kan bruge 10 millioner gallons vand om dagen, hvilket svarer til vandforbruget for ~30.000–40.000 husstande weforum.org. Globalt anslås alle halvlederfabrikker tilsammen at forbruge vand svarende til en by med millioner af indbyggere; en rapport bemærkede, at chipfabrikker verden over bruger lige så meget vand som byen Hong Kong (7,5 millioner mennesker) hvert år weforum.org. Dette store forbrug lægger pres på de lokale vandforsyninger, især i regioner, der allerede oplever tørke eller vandmangel (f.eks. blev TSMC’s fabrikker i Taiwan truet af en alvorlig tørke i 2021, hvilket krævede statslig vandrationering og endda indkørsel af vand til fabrikkerne). Vandmangel er ved at blive en sårbarhed for industrien weforum.org. Desuden kan vandudledningen fra fabrikker indeholde farlige kemikalier (som syrer, metaller). Uden korrekt behandling kan dette spildevand forurene floder og grundvand, og skade økosystemer weforum.org. Faktisk har myndigheder i nogle chipcentre i Kina og Sydkorea givet fabrikker påtaler for miljøovertrædelser på grund af vandforurening weforum.org. Industrien reagerer ved at investere i vandgenbrug: mange fabrikker genbruger nu en del af deres vand. For eksempel hævder TSMC’s nye fabrik i Arizona, at den vil genvinde omkring 65% af sit vandforbrug på stedet weforum.org, og Intel samarbejdede med lokale myndigheder i Oregon og Arizona om at bygge vandbehandlingsanlæg for at genopfylde grundvandsmagasiner weforum.org. Nogle fabrikker i Singapore og Israel genanvender endda endnu højere procenter. Men efterhånden som efterspørgslen på chips vokser, forventes det samlede vandforbrug stadig at stige, hvilket gør dette til et kritisk bæredygtighedsproblem.
Energiforbrug og emissioner: Chipproduktion er energiintensiv. At drive et fabs renrum, pumper og termiske processer døgnet rundt kræver enormt meget strøm. En enkelt avanceret fabrik kan forbruge omkring 100 megawatt elektricitet kontinuerligt – svarende til strømforbruget i en mindre by (titusindvis af hjem). Faktisk “forbruger en standard stor chipfabrik mere end 100.000 megawatt energi … hver eneste dag,” og sektoren som helhed brugte omkring 190 millioner tons CO₂-ækvivalenter i 2024 blog.veolianorthamerica.com. (Dette emissionsniveau – 190 millioner tons – svarer omtrent til de årlige udledninger fra lande som Vietnam eller Australien.) En del af dette CO₂-aftryk stammer fra indirekte strømforbrug (hvis det lokale elnet er baseret på fossile brændsler), og en del kommer fra direkte procesemissioner. Fabrikker bruger perfluorerede forbindelser (PFC’er) til ætsning og rengøring; disse gasser, som CF₄ eller C₂F₆, har global opvarmningspotentiale tusindvis af gange højere end CO₂ og kan forblive i atmosfæren i årtusinder. Selvom industrien har arbejdet på at begrænse PFC-udslip (som led i frivillige aftaler under Kyoto-protokollen), bidrager de stadig væsentligt til emissionerne. Ifølge en undersøgelse fra TechInsights, hvis chipproduktionen fordobles inden 2030 (for at imødekomme et marked på $1T), kan branchens emissioner stige markant uden afbødning pwc.com. For at imødegå energiforbruget investerer chipproducenter i stigende grad i vedvarende energi til at drive fabrikkerne. TSMC er for eksempel blevet en af verdens største virksomheder, der køber vedvarende energi, med et mål om 40% vedvarende energi i 2030 og 100% i 2050. Intel har også fabrikker, der kører på 100% vedvarende elektricitet nogle steder. Forbedring af energieffektiviteten i fabrikkerne (f.eks. ved brug af varmegenvinding, mere effektive køleanlæg) er et andet fokusområde. Men vigtigt er det, at mere avancerede chips ofte kræver mere energi pr. wafer at producere (f.eks. er EUV-litografi mindre energieffektivt end ældre litografi), så der er en spænding mellem teknologisk fremskridt og energi pr. chip. Nogle analytikere frygter, at hvis Moores lov går i stå, kan energiforbruget pr. transistor faktisk stige.
