Wenn „just in time“ nicht mehr funktioniert

Rund 4 Millionen Fahrzeuge können in diesem Jahr wohl nicht gebaut werden, weil der Autoindustrie wichtige Chips fehlen. Das liegt auch an der Beschaffungsstrategie der Branche. Zeit für ein Umdenken der Autohersteller?

Mechaniker bauen Auto

Elektronik wird für Kunden immer stärker zum Kaufargument auch bei Fahrzeugen. Bild: picture alliance / dpa / TASS

Mangelwirtschaft Halbleiter: Peugeot baut jetzt wieder analoge Tachos in das Modell 308. Bei Ford haben Kompaktautos Lieferzeiten wie ehedem Supersportwagen. Auch bei vielen anderen Autoherstellern sorgt der Mangel an notwendigen Halbleitern – und damit an Sensoren, Mikrocontrollern etc. – für Probleme. Immer wieder stehen die Bänder still, wird Kurzarbeit eingeführt. In einem Fahrzeug sind durchschnittlich 1.400 Halbleiter verbaut.

Der Chipmangel ist zwar auch auf Naturkatastrophen zurückzuführen, die die Halbleiterproduktion Anfang des Jahres massiv gestört hatten. Doch die Versorgungslücke ist zum großen Teil selbst verursacht: Weil die Autoindustrie ihre Bestellungen zu Beginn der Corona-Pandemie massiv reduziert hat, zugleich aber die Nachfrage nach Unterhaltungselektronik explodierte, haben sich die Chipproduzenten umgestellt und beliefern nun zuerst Smartphone-Hersteller & Co. Die Automobilhersteller (auch als OEMs bezeichnet) haben das Nachsehen – und werden wohl bis weit ins kommende Jahr hinein unterversorgt bleiben.

1.400

Halbleiter sind durchschnittlich in einem Fahrzeug verbaut.

Neue Position in der Nahrungskette

Eine ungewohnte Lage für die mächtigen Einkäufer der OEMs. Bislang konnte es sich kaum ein Zulieferer erlauben, einen Großkunden wie VW warten zu lassen. Zwar waren die Hersteller immer schon auch selbst von ihren Zulieferern abhängig, doch die Symbiose gilt im Halbleiter-Bereich nicht mehr: Die Chiphersteller, vor allem die sogenannten Auftragsfertiger (Foundries) in Ostasien, die für andere Halbleiterhersteller produzieren, sind kaum auf die Autobranche angewiesen. Die größte „Halbleiter-Schmiede“, TSMC aus Taiwan, setzt gerade einmal 3 Prozent mit der Fahrzeugindustrie um; 51 Prozent entfallen auf den Smartphone-Markt. Umgekehrt ist die Abhängigkeit dagegen gewaltig: 70 Prozent der von der Autobranche benötigten Mikrocontroller (MCU) werden von TSMC gefertigt.


1 Audi Q7, 38 Mikrocontroller, 7 Lieferanten

Fahrerassistenzsysteme (ADAS):
6 MCUs von NXP, Microchip und Renesas
Antriebsstrang:
2 MCUs von Infineon
Chassis und Sicherheit:
12 MCUs von Renesas, NXP, Microchip, Texas Instruments und Infineon
Karosserie und Komfort:
10 MCUs von Renesas, Microchip, NXP
Infotainment:
8 MCUs, von Renesas, Microchip, Panasonic, Texas Instruments, Toshiba

Quelle: HIS Markit „Managing the 2021 automotive chip famine“


MCUs sind essentiell, sie werden für die elektronischen Kontrolleinheiten (ECU) im Auto benötigt – die vom ABS über die Einparkautomatik bis zur Antriebssteuerung überall im Auto zu finden sind. Und die Fahrzeuge werden immer abhängiger von den Mikrocontrollern. In einem Audi Q7 sind 38 MCUs am Werke, beim Mittelklasse-Honda immerhin noch etwa 20. Die Tier-1-Zulieferer wie Bosch und Continental stellen bereits jeweils mindestens 30 unterschiedliche ECUs her. Experten erwarten, dass 2025 schon doppelt so viele Halbleiter in Autos verbaut werden wie 2019.

