Wie kann die Halbleiterindustrie Nachhaltigkeit wirklich umsetzen?

Die Halbleiterindustrie ist es nicht gewohnt, als Umweltsünder zu gelten. Schließlich ist sie der Motor hinter den meisten technologischen Durchbrüchen, die wir feiern: künstliche Intelligenz, Elektrifizierung, Konnektivität und Automatisierung. Doch mit der steigenden Nachfrage nach Chips wächst auch die Aufmerksamkeit. Chip-Fabriken verschlingen enorme Mengen an Wasser und Energie. Seltene Erden überqueren Kontinente und Konfliktzonen. Die Lieferketten sind derart komplex, dass sie nahezu undurchsichtig erscheinen. Und immer häufiger beginnen Regierungen, Investoren und Kunden, kritische Fragen zu stellen.

Damit geht eine neue Erwartungshaltung einher: Chip-Hersteller – und das weit verzweigte Ökosystem, das sie stützt – sollen das Thema Nachhaltigkeit endlich ernst nehmen. Und das nicht nur in Hochglanz-ESG-Berichten (Environmental, Social and Governance), sondern auch in der tatsächlichen Konzeption, Beschaffung und Produktion. Im Zentrum dieses Wandels steht ein Konzept, auf das die Branche bislang noch nicht wirklich vorbereitet ist: die Kreislaufwirtschaft. Der ökologische Fußabdruck der Halbleiterindustrie. Fangen wir mit den Grundlagen an: Die Herstellung von Chips ist alles andere als sauber.

Eine einzelne Wafer-Fab im Advanced-Node-Bereich kann täglich mehrere Millionen Liter Wasser und große Mengen an Energie verbrauchen. Dies gilt insbesondere für Sub-10-Nanometer-Prozesse, die eine höhere Anzahl an Prozessschritten, mehr Anlagen und strenger kontrollierte Umgebungsbedingungen erfordern.

Hightech Agenda Deutschland: Anspruch trifft Realität

Die Hightech Agenda Deutschland will Zukunftstechnologien gezielt stärken und Investitionen bündeln. Während die Industrie den politischen Impuls begrüßt, bleiben Fragen zur Umsetzungsgeschwindigkeit und Mittelstandseinbindung offen.

Die Materialliste ist ebenfalls anspruchsvoll. Gallium, Germanium, Antimon und Wolfram zählen zu den entscheidenden Rohstoffen. Sie sind jedoch häufig knapp, nur schwer umweltverträglich zu gewinnen und stammen aus einer begrenzten Anzahl von Ländern. Diese Materialien sind also nicht nur selten, sondern auch geopolitisch sensibel. Und sobald ein Chip gefertigt ist, wird er weltweit weitertransportiert und in andere Systeme integriert. Am Ende seiner Lebensdauer ist er meist nicht recycelbar.

Die Erfassung von CO₂-Emissionen in globalisierten Elektronik-Lieferketten ist noch eine vergleichsweise neue Praxis. Doch es besteht kein Zweifel: Der ökologische Fußabdruck dieser Lieferketten ist erheblich, wächst weiter – und entwickelt sich zunehmend zu einem Reputationsrisiko. 

Druck von Politik, Öffentlichkeit und Geschäftspartnern

Dabei geht es längst nicht mehr nur um Imagepflege oder Idealismus. Der externe Druck nimmt konkrete Formen an. Ein Beispiel sind Chinas Exportbeschränkungen für Gallium und Germanium – zwei Metalle, die für Verbundhalbleiter unverzichtbar sind. Diese Maßnahmen haben die Verwundbarkeit und Intransparenz der globalen Elektronikbeschaffung deutlich ins Rampenlicht gerückt. Die Auswirkungen auf Kosten und Nachhaltigkeit sind inzwischen deutlich spürbar.

Gleichzeitig setzen sich Regierungen zunehmend ehrgeizigere politische Ziele. Die Batterieverordnung der Europäischen Union und die geplante Initiative zum digitalen Produktpass sind deutliche Signale dafür, dass die europäischen Regulierungsbehörden in der Elektronikbranche Rückverfolgbarkeit, Nachhaltigkeitsberichterstattung sowie den Nachweis einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft einfordern. Auch die USA bewegen sich in eine ähnliche Richtung: Mit Anreizen für saubere Technologien und Beschaffungsrichtlinien sollen Zulieferer stärker in die ökologische Verantwortung genommen werden.

