Der DHS/DoC-Bericht der US-Regierung im Überblick

Zachariah Peterson
|  Erstellt: Februar 28, 2022  |  Aktualisiert am: September 15, 2024
Die US-Regierung fordert die Wiederbelebung der amerikanischen Leiterplattenherstellung

Wenn Sie nicht gerade hinter dem Mond leben, ist Ihnen sicher aufgefallen, wie schwierig es geworden ist, zuverlässige Quellen für Halbleiter zu finden. Während Unternehmen die negativen Auswirkungen der massiven Verbrauchernachfrage mithilfe von Just-in-Case-Beschaffungsstrategien bewältigen, reagiert die Halbleiterindustrie mit neuen Investitionen in Halbleiterfabriken. Während einige Unternehmen wie United Microelectronics Milliarden in zusätzliche Übersee-Kapazitäten investieren, dominierte Intel mit seiner bahnbrechenden Investition von 20 Milliarden US-Dollar in den Bau von zwei neuen Fabriken in Ohio die Schlagzeilen.

Während sich die Halbleiterindustrie über zahlreiche Neuinvestitionen freut und mit einer dauerhaft steigenden Nachfrage rechnet, stellt sich die Frage, was an der Leiterplattenfront passieren wird? Es ist allgemein bekannt, dass Outsourcing die heimische PCB-Fertigungsindustrie in Nordamerika und insbesondere in den Vereinigten Staaten stark geschwächt hat. Heimische Betriebe wurden weitgehend auf die Produktion von Leiterplatten für militärische Zwecke, auf Baugruppen mit empfindlichem geistigem Eigentum, auf die schnelle Herstellung von Prototypen, auf die Auftragsfertigung oder auf die Fertigung mit geringem Aufwand zurückgedrängt.

Am 24. Februar wurden zwei neue Berichte des US-Ministeriums für Heimatschutz (DHS) und des US-Handelsministeriums (DoC) veröffentlicht, aus denen hervorgeht, dass das Weiße Haus die strategische Bedeutung von Produktionskapazitäten für Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) im Inland anerkennt. Dies bedeutet eine große Veränderung in der Sichtweise der US-Regierung auf die Elektroniklieferketten im Allgemeinen sowie auf die Rolle von PCBs in IKT-Produkten.

Auf den DHS/DoC-Hauptbericht kann hier zugegriffen werden.

Darum geht es im DHS/DoC-Bericht

Der vom DHS/DoC veröffentlichte Bericht befasst sich in erster Linie mit allen Aspekten der IKT-Lieferkette, von vorgelagerten Komponenten wie blanken PCBs bis hin zu Baugruppen und der Anwendungsentwicklung. Der Bericht zieht einige wichtige Schlussfolgerungen hinsichtlich des Risikos in der PCB-Lieferkette, die der Branche als Grundlage für die Zukunft dienen sollten:

  • Während die USA bei IKT-Innovationen in vielen Produktkategorien führend sind, konzentriert sich die PCB- und PCBA-Produktion zunehmend in China. OEMs lagern die Firmware-Entwicklung weiterhin ins Ausland aus.
  • Outsourcing birgt ein Risiko für die Sicherheit des geistigen Eigentums. Das Risiko entsteht durch die Offenlegung technischer Daten an Dritte mit mangelnder Transparenz in Bezug auf die Datenverarbeitung und Cybersicherheitspraktiken.
  • Outsourcing birgt ein Risiko für die Sicherheit der Arbeitskräfte. Berichten zufolge fällt es den Akteuren der Branche schwer, einheimische Fachkräfte für die Fertigung und die Softwareentwicklung zu finden, trotz des erwarteten Anstiegs verfügbarer Arbeitsplätze.
  • OEMs verlassen sich bei der Produktentwicklung und -herstellung in hohem Maße auf eine begrenzte Anzahl von Quellen.
  • Der Zustand der IKT-Industriebasis macht die Vereinigten Staaten anfällig für zahlreiche „von außen kommende Risiken, die sich aus dem Diebstahl geistigen Eigentums, wirtschaftlichen Abhängigkeiten, schwachen Arbeitsnormen und Klimabelangen ergeben”.

Die hier identifizierten Risiken stimmen mit den Warnungen überein, die in einem IPC-Bericht vom letzten Monat laut wurden, der Schwachstellen in der US-amerikanischen Vorgehensweise bei der Elektronikherstellung aufdeckte. Insbesondere die Auslagerung von Produktionskapazitäten in Verbindung mit einer starken Konzentration der Kapazitäten in China sind die Ursachen für die oben beschriebenen Risiken. Jeder Verlust des Zugriffs auf Chinas PCB-Produktionskapazität wäre eine wirtschaftliche Katastrophe.

