Monopolist aus Deutschland: Die Meister des Zauberlichts.
Die KI-Revolution hängt ab von einer deutschen Firma aus Schwaben: Sie kennt das Geheimnis, wie sich immer kleinere und leistungsstärkere Mikrochips herstellen lassen. Wie haben die Tüftler das geschafft?
Einleitung: Die Musik spielt nicht nur in Übersee
Unrettbar, so klagen Pessimisten, sei Deutschland bei den Zukunftstechnologien abgehängt. Die Musik spiele woanders – in Kalifornien bei Konzernen wie Google, Nvidia oder Apple, bei den dortigen KI-Schmieden OpenAI oder Anthropic. Oder gleich in China. Aber bei uns? Regt sich im verdrossenen Wirtschaftswunderland von einst überhaupt noch was?
Das tut es durchaus und oft sogar stärker, als viele ahnen. Ein besonders eindrucksvolles Beispiel kommt aus Baden-Württemberg. Selbst die mächtigsten Techkonzerne der Welt haben einen wunden Punkt: Ihr Geschäft würde wohl kollabieren ohne den Beitrag Oberkochens, eines Nests von knapp 8000 Einwohnern am Rand der Schwäbischen Alb. Hier, ganz weit weg von so ziemlich allem, stellt der Optikkonzern Carl Zeiss ein technisches Wunderwerk her, das für die moderne Welt nahezu unverzichtbar ist.
Keine selbstfahrenden Autos, kein ChatGPT
Dieses hochkomplexe Mirakel ist im Prinzip eine Art Diaprojektor. Es wirft einen beliebigen elektronischen Bauplan auf eine lichtempfindliche Fläche. Allerdings wird dieser Bauplan dabei extrem verkleinert. So entstehen Strukturen, die 5000-mal feiner sind als ein menschliches Haar. Genau das macht die Technik aus Oberkochen so einzigartig und kostbar.
Nur mit ihr können die fortschrittlichsten Mikrochips produziert werden, jene oft fingernagelgroßen Siliziumplättchen, auf denen wundersamerweise schon 57 Milliarden elektronische Schalter (»Transistoren«) Platz finden. Ohne solche Chips gäbe es keine Smartphones, keine selbstfahrenden Autos, keine KI-Rechenzentren, kein ChatGPT. Dass die weltweite Chipindustrie boomt wie nie zuvor, das ist nicht nur das Verdienst der schlauen Köpfe im Silicon Valley, sondern auch das derer im Kochertal.
Links von der Bundesstraße 19 am südlichen Ortsausgang Oberkochens grasten im Coronajahr 2020 noch Schafe. Jetzt erstrecken sich hier Büros, Parkhäuser und gewaltige, hochtechnische, fensterlose Fertigungshallen mit Reinräumen, die zu den saubersten Orten des Landes zählen. In dem Ensemble arbeiten inzwischen an die 7000 Menschen aus bis zu 68 Ländern. Viele von ihnen gehen jeden Tag völlig vermummt zu Werke in Ganzkörperanzügen mit Spezialunterwäsche und Mundschutz, jedes Staubkorn hier könnte Millionenschäden verursachen.
Der rasant gewachsene Fabrikkomplex der Carl Zeiss Semiconductor Manufacturing Technology GmbH, kurz: Zeiss SMT, hat die Straßen in dem stillen Ort so spürbar gefüllt, dass er mittlerweile sogar seine erste Ampelanlage errichten musste.
Das Moore’sche Gesetz und die Grenzen der Miniaturisierung
Dass die technische Revolution möglich wurde, liegt an Peter Kürz, 61, einem Physiker und Pionier mit offenbar unerschütterlichem Grundvertrauen in sich, sein Team und die Naturgesetze. 1999 übernahm Kürz die Leitung einer Gruppe von damals knapp 20 Fachleuten. Gemeinsam knöpften sie sich ein Hauptproblem der digitalen Revolution vor: die Fortschreibung von »Moore’s Law«.
Gordon Moore, späterer Mitbegründer des Chipriesen Intel, hatte schon 1965 beobachtet, dass sich die Zahl der Transistoren auf den Mikrochips und damit ihre Leistungskraft etwa alle 12 Monate verdoppelten. Später ging er eher von einer Verdopplungsrate alle 24 Monate aus. Noch später war er sicher, dass diese scheinbare Gesetzmäßigkeit an ihr Ende kommen würde, weil die Produktionsprozesse für Halbleiter an technische Grenzen der Miniaturisierung stießen. Von dem Moment an würde der Fortschritt bei Mikroprozessoren erlahmen.
Um den Stillstand abzuwenden, musste sich die Chipbranche neu erfinden. Sie brauchte eine bessere Methode, noch winzigere Baupläne auf lichtempfindliche Siliziumplatten (»Wafer«) zu projizieren, aus denen sich die einzelnen Chipstrukturen dann mit Spezialchemikalien ätzen lassen. Doch welche?
