Huawei fordert Chipindustrie mit radikal neuem Ansatz heraus

Die KI-Revolution führt weltweit zu einer sprunghaften Nachfrage nach Rechenleistung. Technologiegiganten wie Amazon, Meta und Microsoft investieren Hunderte Milliarden Dollar in Rechenzentren und die leistungsstarken KI-Chips von Nvidia. Gleichzeitig droht China im globalen KI-Rennen ins Hintertreffen zu geraten, da amerikanische Handelsbeschränkungen den Zugang zu entscheidender Chiptechnologie zunehmend einschränken.

Gerade deshalb sorgte eine Präsentation von Huawei Technologies diese Woche für viel Aufmerksamkeit. Am 25. Mai enthüllte He Tingbo, Chefin von Huaweis Halbleitersparte, eine bemerkenswert neue Vision zur Chipentwicklung. Dabei verfolgt das Unternehmen bewusst einen anderen Weg als die Chipindustrie in den letzten Jahrzehnten.

Während Chip-Hersteller traditionell immer kleinere Transistoren bauen, um die Leistung zu verbessern, will Huawei mit dem sogenannten „Tau Scaling Law“ alternative Wege finden, um Chips leistungsfähiger zu machen.

Diese Ankündigung führte am darauffolgenden Tag sofort zu Optimismus auf dem chinesischen Aktienmarkt. Anleger sehen die neue Strategie als Zeichen, dass Huawei trotz der amerikanischen Beschränkungen Wege findet, innovativ zu bleiben. Die Aktie des Produktionspartners SMIC stieg daraufhin um fast sechs Prozent.

Wie funktioniert der neue Chip-Ansatz von Huawei?

Jahrelang drehte sich in der Chipindustrie alles um eine einfache Regel: Transistoren kleiner, schneller und effizienter zu machen. Diese Idee entstammt dem berühmten Moore’schen Gesetz, benannt nach Intel-Gründer Gordon Moore. Er sagte vor Jahrzehnten voraus, dass sich die Anzahl der Transistoren auf einem Chip etwa alle zwei Jahre verdoppeln würde. Diese Vorhersage erwies sich als überraschend genau und bildete jahrzehntelang die Grundlage des technologischen Fortschritts.

Laut Huawei stößt dieser Ansatz jedoch allmählich an seine physikalischen Grenzen.

Mit dem neuen „Tau Scaling Law“ wählt das chinesische Technologieunternehmen daher bewusst eine andere Strategie. Anstatt Chips immer kleiner zu machen, will Huawei vor allem die Entfernung verkürzen, die Daten innerhalb eines Prozessors zurücklegen müssen. Diese Technologie nennt das Unternehmen „LogicFolding“.

Das Konzept ähnelt dem Stapeln mehrerer Rechenschichten übereinander. Während traditionelle Chips hauptsächlich flach aufgebaut sind, teilt Huawei den Prozessor in verschiedene Rechensektionen, die vertikal gestapelt werden. Dadurch müssen Informationen innerhalb des Chips weniger weite Strecken zurücklegen, was die Geschwindigkeit und Effizienz verbessern soll.

Die Idee der gestapelten Chips ist nicht völlig neu. Auch Marktführer TSMC nutzt bereits fortschrittliche Stapeltechnologien. Huawei will jedoch viel weiter gehen, indem die gesamte Chiparchitektur neu gestaltet wird.

Damit sind allerdings erhebliche Risiken verbunden. Je mehr Schichten ein Chip enthält, desto komplexer und teurer wird die Produktion. Auch steigt die Wahrscheinlichkeit von Defekten. Die große Frage ist daher, ob Huawei die Technologie kostengünstig genug und in großem Maßstab produzieren kann.

Dennoch scheint Huawei kaum eine Wahl zu haben. Laut Analyst He Hui von der Forschungsfirma Omdia stößt China durch die amerikanischen Handelsbeschränkungen zunehmend an die Grenzen der aktuellen Chiptechnologie.

Warum wäre ein Durchbruch von Huawei so wichtig?

Huawei ist derzeit an die Grenzen der Chiptechnologie gebunden, über die es selbst verfügt. Aufgrund der amerikanischen Exportbeschränkungen hat das Unternehmen keinen Zugang mehr zu den fortschrittlichsten EUV-Maschinen, den extrem teuren Systemen, die benötigt werden, um ultrakleine Chips effizient zu produzieren.