Der Preis, den die US-Leiterplattenindustrie für das Outsourcing zahlt, ist erst in den letzten Jahren angesichts der Volatilität der Lieferkette und der geopolitischen Instabilität wirklich deutlich geworden. Während das Problem der ins Inland verlagerten Produktionskapazität relativ schnell gelöst werden kann, ist das Problem der Arbeitskräfte viel heimtückischer und erfordert erhebliche Investitionen. Das Fertigungswissen, das für die Herstellung fortschrittlicher Elektronik von entscheidender Bedeutung ist, läuft Gefahr, verloren zu gehen, wenn die bestehende Kohorte von Fertigungsspezialisten in den Ruhestand geht.

Der Weg in die Zukunft

In dem Bericht nennen die Autoren sieben Maßnahmen zur Überwindung des inakzeptablen Risikos in der Lieferkette: Onshoring (Verlagerung ins Inland), Entwicklung von Arbeitskräften und nachhaltige Forschung und Entwicklung durch die Hersteller. Derzeit ist der Anteil der USA an der weltweiten Leiterplattenproduktion von über 30 % auf nur noch 4 % gesunken, und nur vier der 20 führenden Fertigungsdienstleister für elektronische Komponenten (Electronics Manufacturing Services, EMS) haben ihren Sitz in den Vereinigten Staaten. US-amerikanische und europäische Unternehmen, die während der COVID-19-Pandemie erhebliche Probleme mit der Lieferkette hatten, sind eindeutig zu sehr auf externe Quellen angewiesen, insbesondere aus der APAC-Region.

Die Divergenz zwischen den Produktionskapazitäten in den USA und der APAC-Region ist etwa seit dem Jahr 2000 zu beobachten, und die Produktion in Übersee hat stetig zugenommen, wie aus den folgenden IPC-Daten hervorgeht.

Daten zur Elektronikherstellung bis 2015 zeigen, dass der Anteil von China und Hongkong an den Produktionskapazitäten zunimmt, während der der USA abnimmt.
Quelle: IPC

Die oben genannten Daten enden zwar im Jahr 2014, aber der Trend hat sich bekanntlich bis heute fortgesetzt und dazu geführt, dass heute über 50 % der im Handel erhältlichen Leiterplatten in China hergestellt werden. Es spricht zwar nichts dagegen, im Ausland zu produzieren, aber es ist wichtig, auch das Risiko zu kontrollieren, und das ist nur durch eine stärkere Diversifizierung möglich.

Jeder, der mit der Lieferkettensituation vertraut ist, stimmt zu, dass die Diversifizierung der Produktionskapazität die einzige Lösung ist, um das Risiko für die Endbenutzer zu verringern. Diese Produktionskapazitäten ins Inland zu verlagern oder zumindest über Südostasien hinaus zu verbreiten, ist die beste Möglichkeit, die oben genannten Risiken zu verringern. Die Anerkennung durch die Regierung ist zwar eine ermutigende Entwicklung für die amerikanischen PCB-Fertigungskapazitäten und für die westliche Fertigung insgesamt, aber sie ist erst der Anfang einer wichtigen Arbeit.

Die Zeit wird zeigen, ob es Organisationen wie IPC, PCEA und PCBAA gelingen wird, das Zurückholen (Reshoring) von IP-sensiblen und unternehmenskritischen Produkten in Schwung zu bringen. Die amerikanische Kohorte von Elektronikherstellern hat aufgrund von mehr als 20 Jahren Offshoring (Verlagerung ins Ausland) erhebliche Marktanteile verloren, und die angesammelten Fertigungskapazitäten in Südostasien haben zu einem erheblichen Risiko für Lieferkettenengpässe geführt. Wir haben gesehen, wie sich dies in den Jahren 2020 bis 2021 auf die Halbleiterindustrie ausgewirkt hat, aber nun scheint das Weiße Haus das Halbleiter-Offshoring-Problem mit einer Frage der nationalen Sicherheit gleichzusetzen. Diese Berichte scheinen die Bereitschaft zu zeigen, in Bezug auf die Leiterplattenproduktion und -bestückung die gleiche Haltung einzunehmen.

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Über den Autor / über die Autorin

Über den Autor / über die Autorin

Zachariah Peterson verfügt über einen umfassenden technischen Hintergrund in Wissenschaft und Industrie. Vor seiner Tätigkeit in der Leiterplattenindustrie unterrichtete er an der Portland State University. Er leitete seinen Physik M.S. Forschung zu chemisorptiven Gassensoren und sein Ph.D. Forschung zu Theorie und Stabilität von Zufallslasern. Sein Hintergrund in der wissenschaftlichen Forschung umfasst Themen wie Nanopartikellaser, elektronische und optoelektronische Halbleiterbauelemente, Umweltsysteme und Finanzanalysen. Seine Arbeiten wurden in mehreren Fachzeitschriften und Konferenzberichten veröffentlicht und er hat Hunderte von technischen Blogs zum Thema PCB-Design für eine Reihe von Unternehmen verfasst. Zachariah arbeitet mit anderen Unternehmen der Leiterplattenindustrie zusammen und bietet Design- und Forschungsdienstleistungen an. Er ist Mitglied der IEEE Photonics Society und der American Physical Society.

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