Kemisk og farligt affald: Halvlederprocessen anvender giftige og farlige stoffer – gasser som silan eller arsine, ætsende væsker (syrer, opløsningsmidler) og tungmetaller. Håndtering af affaldsstrømme på en sikker måde er afgørende. Fabs genererer kemisk affald, der skal behandles eller bortskaffes omhyggeligt. For eksempel kan brugte opløsningsmidler og ætsemidler destilleres og genanvendes, syrer neutraliseres, og slurries filtreres til genbrug. Virksomheder som Veolia har tjenester, der specifikt hjælper fabs med affaldsgenanvendelse – omdanner brugte kemikalier til nyttige produkter eller forbrænder affaldet sikkert og udnytter energien blog.veolianorthamerica.com. På trods af bedste praksis kan og er der sket ulykker (kemikalielækager, forkert bortskaffelse), som kan forårsage lokal miljøskade. Et andet aspekt er emballageaffald – produktionen involverer mange engangsplastbeholdere, handsker, kitler osv. i renrum. Mange virksomheder forsøger nu også at reducere og genanvende dette faste affald blog.veolianorthamerica.com. Der er også e-affald nedstrøms, men det handler mere om bortskaffelse af færdige elektroniske produkter end selve chipfremstillingen.
Klimaforandringsrobusthed: Ironisk nok udgør klimaforandringer en direkte trussel mod chipproduktion, selvom chips vil være nødvendige for at bekæmpe klimaforandringer. Fabs er placeret steder, der i stigende grad oplever ekstremt vejr: tyfoner i Østasien, hedebølger og tørke (f.eks. det vestlige USA, Taiwan) osv. En CNBC-rapport fra 2024 fremhævede, hvordan en eneste storm eller oversvømmelse, der rammer en vigtig “chip-by”, kunne vælte forsyningen – for eksempel kunne en hypotetisk tyfon Helene, der rammer den taiwanske by Hsinchu (hvor TSMC’s hovedkvarter ligger), være katastrofal deloitte.com. Virksomheder vurderer nu klimarisici for deres faciliteter. Vandmangel er i højsædet – en undersøgelse fra 2023 blandt chipchefer viste, at 73 % var bekymrede for naturressourcerisici (vand) for deres drift weforum.org. Mange indarbejder klimaforandringsrobusthed, såsom at bygge vandlagre på stedet, backup-strøm og diversificere geografiske placeringer. PricewaterhouseCoopers advarede om, at uden tilpasning er op til 32 % af den globale halvlederforsyning i fare i 2030 på grund af klimarelateret vandmangel og andre klimaeffekter pwc.com.
Positive initiativer: På den lyse side har branchen øget sine bæredygtighedsforpligtelser. Inden 2025 har næsten alle større halvledervirksomheder en form for mål om CO₂-reduktion eller neutralitet. TSMC har som mål at reducere emissionerne med 20 % inden 2030 (fra 2020-niveau) og opnå netto-nul i 2050. Intel har et mål om netto-nul driftsudledninger i 2040 og investerer i grønne fabrikker (de har allerede opnået 82 % genbrug af vand og 100 % grøn strøm på amerikanske anlæg pr. 2022). Samsung har annonceret miljømål, der matcher – f.eks. at anvende vedvarende energi til udenlandske aktiviteter og forbedre energieffektiviteten i sine processer. En anden positiv ting er, at branchens produkter hjælper med at reducere emissioner andre steder – for eksempel mindsker energieffektive chips energiforbruget i datacentre og elektronik; chips i vedvarende energisystemer forbedrer netværkets effektivitet. En undersøgelse fra SIA (Semiconductor Industry Association) antydede, at for hvert ton CO₂, chipsektoren udleder, hjælper teknologier muliggjort af chips med at reducere flere tons i andre sektorer (gennem energibesparelser). Om det opvejer klimaaftrykket, er til debat, men det er tydeligt, at halvledere er nøglen til klimaløsninger (smarte elnet, elbiler osv.).