Kürz und seine Mitstreiter versuchten es mit einer Methode, die anfangs nur eine theoretische Möglichkeit war: extremes UV-Licht, kurz: EUV. Mit seiner Wellenlänge von nur 13,5 Nanometern ist es unsichtbar für Menschen. Es funktioniert beim Abbilden von mikroskopisch winzigen Chipstrukturen gewissermaßen wie ein ultrafeiner Pinsel – sein Strich ist 14-fach filigraner als das Licht, das bis dahin Goldstandard in der Belichtung von Wafern war.
EUV versprach einen gewaltigen Technologiesprung, allerdings legte es den Entwicklern schwer überwindliche Tücken auf. Dieses Licht wird von Luft geschluckt, deshalb existiert es natürlicherweise nicht auf der Welt. Es lässt sich auch nicht mit Linsen bündeln, denn diese extrem kurzwellige Strahlung durchdringt kein Glas.
An dem zickigen Zauberlicht arbeiteten sich zunächst auch die Konkurrenten von Zeiss ab, die japanischen Optikkonzerne Canon und Nikon. Doch deren Rückschläge waren so heftig, dass sie irgendwann aufgaben. Teils aus Naivität, teils aus dem Trotz schwäbischer Tüftler versuchten Kürz und sein Team es weiter: »Wir haben das nicht richtig eingeschätzt«, sagt er heute. »Wir wussten nicht, welche Schwierigkeiten auf uns zukommen.«
Bei 220.000 Grad Celsius entsteht das Licht
Zu Beginn hoffte Kürz noch, es bis 2006 schaffen zu können. Weit gefehlt: Erst 2018 wurde die erste Chipfabrik mit der Oberkochener Wundermaschine ausgerüstet. Die Arbeit hat Milliarden gekostet und viele Nerven aller Beteiligten – jetzt aber bringt das EUV-System Milliarden ein und verändert die Welt.
Und das wird wohl noch lange so bleiben. Eine nochmals verbesserte Variante des Systems (»High NA EUV«) hat die Firma schon fertig. Und die darauffolgende Generation namens Hyper-NA-EUV ist in Sicht. Damit »können wir ›Moore’s Law‹ im nächsten Jahrzehnt und darüber hinaus weiterschreiben«, versichert Kürz. Der technische Spielraum sei da, Chipstrukturen für lange Zeit immer noch kleiner zu bauen.
Um das kapriziöse EUV zu bändigen, konnte Zeiss auf eigene Expertise vertrauen, aber auch auf die Hilfe von Hunderten Zulieferern und Forschungspartnern, etwa der Fraunhofer-Gesellschaft. Etliche von ihnen leisteten Durchbrüche an vorderster Forschungsfront.
Vereinfacht gesagt funktioniert das Wunderwerk ungefähr so: Ein Laser, hergestellt von der gleichfalls in Baden-Württemberg heimischen Firma Trumpf, beschießt 50.000 Zinntröpfchen pro Sekunde je zweimal in einer Vakuumkammer. Der erste Schuss ist sanft, der zweite knallhart. Daraufhin lösen sich in ihnen die Elektronen von den Atomkernen, ein Plasma entsteht, und bei Temperaturen von rund 220.000 Grad Celsius entweicht ihm das gewünschte EUV-Licht.
Von gekrümmten Hightechspiegeln wird dieses dann mit einer Präzision von Millionstel Millimetern an seinen Bestimmungsort gelenkt – von der Lichtquelle über eine Schablone mit dem Bauplan für die Chips auf den Wafer. Diese EUV-Spiegel sind die glattesten Strukturen, die je von Menschen hergestellt wurden. Die Produktion jedes Exemplars dauert etwa ein Jahr.
Das aktuelle EUV-System von Zeiss besteht aus über 35.000 Einzelteilen und wiegt 3,5 Tonnen. Sein verbesserter Nachfolger zählt mehr als 65.000 Komponenten und bringt 18 Tonnen auf die Waage. Das ist das Faszinierende und nur scheinbar Widersinnige an Mikrochips: Je winziger, leistungsfähiger und energieeffizienter diese werden, desto aufwendiger und größer werden die Apparate, um sie herzustellen.
Kürz ist für seine Arbeit unter anderem mit dem Deutschen Zukunftspreis und dem Werner-von-Siemens-Ring ausgezeichnet worden. Die Trophäen stehen nicht in seinem Büro, sondern am Empfang, weil sie nach seinem Verständnis allen Mitarbeitenden gelten. Die Halbleitersparte von Zeiss, zu der seine Abteilung gehört, ist inzwischen der größte und am schnellsten wachsende Geschäftsbereich im Konzern, dessen Geschichte auf das Jahr 1846 zurückgeht: Vor 180 Jahren gründete der Mechanikermeister Carl Zeiss in Jena eine Werkstatt, um außergewöhnlich präzise Mikroskope zu bauen.
