Technology
Nvidia in der Klemme: Wie Chip-Probleme den KI-Boom bremsen!
Die Grafikprozessoren von Nvidia sind unverzichtbar für KI-Produkte, jedoch kommt der Konzern mit Fertigung nicht hinterher
Der Boom der Künstlichen Intelligenz hat Nvidia vor Aufträgen kaum hinterher kommen lassen.
Der US-Konzern ist Marktführer im Bereich der Grafikprozessoren) (GPUs) und kann nicht annähernd so viele GPU's liefern, wie die Kunden bestellen. So stieg hier der Umsatz im jüngsten Quartal auf 13,5 Milliarden Dollar an und die Firma ist dank ihren leistungsstarken Chips zum wertvollsten Konzern im Bereich Chipherstellung geworden. Ein Grund für diesen Boom ist OpenAIs GPT-Sprachmodell, welches im März in der KI eine neue Ära einläutete. Aber auch Tech-Unternehmen wie Tesla und X, vormals Twitter, wollen jeweils 10.000 KI-Chips erwerben.
Doch Nvidia kann der Nachfrage nicht nachkommen. Der Grund hierfür ist die Technologie Advanced Packaging, welche mehrere Chips übereinander stapelt, nebeneinander anordnet und mit vielen mikroskopisch kleinen Leitungen verbindet. Dieses Verfahren ist hochkomplex und die Maschinen, die zur Fertigung benötigt werden, kosten pro Stück 150 Millionen Euro.
Hintergrund des Mangels an leistungsfähigen Chips ist das „Mooresche Gesetz“, welches lautet, dass sich die Anzahl der Transistoren auf einem Chip alle zwei Jahre etwa verdoppelt. Durch die Verkleinerung der Transistoren können Energie gespart, schneller gerechnet sowie kompaktere Chipgrößen erstellt werden und bildeten so die Grundlage für den Siegeszug des Computers und der Smartphones.
Da der Weiterentwicklung der Chipgrößen aber schwerer wird, kann Manufacturierung Advanced Packaging eine Lösung sein. Firmen wie Lam Research, KLA oder Tokyo Electron sind schon damit beschäftigt KI-Serversysteme herzustellen und erleben in diesen Zeiten ebenso einen Boom.Nvidias Gründer Jensen Huang versucht, die Liefersituation durch einen Ausbau der Fertigungskapazitäten zu verbessern, doch viele Kunden müssen noch auf Monate hinaus vertrösten werden. Erst dann wird klar sein, welches Unternehmen aufgrund der extremen Nachfrage letztendlich doch noch leistungsstarke Chips bekommt.
Die hohe Nachfrage nach Nvidias leistungsstarken Grafikprozessoren hat weltweit ein dramatisches Defizit auf dem Chip-Markt erzeugt. Einer der Gründe ist die „Chip-on-Wafer-on-Substrate“-Technologie (CoWoS), die der weltgrößte Auftragsfertiger TSMC nutzt. Doch die Herstellung dieses Systems ist fast so aufwendig und komplex wie die eigentliche Halbleiterfertigung, weswegen eine Erhöhung der Kapazitäten schwierig ist. Experten befürchten, dass die Nachfrage nach High-End-KI-Chips bis ins Jahr 2024 anhalten wird und deswegen werden auch Nvidia-Kunden noch Geduld brauchen.
Ein anderer wesentlicher Grund für die Versorgungsprobleme auf dem Chip-Markt ist die Fertigung der Chips selbst. Denn hier können die Hersteller der Maschinen die Nachfrage nicht konstant decken. Dieses Phänomen macht sich auch bei dem sogenannten „Advanced Packaging“ bemerkbar. Hierbei handelt es sich um einen Randbereich der Chipindustrie, der vor allem in Asien von spezialisierten Unternehmen wie Amkor und ASE übernommen wird. Aber auch TSMC selbst hat in den vergangenen Jahren in das Backend stark investiert.
Mit Blick auf die europäische Landschaft baut Intel gerade eine große Fabrik für die Verpackung der Chips in Polen. In Breslau sollen mehr als vier Milliarden Euro investiert werden, während in Magdeburg für mehr als 30 Milliarden Euro eine Frontend-Fertigung entstehen soll. Amkor und Globalfoundries wiederum investieren in eine Backend-Produktion in Porto. Wenn die Maschinenbauer die Nachfrage nicht besser decken können, könnte Nvidia auch Alternativen wie die Systeme von Amkor oder Samsung in Betracht ziehen.