For at illustrere de fremskridt, der gøres: Sonys halvlederafdeling i Japan oplyste, at en af deres fabrikker genbruger omkring 80 % af sit spildevand og bygger nye genanvendelsesanlæg for at forbedre dette weforum.org. Mange virksomheder har tilsluttet sig Responsible Business Alliance-initiativer for bæredygtige forsyningskæder, hvilket sikrer, at de mineraler, de bruger (f.eks. kobolt, tantal), er konfliktfrie og udvindes ansvarligt. Og konsortier dannes for at løse udbredte problemer i fællesskab – f.eks. driver IMEC i Belgien programmer for bæredygtig halvlederproduktion, hvor de undersøger alternativer til PFC-gasser og måder at reducere energiforbruget pr. wafer.

Afslutningsvis: halvlederproduktionens miljøpåvirkning er ikke ubetydelig og skal håndteres. Den gode nyhed er, at branchens ledere anerkender dette. Som en Deloitte-rapport udtrykte det: at producere chips for en billion dollars i 2030 vil have en miljøpåvirkning – spørgsmålet er, hvordan man afbøder den www2.deloitte.com. Vejen frem inkluderer større gennemsigtighed (virksomheder offentliggør vand- og CO₂-data), at sætte videnskabsbaserede mål for emissioner, investering i cirkulær økonomi-praksis (som kemikaliegenbrug, nul affald til deponi-mål blog.veolianorthamerica.com), og partnerskaber med regeringer (om infrastruktur som vedvarende energi og vandbehandling). Forbrugere og investorer presser også på for grønnere praksis – store chipkøbere som Apple ønsker for eksempel, at deres forsyningskæde (inklusive chip-leverandører som TSMC) skal bruge 100 % vedvarende energi. Dette eksterne pres hjælper med at fremtvinge forandring.

Så selvom chipindustrien har noget arbejde foran sig for at reducere sit miljøaftryk, tager den meningsfulde skridt. Når alt kommer til alt, hænger besparelser på vand og energi ofte sammen med langsigtede omkostningsbesparelser. Og i en verden, hvor bæredygtighed bliver stadig vigtigere, kan det at udmærke sig inden for “grøn chipfremstilling” blive en ny konkurrencefordel. Vi kan endda komme til at se teknologier som nye tørætsningsmetoder (med mindre kemikalieforbrug) eller erstatninger for PFC-gasser blive standardpraksis, drevet af miljøbevidst F&U. Håbet er, at næste fase af vækst i halvlederindustrien kan opnås på en måde, der fungerer med miljøet, ikke imod det blog.veolianorthamerica.com – og sikrer, at den chipdrevne digitale revolution er bæredygtig for planeten.

Arbejdsstyrke- og talentudfordringer

Produktion af halvledere handler ikke kun om renrum og maskiner – det afhænger grundlæggende af mennesker med højt specialiserede kompetencer. Og her står branchen over for en kritisk udfordring: en stigende mangel på talent og kompetencegab. Efterhånden som nationer investerer i nye fabrikker og F&U, opstår spørgsmålet: Hvem skal bemande disse faciliteter og drive innovationen, især i en tid hvor den nuværende arbejdsstyrke ældes, og yngre talenter søger mod software eller andre områder?