Auch der Markt spielt eine wichtige Rolle. Große OEMs (Original Equipment Manufacturer) und Investoren stellen immer kritischere Fragen zu Umweltbilanz und verantwortungsvoller Unternehmensführung. Wer als Zulieferer darauf keine überzeugenden Antworten hat oder nicht über die nötige Transparenz verfügt, um sie zu geben, gerät ins Hintertreffen.

Sustainability Gate @ Silicon Saxony Days 2026

Nachhaltigkeit entscheidet zunehmend darüber, wie Elektronik künftig entwickelt, gefertigt und eingesetzt wird. Regulatorische Anforderungen, knappe Ressourcen und steigende Kosten treffen auf einen hohen Innovationsdruck – und verlangen nach neuen Lösungen entlang des gesamten Produktlebenszyklus.

Genau hier setzt das Sustainability Gate an, das die Fachmagazine productronic und elektronik industrie gemeinsam mit Silicon Saxony e. V. im Rahmen der Silicon Saxony Days 2026 (15.–17. Juni, Flughafen Dresden) veranstalten. Im Mittelpunkt stehen konkrete Ansätze, Erfahrungen und Technologien – von Nachhaltigkeitsmanagement und Design über Fertigungskonzepte bis hin zu Recycling und Kreislaufwirtschaft.

Mit Beiträgen unter anderem von Celus, Elesta, RS Components, Nexperia und dem VDE bringt das Sustainability Gate zentrale Akteure der Branche zusammen und schafft Raum für Austausch und neue Perspektiven. Bleiben Sie gespannt – weitere Details zu Programm und Inhalten folgen in Kürze.

Warum die Kreislaufwirtschaft nur langsam an Bedeutung gewinnt

Der Begriff Kreislaufwirtschaft ist plötzlich allgegenwärtig. Theoretisch ist das Konzept einfach: Produkte sollen so gestaltet werden, dass sie wiederverwendet, repariert und recycelt werden können. Das Ziel besteht darin, Abfall zu minimieren und die Abhängigkeit von Primärrohstoffen zu verringern. In der Praxis kommt dies jedoch nur schleppend voran.

Die meisten Elektronikprodukte, insbesondere Halbleiter, sind auf maximale Leistung, kompaktes Design und kurze Lebenszyklen ausgelegt. Für Wartungsfreundlichkeit und Reparaturen bleibt dabei kaum Spielraum. Der Schutz geistigen Eigentums, schnelle Innovationszyklen und Kostendruck führen dazu, dass bereits ausgelieferte Produkte kaum noch überarbeitet werden.

Die Lieferketten von heute tragen nicht zur Verbesserung bei. Fragmentierte, mehrstufige Zuliefernetzwerke machen es nahezu unmöglich, Materialströme nachzuverfolgen – geschweige denn Verantwortung für deren Rückgewinnung oder Wiederverwendung zu übernehmen. Proprietäre Hardware und kundenspezifische ASICs (Application-Specific Integrated Circuits) bieten zwar Leistungsvorteile, sind jedoch in großem Maßstab praktisch nicht recycelbar.

Grüne Elektronik: Smarte Etikette schützt empfindliche Güter

Empa, EPFL und CSEM haben eine smarte, komplett bioabbaubare Sensoretikette entwickelt, die Temperatur und Luftfeuchtigkeit in Echtzeit misst. Damit lassen sich in Zukunft empfindliche Lieferungen wie Medikamente oder Lebensmittel überwachen.

Dennoch zeichnen sich erste positive Entwicklungen ab. So erproben einige Halbleiter- und Elektronikhersteller derzeit zirkuläre Strategien. Dazu gehören Rückgewinnungsprogramme für Metalle und Wafer, Audits von vorgelagerten Abbau- und Raffinationsprozessen sowie Design-for-Disassembly-Initiativen für Embedded-Systeme. Es sind kleine Schritte – aber sie sind wichtig.