Auf der Suche nach Chips

Das Problem ist also gewaltig, der Umgang der Hersteller damit ganz unterschiedlich: VW versuchte zuerst, Zulieferer Bosch den Schwarzen Peter zuzuschieben. Tatsächlich liegt die „Zuständigkeit“ für die Lieferfähigkeit nachrangiger Lieferanten zuerst bei den Tier-1-Zulieferern selbst. Doch diese reagieren natürlich nur direkt auf einen Nachfragestopp der Hersteller und geben ihn an ihre Lieferanten weiter, so auch Anfang 2000 beim Einbruch des Automarkts. Inzwischen hat VW ein eigenes 40-köpfiges Einkaufsteam für Halbleiter gebildet, das es mit 10.000 Anfragen bei Chip-Brokern geschafft hat, rund 1 Million Chips aufzutreiben. Mercedes wiederum konzentriert sich darauf, die unterbrechungslose Produktion der margenträchtigen S-Klasse sicherzustellen. Bosch wiederum konnte Anfang Juni seine erste eigene Halbleiterfabrik eröffnen. Sie war mit 1 Milliarde Euro die größte Investition in der Geschichte von Bosch.

Keine schnelle Lösung

All diese Aktivitäten werden das grundsätzliche Problem des wachsenden Chiphungers der Autoindustrie jedoch nicht lösen. Das hat vor allem drei Gründe:

  • Die Autobranche nimmt nur etwa 8 Prozent der Halbleiter weltweit ab. Auch wenn der Anteil an Chips im Auto steigen wird, dürfte nur etwa jeder zehnte Halbleiter in einem Fahrzeug verbaut werden. Andere Branchen, vor allem die Unterhaltungsindustrie, sind viel mächtigere Einkäufer.
  • Die Nachfrage nach Chips wächst schneller als die Produktionskapazität. Denn trotz der hohen Nachfrage und eines Quasi-Oligopols ist der Preisdruck enorm. Zugleich liegen die Investitionskosten im Milliarden-Dollar-Bereich. „Eine Chipfabrik rechnet sich nur bei einer Auslastung von über 90 Prozent“, erklärt Ronald Raedeker, Auto-Experte bei der Deutschen Bank. Überkapazitäten wollen die Chiphersteller vermeiden. So riesig die Nachfrage auch jetzt ist – die Hersteller wissen nicht, wie viele Mehrfachanfragen dabei sind; nach dem Engpass 2018 war im Folgejahr die Nachfrage eingebrochen. Dennoch haben die Foundries angesichts des Nachfragebooms den Aufbau weiterer Kapazitäten in Angriff genommen. Nur: Auch die Fertigungsmaschinen für die Chipherstellung sind rar und haben lange Lieferzeiten von mindestens einem Jahr. Eine neue Fertigung braucht viel Vorlauf.
  • Die neuen Kapazitäten dienen vor allem der Produktion hochmoderner Chips. Die Autoindustrie verbaut derzeit jedoch vor allem veraltete Chiptechnologie – die ist günstig und reicht für die Bedürfnisse in Fahrzeugen aus. So kann Boschs neueröffnete Fabrik Halbleiter mit einer Strukturbreite bis minimal 65 Nanometer produzieren. Chiphersteller Samsung verfügt aber bereits über deutlich anspruchsvollere Fertigungstechnologien bis 4 Nanometer.