Daher kann Huawei vorerst kaum über Chips von etwa 7 Nanometern hinauskommen. Zum Vergleich: Marktführer TSMC produziert bereits viel kleinere und leistungsfähigere Chips für Unternehmen wie Nvidia und Apple.

Gerade deshalb könnte die neue LogicFolding-Technologie für China so wichtig werden. Anstatt über immer kleinere Transistoren zu konkurrieren, versucht Huawei, die Leistung durch ein intelligenteres Design und eine völlig andere Chiparchitektur zu verbessern.

Gelingt dies, könnte Huawei einen Teil der amerikanischen Handelsbeschränkungen umgehen. Das Unternehmen wäre dann weniger abhängig von Technologien, auf die es keinen Zugang mehr hat.

Huawei behauptet sogar, dass der neue Ansatz bis 2031 Leistungen erbringen soll, die mit Chips von 1,4 Nanometern vergleichbar sind. Das bleibt zwar hinter TSMC zurück, das dieses Niveau bereits um 2028 erreichen will, aber der Unterschied könnte deutlich geringer werden als heute.

Derzeit liegen Huawei und der Produktionspartner SMIC noch mehrere Chip-Generationen hinter dem taiwanesischen Marktführer zurück.

Welche Risiken birgt LogicFolding?

Der neue Chip-Ansatz von Huawei bringt jedoch auch erhebliche Herausforderungen mit sich. Durch das Stapeln mehrerer Chipschichten wird der Produktionsprozess erheblich komplexer. Je komplexer die Chipstruktur, desto größer die Wahrscheinlichkeit von Defekten während der Fertigung. Das kann dazu führen, dass letztlich weniger Chips für den kommerziellen Verkauf nutzbar sind.

Ein weiteres großes Problem ist Wärme.

Wenn verschiedene Rechenschichten dicht aufeinanderliegen, kann Wärme schwieriger entweichen. Das erhöht das Risiko von Überhitzung und Leistungsverlust. Gerade deshalb haben traditionell, flach aufgebaute Chips nach wie vor einen wichtigen Vorteil. Dank ihrer größeren Oberfläche können sie Wärme effizienter abführen.

Huawei muss daher nicht nur die Leistungsfähigkeit von LogicFolding unter Beweis stellen, sondern auch zeigen, dass die Chips ausreichend gekühlt werden können und in großem Maßstab kostengünstig produziert werden können.

Warum beschränkt die USA den chinesischen Chipsektor?

Der Kampf um künstliche Intelligenz dreht sich längst nicht mehr nur um Technik oder Wirtschaft. Für sowohl die Vereinigten Staaten als auch China ist KI mittlerweile zu einer strategischen Waffe geworden, die entscheidend für militärische Macht, Cybersicherheit und geopolitischen Einfluss sein kann.

Washington will um jeden Preis verhindern, dass China diesen Vorsprung aufholt.

Deshalb haben aufeinanderfolgende US-Regierungen die Exportbeschränkungen Richtung China immer weiter verschärft. Diese Maßnahmen richten sich nicht nur gegen fortschrittliche KI-Chips, sondern auch gegen die entscheidenden Maschinen und Software, die zur Herstellung solcher Chips benötigt werden.

Besonders die extrem fortschrittlichen EUV-Maschinen spielen dabei eine Schlüsselrolle. Ohne diese Technologie wird es für chinesische Unternehmen viel schwieriger, die neueste Chip-Generation zu entwickeln.

Laut amerikanischen Politikern sind die Beschränkungen notwendig, um zu verhindern, dass China schneller fortschrittliche Militärsysteme, Überwachungstechnologie und KI-gesteuerte Verteidigungsanwendungen entwickelt.

Gleichzeitig wächst auch in den Vereinigten Staaten der Zweifel, ob diese Strategie langfristig funktioniert. Kritiker warnen, dass die Sanktionen China gerade dazu zwingen, sich schneller von westlicher Technologie unabhängig zu machen.

Unter anderem Nvidia-Chef Jensen Huang hat davor gewarnt. Seiner Meinung nach könnten die Beschränkungen letztlich nach hinten losgehen, da chinesische Unternehmen massiv in ihre eigene Chipinnovation investieren und alternative Technologien entwickeln.