Nøgleproblemer og udviklinger vedrørende arbejdsstyrken i halvlederindustrien:

Aldrende arbejdsstyrke & pensionsbølge: I mange regioner er den nuværende halvleder-ingeniørarbejdsstyrke skæv mod ældre, erfarne fagfolk – og en stor gruppe nærmer sig pension. For eksempel i USA “er 55% af arbejdsstyrken i halvlederindustrien over 45 år, mens mindre end 25% er under 35,” pr. midten af 2024 deloitte.com. Europa ligner: “20% af Europas halvlederarbejdere er over 55, og omkring 30% af Tysklands halvlederarbejdsstyrke forventes at gå på pension inden for det næste årti,” ifølge en analyse fra EE Times deloitte.com. Dette er en truende “hjerneflugt”, når erfarne eksperter forlader branchen. Industrien risikerer at miste årtiers institutionel viden hurtigere, end den kan erstatte den – et faktum, der er bemærket i Deloittes talentundersøgelse, som advarede om “inkonsekvent vidensoverførsel og for få nye til at opsamle ekspertisen” deloitte.com.
Utilstrækkelig tilgang af nye talenter: Historisk set har karrierer inden for chip-ingeniørarbejde (uanset om det er elektroteknik, materialeforskning eller udstyrsvedligeholdelse) ikke tiltrukket så mange unge talenter som for eksempel softwareudvikling eller datavidenskab. Arbejdet opfattes ofte som mere specialiseret, kræver videregående uddannelser, og branchens profil blandt nyuddannede er falmet siden PC-boomdagene. En fælles SEMI-Deloitte-undersøgelse fra 2017 fremhævede allerede et “truende talentgab” og bemærkede, at halvlederindustrien kæmper med branding og værditilbud til nye kandidater deloitte.com. I 2023-2024 vælger færre studerende halvlederrelaterede fag, på trods af branchens højteknologiske karakter, og virksomheder rapporterer om vanskeligheder med at besætte stillinger fra entry-level til Ph.d.-forskere. Resultatet: mange ledige stillinger, få kvalificerede ansøgere. Dette er især udtalt i regioner, der forsøger at udvide chipproduktion fra et lavt udgangspunkt (f.eks. USA, som skal uddanne langt flere teknikere til sine nye fabrikker, eller Indiens spirende indsats).
Regionale skævheder og TSMC’s Arizona-lektie: Et opsigtsvækkende eksempel på talentproblemer var TSMC’s forsinkelse i Arizona. TSMC bygger en fabrik til 40 milliarder dollars i Arizona – en af hjørnestenene i USA’s forsøg på at hjemtage avanceret chipproduktion. Men i midten af 2023 annoncerede TSMC, at fabrikkens åbning blev udskudt fra 2024 til 2025 med henvisning til “et utilstrækkeligt antal kvalificerede arbejdere” i den lokale arbejdsstyrke manufacturingdive.com. Virksomheden havde svært ved at finde nok amerikanske arbejdere med den specialiserede viden, der kræves til opførelse og installation af avanceret fabriksudstyr, og mødte “modstand fra fagforeninger mod at hente arbejdere fra Taiwan” for at hjælpereuters.com. TSMC måtte sende hundredvis af erfarne teknikere fra Taiwan til Arizona for at oplære lokale og færdiggøre installationen af renrummet. Virksomhedens formand Mark Liu bemærkede, at ethvert nyt projekt har en indlæringskurve, men antydede, at manglen på amerikansk arbejdskraft var en alvorlig forhindring reuters.com. Dette scenarie understreger, at ekspertisen er koncentreret i eksisterende knudepunkter (som Taiwan for førende produktion) og ikke let lader sig flytte. Nu intensiverer amerikanske fabrikprojekter (Intels nye fabrikker, Samsungs udvidelse i Texas osv.) alle rekruttering og uddannelse, og samarbejder med erhvervsskoler og ingeniøruddannelser for at udvikle talenter. Men det kan tage flere års praktisk erfaring at oplære en nyuddannet til at blive en erfaren halvleder-procesingeniør. Derfor kan opbygningen af indenlandsk talent halte bagefter opførelsen af nye fabrikker.