Beschaffung am Scheideweg

Die Autoindustrie kommt wohl nicht darum herum, ihre Einkaufspolitik zumindest im Bereich der Chips zu ändern, um künftig Engpässe zu vermeiden. „Die Lernkurve in der Autoindustrie ist momentan sehr steil“, kommentiert Autoexperte Raedeker. Der Chipeinkauf gilt OEMs nun als strategisch ähnlich relevant wie die Stahlbeschaffung. Das heißt, dass das Thema nicht den Tier-1 allein überlassen wird, sondern der Hersteller – siehe aktuell VW – seine Einkaufsmacht bündelt und die Liefersituation im Blick behält. Die Berater von Roland Berger empfehlen den OEMs kurzfristig, die Transparenz in der Lieferkette zu verbessern. Sie sollten wissen, welche Zulieferer noch Halbleiter vorrätig haben könnten und von wem sie die Chips überhaupt beziehen. So hat Ford erst vor Kurzem schmerzlich erfahren, dass gleich neun seiner Tier-1-Zulieferer ihre Chips aus einem einzigen Werk in Japan beziehen – als dieses von einem Brand betroffen war.

„Die Lernkurve in der Autoindustrie ist momentan sehr steil.“

Ronald Raedeker, Deutsche Bank

Langfristig müssen die Hersteller die Beschaffungsrisiken strategisch angehen. Das wird keine einfache Aufgabe. Beispiel regionales Risiko: Die drei technologisch führenden Foundries sind in Ostasien (Taiwan, Südkorea, Japan) ansässig. Roland Berger empfiehlt, die verbauten Elemente stärker zu standardisieren und engere Bande mit Chipherstellern zu knüpfen. Das kann sowohl über eine direkte Beschaffung durch die OEMs wie auch durch eine Direktbeteiligung an einem Halbleiterhersteller geschehen.

„Just in time“ ist Teil des Problems

Die OEMs zeigen zumindest aktuell Einsicht, dass das Just-in-time-Modell an seine Grenzen gestoßen ist. Über Jahrzehnte hatte sich diese Beschaffung angesichts von rund 40.000 in einem Fahrzeug verbauten Teilen preislich und organisatorisch bewährt. Aber die Hersteller lernen jetzt, was ihnen die Chipindustrie schon länger vermitteln wollte: Wir brauchen für unsere Planung verbindliche Bestellungen mit viel Vorlauf. Denn von der Produktion bis zum Einbau in ein Fahrzeug vergehen bei Halbleitern mehrere Monate, ein Vorlauf von einem halben Jahr und mehr ist nicht ungewöhnlich. Langfristige Verträge bedeuten für die OEMs, gegebenenfalls ihre Lagerbestände deutlich zu erhöhen. Eine Strategie, die ausgerechnet der Just-in-time-„Erfinder“ Toyota im Halbleiterbereich verfolgt – und so zumindest länger als die Konkurrenz lieferfähig ist.

Allerdings sind die Kosten einer solchen Beschaffungspolitik hoch. Und es wäre nicht das erste Mal, dass ein angekündigter grundlegender Wandel schlicht wieder einschläft. Raedeker erinnert sich: „Vor zehn Jahren hatten wir nach dem schweren Tsunami in Japan auch einen großen Halbleitermangel; damals war die Bereitschaft groß, die Abhängigkeit von der Region zu verringern. Doch letztlich hat sich nicht viel geändert. Diesmal trifft es die OEMs noch härter, die Bedeutung von Halbleitern ist gewachsen. Und die Hersteller wissen auch, dass sie nicht nur bei Chips diese Risiken haben – auch bei Kupfer, Lithium, Nickel und Seltenen Erden steigt die Nachfrage enorm, es wird Engpässe geben.“ Vielleicht erleben wir also diesmal bei strategischen Teilen wirklich eine Abkehr vom Just-in-time-Modell.

06/2021
Chefredaktion: Bastian Frien und Boris Karkowski (verantwortlich im Sinne des Presserechts). Der Inhalt gibt nicht in jedem Fall die Meinung des Herausgebers (Deutsche Bank AG) wieder.