Das Herzstück der Milliarden-Maschinen von ASML
Für ihre gesamte EUV-Optik hat die Firma nur einen Abnehmer, mit dem sie in einer langjährigen Entwicklungspartnerschaft verbunden ist: den niederländischen Konzern ASML aus der Nähe von Eindhoven. Es baut die Lithografiemaschinen, mit denen Firmen weltweit die besten Mikrochips herstellen. An der Börse war ASML Ende Juni mehr als 650 Milliarden Euro wert, mehr als je ein europäisches Unternehmen zuvor.
Was Zeiss ihm zuliefert, ist das Herzstück seiner überaus komplexen Belichtungsgeräte. Die ASML-Lithografiemaschinen sind groß wie Doppeldeckerbusse, sie arbeiten mit kaum fassbarer Zuverlässigkeit und Präzision und kosten, je nach Modellgeneration, pro Stück zwischen 180 und 400 Millionen Dollar. Bei den größten Herstellern von Mikrochips wie TSMC in Taiwan, Intel und Micron in den USA oder Samsung und SK Hynix in Südkorea laufen die Ungetüme rund um die Uhr, und dennoch können die Firmen die Nachfrage nach KI-, Handy- oder Speicher-Chips kaum bedienen. Sie gieren nach mehr Zaubermaschinen aus Europa, und ihre Aktienkurse sind davon abhängig, wie schnell sie diese bekommen.
Weder ASML noch Zeiss haben Mitbewerber: EUV-Lithografie ist ein hart erarbeitetes Monopol, das auf singulärer Kompetenz beruht. Für beide Konzerne ist die Verteidigung ihres Wissens gegen Spione essenziell.
Eiserne Geheimhaltung und Industriespionage
In Oberkochen geht das so: Außer vielleicht Kürz weiß kaum einer im Unternehmen, wie genau das Wunderwerk überhaupt funktioniert. Angestellte wissen nur, was sie für ihren jeweiligen Job wissen müssen, und haben nur Zugang zu den entsprechenden Bereichen. Bewerber werden gründlich durchleuchtet. Auf dem Firmengelände herrscht strenges Fotografierverbot. Reinräume sind für Besucher tabu. Naheliegende Journalistenfragen – etwa zur Zahl der superglatten Spiegel im EUV-System – werden nicht beantwortet. Die Firma erläutert Grundprinzipien, keine Details.
Chinesische Firmen sind von ASMLs EUV-Technik auf Drängen der US-Regierung ausgeschlossen. China fällt daher in der Produktion der modernsten Chips zurück und muss selbst sehen, wie es seinen wohl jahrzehntelangen Forschungsrückstand in der EUV-Technologie aufholen kann. Allzu gern würde etwa der Techkonzern Huawei dabei offenbar eine Abkürzung nehmen. Die Chinesen sollen schon gezielt E-Mails an Mitarbeiter in Oberkochen verschickt und ihnen teils das Dreifache ihrer Gehälter versprochen haben, falls sie nach Fernost wechseln würden.
Frank Rohmund, Chef von Zeiss SMT, ruft seine Belegschaft auf, solchen Abwerbeversuchen standzuhalten, augenscheinlich erfolgreich: Die Zahl der Kündigungen sei gering. Bei der Abwehr helfe ein in der Firma verankertes Ethos, »dass wir den Schatz, den wir hier haben, gemeinsam schützen müssen«.
Blick in die Zukunft und geopolitische Risiken
Monopolist zu sein, das nennt Rohmund, 58, »eine schöne Rolle«, aber es sei keine bequeme. Den Abstand zu den Verfolgern muss er mit immer neuen Innovationen eher weiter ausbauen. Gleichzeitig ist er zuversichtlich, dass sein Vorsprung noch lange halten wird: »Jahrzehnte habe Zeiss mit der Entwicklung von EUV zugebracht, das holt man nicht kurzfristig auf«. Herausforderern aus dem Silicon Valley, die alternative Technologien zur EUV-Lithografie entwickeln wollen, sieht er gelassen entgegen.
Womöglich aber drohen der Firma Risiken von anderer Seite. In einer Welt, in der alte Bündnisse brechen, neue Zölle den Handel behindern und Zugang zu Technologie immer öfter ein politisches Druckmittel wird, könnten auch ASML und Zeiss zwischen die Fronten geraten. Wenn die EU-Kommission etwa beschlösse, Lithografiemaschinen aus Gründen der Vergeltung nicht länger an die USA ausliefern zu lassen, könnten dort ganze Boombranchen in die Bredouille kommen – und die beiden Großmeister der Chipschrumpfung selbst auch.
Noch gibt es keinerlei Hinweise für so ein Schreckensszenario. Die Firma sei bisher nicht zum Spielball der Einflusssphären geworden, versichert Rohmund. »Ich halte das für eine kluge politische Entscheidung«, sagt der Zeiss-SMT-Chef, »und hoffe, dass es so bleibt.«
Quelle: DER SPIEGEL 29/2026