Kinas talentjagt: I mellemtiden headhunter Kina aggressivt chip-talenter globalt for at overvinde sine teknologiske begrænsninger. Som nævnt, med vestlige lande der begrænser teknologioverførsel, har Kina vendt sig mod at rekruttere enkeltpersoner. En Reuters-undersøgelse i 2023 fandt, at Kina stille og roligt ansatte hundredvis af ingeniører fra Taiwans TSMC og andre virksomheder, og tilbød kompensationspakker, der nogle gange var dobbelt så høje som deres løn plus frynsegoder som bolig deloitte.com. Ideen er at importere ekspertise til kinesiske fabrikker og designhuse (lidt som Taiwan oprindeligt opbyggede sin industri ved at bringe ingeniører uddannet i USA hjem i 1980’erne). Dette har dog skabt spændinger – Taiwan har endda igangsat undersøgelser og strammet lovgivningen for at forhindre lækage af IP via talentjagt. USA forbyder nu også sine statsborgere (og green card-indehavere) at arbejde for visse kinesiske chipfirmaer uden licens deloitte.com, efter at have bemærket, at mange tidligere ansatte fra amerikanske firmaer tog lukrative jobs i Kina. Ikke desto mindre betyder “talentkrigen”, at erfarne ingeniører globalt er i høj kurs, og lønningerne presses opad. Det er godt for ingeniørerne, men kan være problematisk for virksomheder og regioner, der ikke kan matche de løntilbud, som rigere aktører kan give (hvad enten det er en statsstøttet kinesisk startup eller en amerikansk CHIPS Act-finansieret fabrik).
Uddannelses- og træningsinitiativer: I erkendelse af talentflaskehalsen er der opstået adskillige initiativer. Under CHIPS Act har USA afsat midler ikke kun til fabrikker, men også til udvikling af arbejdsstyrken – i samarbejde med universiteter og erhvervsskoler for at skabe nye uddannelsesprogrammer inden for halvledere bipartisanpolicy.org. For eksempel har Purdue University lanceret et Semiconductor Degrees Program med mål om at uddanne hundredvis af chip-uddannede ingeniører årligt, og Arizona State University udvider programmer for at støtte TSMC’s tilstedeværelse. Ligeledes omfatter Europas Chips Act stipendier og tværnationale træningsnetværk for at fremme flere mikroelektronikspecialister. Virksomheder øger også den interne træning; Intel driver for eksempel internt et mangeårigt “college for fabs” og udvider praktik- og co-op-programmer. En udfordring er dog, at meget tavs viden om chipfremstilling ikke læres i lærebøger – det tilegnes ved praktisk arbejde i fabrikker. Derfor vil opskalering af talent kræve en kombination af formel uddannelse og praktiske lærlingeophold på eksisterende faciliteter. Regeringer kan endda lempe immigrationsregler for at tiltrække udenlandsk talent (USA overvejer en særlig visumkategori for chipeksperter, og Japan har forsøgt at tiltrække taiwanske og koreanske ingeniører til at bemande Rapidus).