Die Rolle der Designteams in der Nachhaltigkeitsbilanz

Die gute Nachricht ist: Viele Entscheidungen, die die Nachhaltigkeit beeinflussen, werden nicht auf politischer oder Managementebene getroffen. Sie fallen in den Design-Reviews.

Jede Stückliste legt Entscheidungen über Zulieferer, Materialien und den ökologischen Fußabdruck fest. Entwickler entscheiden beispielsweise, ob eine Komponente überdimensioniert oder bedarfsgerecht ausgelegt ist, ob sie austauschbar oder proprietär ist, und ob sie aus einer sauberen oder undurchsichtigen Lieferkette stammt.

In den meisten Teams steht das Thema Nachhaltigkeit jedoch nicht einmal auf der Prüfliste. Die Entwickler werden auf Kosten, Leistung und Terminziele getrimmt. Der Einkauf ist vom Entwicklungsprozess abgekoppelt. Und ESG-Teams – sofern es sie überhaupt gibt – werden zu spät eingebunden, um den Ergebnisverlauf noch zu beeinflussen.

Dies zu ändern bedeutet mehr, als Entwickler einfach zu mehr Bewusstsein aufzufordern. Es erfordert den Aufbau von Tools, Datengrundlagen und bereichsübergreifenden Feedbackschleifen, die Umweltauswirkungen im Designprozess sichtbar und handlungsrelevant machen. In der Elektronikentwicklung beginnt dieser Wandel bereits, ist jedoch noch weit davon entfernt, Standard zu sein.

Aufkommende Trends im Bereich der Kreislaufwirtschaft – worauf zu achten ist

Einige vielversprechende Entwicklungen deuten darauf hin, dass sich die Lage allmählich ändert:

• Rückverfolgbarkeitstechnologien wie Blockchain, RFID und digitale Produktpässe werden eingesetzt, um Materialströme über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg zu überwachen.
• Digitale Zwillinge von Lieferketten ermöglichen es, CO₂-Auswirkungen und Beschaffungsrisiken bereits vor der Produkteinführung zu simulieren.
• Anbieter von Designsoftware experimentieren mit Umwelt-Scoring-Tools, die kritische oder nicht konforme Materialien kennzeichnen.
• Standards und Marktplätze für die Wiederverwendung von Komponenten gewinnen langsam an Bedeutung, insbesondere in den Bereichen Automobil- und Industrieelektronik.

FBDi fordert Kurswechsel hin zur Kreislaufwirtschaft

Wachsende Rohstoffengpässe und geopolitische Risiken setzen die Elektronikindustrie unter Druck. Der FBDi warnt vor einem Strukturversagen und fordert den schnellen Übergang zur Kreislaufwirtschaft als strategische Antwort für Europas Zukunft.

Und dann ist da noch die Regulierung. Angesichts der anhaltenden globalen Handelskonflikte werden Zölle und Exportverbote für kritische Mineralien zunehmend nicht nur als wirtschaftliche Instrumente, sondern auch als Hebel zur Durchsetzung ökologischer und ethischer Standards eingesetzt. Diese Entwicklungen werden sich unweigerlich auf Design- und Beschaffungsprozesse auswirken, ganz gleich, ob die Teams darauf vorbereitet sind oder nicht.

Für eine Branche, die seit Langem Leistung, Energieeffizienz und Kosten optimiert, mag das Nachhaltigkeitsgebot wie eine weitere Einschränkung wirken. Es erscheint als zusätzliche Hürde in ohnehin komplexen Entscheidungsprozessen. Doch zugleich eröffnet es eine Chance. Unternehmen, die es schaffen, nicht nur effizient, sondern auch verantwortungsvoll zu entwickeln und zu produzieren, verschaffen sich einen klaren Vorteil. Sie sind besser in der Lage, Lieferkettenstörungen zu bewältigen, Kundenanforderungen zu erfüllen und künftige Regulierungswellen zu meistern. Kreislaufwirtschaft ist kein Randthema mehr, sondern entwickelt sich rasch zu einem entscheidenden Wettbewerbsfaktor. (na)