Arbejdspladskultur og attraktivitet: Et andet problem er at gøre karrierevejen inden for halvlederindustrien attraktiv. Branchen kan være krævende – fabrikkerne kører døgnet rundt, ingeniører arbejder ofte i skiftehold, og den nødvendige præcision betyder et miljø med højt pres. Som Reuters bemærkede, fandt TSMC, at amerikanske arbejdere var mindre tilbøjelige til at udholde det “udmattende” døgndriftsskema i chipfabrikker sammenlignet med arbejdere i Taiwan eller Japan reuters.com. I Japan er der en kulturel norm for at arbejde lange timer, hvilket passer til chipfabrikkernes behov, mens forventninger om balance mellem arbejde og fritid i USA kan kollidere med behovet for natarbejde. Virksomheder kan være nødt til at tilpasse sig (f.eks. mere automatisering for at reducere nathold, eller incitamenter for at arbejde upopulære timer). Branchen kunne også forbedre sit image ved at fremhæve det spændende og betydningsfulde ved arbejdet – du muliggør fremtidens teknologi – og ved at fremme diversitet og inklusion (det har traditionelt været mandsdomineret og kunne i højere grad inddrage underrepræsenterede grupper). Den historiske mangel på glamour sammenlignet med software er ved at forsvinde, da halvledere nu ofte er i nyhederne, men fortsat opsøgende arbejde er nøglen.
Mangel på talent i tal: For at sætte tal på, anslog SEMI (brancheforeningen) i slutningen af 2022, at industrien i 2030 kunne stå over for en mangel på omkring 300.000 kvalificerede arbejdere globalt hvis de nuværende tendenser fortsætter. Dette inkluderer alt fra ph.d.-forskere til teknikere, der vedligeholder udstyr. De mest akutte mangler er inden for udstyrsingeniører, procesingeniører til fabrikation og EDA-software-specialister. EDA-virksomheder som Synopsys melder også om behov for flere algoritme- og AI-eksperter til at udvikle næste generation af designværktøjer (som nu involverer AI – chips, der designer chips!). En anden gruppe er teknikerjobs – dem med 2-årige tekniske uddannelser, som betjener og vedligeholder fabriksudstyr. Lande som USA har underinvesteret i erhvervsuddannelser til sådanne roller i de seneste årtier, så det er afgørende at genopbygge denne pipeline.
Internationalt samarbejde vs. restriktioner: Interessant nok, selvom talentbehovet er globalt, komplicerer nogle politikker talentmobiliteten. Amerikanske eksportregler begrænser ikke kun hardware, men også menneskelig knowhow (amerikanske personer skal have licens for at arbejde med visse kinesiske fabrikker). Dette kan begrænse antallet af eksperter, der er villige eller i stand til at arbejde visse steder, og segmenterer reelt arbejdsmarkedet. Omvendt overvejer allierede lande måder at dele talent på – f.eks. måske et “talentudvekslingsprogram” mellem amerikanske og taiwanske fabrikker for at krydstræne ingeniører, eller gensidig anerkendelse af kvalifikationer mellem EU og USA, så ingeniører lettere kan flytte til projekter.
Kompensation og konkurrence: Mangel på talent har ført til stigende lønninger i branchen, hvilket er godt for at tiltrække folk, men øger også omkostningerne for virksomhederne. I 2021-2022 gav nogle halvlederfirmaer betydelige lønforhøjelser eller bonusser for at fastholde medarbejdere. TSMC tilbød angiveligt lønstigninger på over 20 % i 2022 under headhuntingforsøg. I regioner som Indien, hvor lønnen historisk har været lavere for chipdesignere, tilbyder multinationale virksomheder nu langt højere lønpakker for at forhindre, at talenter hopper til konkurrenter eller udlandet. Alt dette er godt for de professionelle, men kan mindske profitmarginerne eller ændre, hvor virksomheder vælger at udvide (de kan søge regioner med gode uddannelsessystemer, men stadig rimelige lønomkostninger – en af grundene til, at Intel og andre kigger på steder som Ohio eller det nordlige New York i stedet for de allermest eftertragtede jobmarkeder).

For at opsummere, er talentproblemet i halvlederindustrien en kritisk begrænsning for branchens ambitiøse ekspansionsplaner. Der er en vis ironi: vi kan bruge milliarder på nye, flotte fabrikker, men uden dygtige folk til at drive dem, er de blot tomme skaller. Som SIA’s præsident sagde i 2022, “Du kan ikke få en genopblomstring af produktionen uden en genopblomstring af arbejdsstyrken”. De næste par år vil byde på en målrettet indsats for at inspirere og uddanne den næste generation af chipeksperter. Det kan betyde at opdatere ingeniøruddannelserne med mere indhold om halvlederfremstilling, tilbyde attraktive stipendier og endda starte STEM-indsatser allerede i gymnasiet for at få eleverne begejstrede for at “bygge den næste 1-milliard-transistor-chip” i stedet for blot at skrive den næste app.

I mellemtiden vil virksomheder tage midlertidige løsninger i brug: omskole ingeniører fra beslægtede brancher, genansætte pensionister som konsulenter og bruge mere automatisering og AI for at reducere behovet for arbejdskraft i fabrikkerne. Regeringer kan også justere indvandringen – for eksempel kunne USA udstede et green card til kandidater med relevante ph.d.-grader fra amerikanske universiteter for at holde dem i landet.

Indsatsen er høj: hvis talentmanglen ikke løses, kan det blive en flaskehals, der bremser innovationshastigheden og kapacitetsudvidelsen, hvilket undergraver målene for de milliardstore chipinitiativer. Omvendt, hvis vi formår at inspirere en ny bølge af talenter til mikroelektronik, kan denne menneskelige kapital opretholde en ny guldalder for halvlederudvikling. Som en ekspert bemærkede: “Halvlederindustriens vigtigste aktiv er ikke silicium, men hjerner.” Og at sikre, at vi har nok af disse hjerner, der arbejder med halvledere, er lige så vigtigt som nogen anden faktor, der er diskuteret i denne rapport.

Halvledere omtales ofte som “teknologiens DNA”, og denne dybdegående gennemgang gør det tydeligt hvorfor. Fra fysikken bag deres funktion, gennem den indviklede globale dans af produktion, til de strategiske og menneskelige udfordringer, der former deres fremtid – chips befinder sig i krydsfeltet mellem videnskab, økonomi og geopolitik. Fra 2025 er verden ved at vågne op til den realitet, at dem, der fører an i halvlederproduktionen, fører an i den moderne økonomi. Det er derfor, vi ser milliardinvesteringer, internationale kampe om talenter og materialer samt hæsblæsende innovation på én gang.

For den brede offentlighed kan alt dette virke fjernt – indtil det ikke gør. En chipmangel kan gøre biler dyrere eller gadgets utilgængelige; et politisk skifte kan afgøre, om den næste smartphone får en revolutionerende processor eller en forældet en. Den gode nyhed er, at der i løbet af 2024 og ind i 2025 investeres massivt i at styrke og gentænke forsyningskæden, spændende nye teknologier er på vej, og brancheeksperter samarbejder om at løse flaskehalse fra litografi til uddannelse af arbejdskraft. Historien om halvlederproduktion er virkelig en fortælling om konstant fornyelse – lige når det ser ud til, at vi rammer en grænse, finder ingeniørerne en ny vej (hvad enten det er 3D-chips, EUV eller noget, der endnu ikke er opfundet).

I de kommende år bør du holde øje med et par ting: Vil de amerikanske og europæiske fabrikationsprojekter hurtigt bære frugt? Kan Kina opnå sine ambitiøse mål om selvforsyning trods sanktioner? Vil efterfølgerne til Moore’s Lov, såsom chiplets, fortsat levere ydeevneforbedringer? Kan branchen blive grønnere og tiltrække mangfoldige talenter? Svarene vil forme ikke kun den teknologi, vi bruger, men også det geopolitiske og økonomiske landskab i det 21. århundrede.

Én ting er sikkert: disse små chips er blevet enormt vigtige. “chipkrigene” og silicon-kapløbet vil fortsætte, men forhåbentlig gennem konkurrence, der driver innovation, og samarbejde, der sikrer stabilitet. I sidste ende vil alle forbrugere og alle lande drage fordel, hvis halvlederøkosystemet forbliver levende, sikkert og bæredygtigt. Som vi har set, kræver det dygtig håndtering af alt fra atomer til handelspolitik. Verden holder øje – og investerer – som aldrig før i denne sektor.

For dem, der er interesserede i at lære mere eller følge med i udviklingen, er her nogle offentlige ressourcer og videre læsning om halvlederproduktion og branchens tendenser:

Semiconductor Industry Association (SIA) – State of the Industry Reports: Indgående årlige rapporter med de nyeste data om salg, investeringer og politiske opdateringer deloitte.com.
Deloittes Semiconductor Outlook 2025: Analyse af markedstendenser, herunder effekten af AI-efterspørgsel, talentmangel og geopolitik deloitte.com deloitte.com.
“Chip War” af Chris Miller: En stærkt anbefalet bog, der giver historisk kontekst til rivaliseringen mellem USA og Kina om halvledere og hvordan vi er havnet her.
EE Times og Semiconductor Engineering: Fagmedier, der dækker daglige nyheder om teknologiske gennembrud, forsyningskædeproblemer og virksomheders køreplaner – gode til at holde sig opdateret om 3nm/2nm-procesudviklinger, nye chiparkitekturer osv.
World Economic Forum & Ceres-rapporter om bæredygtighed i halvlederindustrien: Disse diskuterer miljøpåvirkningen og hvad der bliver gjort for at håndtere vand- og energiproblemer i chipproduktion weforum.org, blog.veolianorthamerica.com.
Virksomheders hjemmesider og blogs (TSMC, Intel, ASML): Mange brancheledere udgiver undervisningsmateriale eller opdateringer (f.eks. Intels 2030 RISE-mål for bæredygtighed, ASML’s tekniske briefinger om EUV).

Ved at følge disse kilder kan man følge med i realtid, mens dramaet om halvlederproduktion udfolder sig – et drama, der blander banebrydende innovation med global strategi på højeste niveau. Det er ikke en overdrivelse at sige, at fremtiden vil være chip-drevet, og derfor er forståelsen af dette område i stigende grad essentiel for alle, der er nysgerrige på, hvor verden er på vej hen.

Halvledere er måske små, men de bærer vægten af den moderne verden – og nu har vi trukket gardinet fra for, hvordan de bliver lavet, hvem der laver dem, og hvorfor de er blevet et omdrejningspunkt for både begejstring og spænding på den globale scene. steveblank.com

___________________________________________________

Kilder:

2025 outlook for halvlederindustrien | Deloitte Insights

At bygge en bæredygtig vej frem for halvlederindustrien

Steve Blank Halvleder-økosystemet – Forklaret

Hvad er en halvleder, og hvad bruges den til? | Definition fra TechTarget

Forståelse af CHIPS, Del Ét: Udfordringen ved halvlederproduktion | Bipartisan Policy Center

Toplande inden for halvlederproduktion 2020-2030: Produktions- og eksportstatistik | PatentPC

EU’s chipsforordning på 43 milliarder euro får grønt lys. – TechHQ

Chipsforordningen: Rådet giver sin endelige godkendelse – Consilium.europa.eu

At vende udfordringer til muligheder i et globalt halvleder…

TSMC værdsætter Japans chipkompetencer efter amerikanske problemer, siger kilder | Reuters

Forståelse af CHIPS, Del Ét: Udfordringen ved fremstilling af halvledere | Bipartisan Policy Center

Chiplet-skiftet: Udvikling af grænsefladestandarder og kommercielle …

CHIPS F&U-programmer – Halvlederindustriforeningen

Slutningen på Moores lov vil ikke sænke forandringens tempo

Globaliseringen er forbi, ifølge TSMC’s grundlægger • The Register

ASML’s CEO siger, at USA’s ønske om at begrænse eksporten til Kina er ‘økonomisk motiveret’ | Reuters

2025 State of the Industry Report: Investment and Innovation Amidst …

Understanding CHIPS, Part One: The Semiconductor Manufacturing Challenge | Bipartisan Policy Center

En tredjedel (32%) af det forventede amerikanske $1 billion halvlederforsyning …

Halvlederproduktion og big techs vandudfordring | World Economic Forum

At bygge en bæredygtig vej frem for halvlederindustrien

Halvlederproduktion og big techs vandudfordring | World Economic Forum

TSMC indgår aftale med Arizona-fagforening om $40 mia. chipfabrikprojekt

‘Semiconductor Manufacturing Process’ Explained | 'All About Semiconductor' by Samsung Semiconductor

Watch this video on YouTube.

Billion-dollar chipkrige: Indblik i den højrisikable verden af global halvlederproduktion

Mateusz Brzeziński

Search

Latest Posts