Von zunehmender strategischer Bedeutung für die Elektronik- und Halbleiterindustrie sind sowohl das Onshoring als auch die Widerstandsfähigkeit der Lieferketten. Die Halbleiter- und Elektronikfertigung ist nach wie vor stark konzentriert, wobei der Großteil in Asien angesiedelt ist. Taiwan produziert den größten Anteil der weltweit fortschrittlichsten Chips, und ASML in den Niederlanden ist der einzige Anbieter der für deren Herstellung benötigten Extrem-Ultraviolett-Lithografiesysteme (EUV). Diese Konzentration, verbunden mit zunehmenden geopolitischen Spannungen, veranlasst Regierungen und Hersteller dazu, Strategien wie Onshoring und Diversifizierung zu verfolgen, wo dies möglich ist. Damit gehen erhebliche Herausforderungen einher, wie beispielsweise Kosten und Fachkräftemangel.
Der Markt für die Elektronik- und Halbleiterfertigung ist riesig; integrierte Schaltkreise (ICs) gehören derzeit weltweit zu den drei am häufigsten gehandelten Produkten. Es bestehen erhebliche Chancen für nachhaltige Innovationen und die Widerstandsfähigkeit der Lieferkette. Der IDTechEx-Bericht „Sustainable Electronics and Semiconductor Manufacturing 2027–2037: Markets, Technologies, Forecasts“ untersucht nachhaltige Innovationen in der Elektronik in der gesamten Leiterplatten- (PCB) und Halbleiterfertigung.
Ressourcenbedarf und Rohstoffrisiken verschärfen sich
Die Scope-1- und Scope-2-Emissionen aus der Halbleiterfertigung werden aufgrund der zunehmenden Produktion fortschrittlicher Technologieknoten voraussichtlich bis etwa 2030 auf einen Höchststand ansteigen. Danach wird erwartet, dass die Emissionen zurückgehen, da Effizienzsteigerungen und der Einsatz erneuerbarer Energien weiter voranschreiten. Der Energie- und Wasserverbrauch in der Halbleiterindustrie wird voraussichtlich weiterhin mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 6 Prozent beziehungsweise 4 Prozent steigen, wobei effiziente Managementstrategien für beide Ressourcen von entscheidender Bedeutung sind.
Der Klimawandel und geopolitische Entwicklungen verschärfen die Risiken in der Lieferkette zunehmend. Extreme Wetterereignisse stören bereits jetzt die Versorgung mit kritischen Mineralien. So unterbrach beispielsweise im Juli 2026 ein Sturm den Kupferabbau in Chile und verdeutlichte damit die Anfälligkeit konzentrierter Mineralien-Lieferketten gegenüber klimabedingten Schocks. Die Preise für wichtige Metalle, die in der Elektronikfertigung verwendet werden, darunter Kupfer, Silber und Gold, sind deutlich gestiegen. Angesichts der aktuellen Marktunsicherheit gelten Silber und Gold als sicherere Anlagen, was zu einem Preisanstieg beiträgt: Der Silberpreis liegt 2026 etwa dreimal so hoch wie 2025. Unabhängig davon treibt der rasante Ausbau von KI und Rechenzentren die Nachfrage nach elektronischen Bauteilen in die Höhe, wobei insbesondere Speicherkomponenten starke Preisanstiege verzeichnen, da das Angebot kaum mit der Nachfrage Schritt halten kann.
Neue Verfahren und Substrate für eine nachhaltigere Fertigung
Die herkömmliche Elektronikfertigung ist äußerst ressourcenintensiv, da viele der verwendeten Materialien, Chemikalien und Fertigungsprozesse umweltschädlich sind. Es gibt verschiedene Methoden und Möglichkeiten, die Umweltauswirkungen bei der Herstellung von Leiterplatten und integrierten Schaltkreisen zu verringern. Dazu gehören die Niedertemperaturverarbeitung, die Optimierung oder der Wegfall überflüssiger, ressourcenverschwendender Schritte sowie das Recycling und die Wiederverwendung von Materialien, wo dies möglich ist. Dazu gehört auch die Einführung neuartiger Fertigungsansätze wie der Trockenphasen-Strukturierung, die das Potenzial haben, herkömmliche Fertigungsschritte zu ersetzen. Neue Leiterplattensubstrate, wie biologisch abbaubare und recycelbare Materialien, könnten in einigen Anwendungsbereichen langfristig nachhaltige Alternativen zum derzeit vorherrschenden FR4 bieten. Dazu gehören Substrate und Technologien wie Polymilchsäure, Pure Additive, Soluboard, Recyclad1G und ReUSE.
Viele namhafte Halbleiterhersteller ergreifen Maßnahmen, um die Nachhaltigkeit und Effizienz der Herstellung ihrer Produkte zu verbessern. Dazu gehören unter anderem Samsung, TSMC, GlobalFoundries und Intel. Dazu gehören auch Strategien zum Wassermanagement in der Halbleiterfertigung, da die Halbleiterindustrie im Jahr 2025 jährlich über 850 Milliarden Liter Wasser verbrauchen wird.
Es gibt mehrere Hindernisse für eine nachhaltige und widerstandsfähige Elektronik. Die Investitionskosten sowie die Integration neuer Verfahren in bestehende Fertigungslinien und Lieferketten stellen eine Herausforderung dar. Hindernisse für Strategien zur Stärkung der Widerstandsfähigkeit wie Onshoring, Regionalisierung und Multi-Sourcing lassen sich nicht immer überwinden. Oftmals müssen Kompromisse zwischen Widerstandsfähigkeit und Effizienz eingegangen werden, wobei Einschränkungen hinsichtlich der Infrastruktur und des Facharbeitskräfteangebots bestehen.
Ein wesentlicher Treiber für grüne Elektronik wird die Gesetzgebung sein. Dazu gehören die Verordnung über die umweltgerechte Gestaltung nachhaltiger Produkte (ESPR) und die Rechtsvorschriften zu digitalen Produktpässen (DPP), die in Europa in Kraft treten und voraussichtlich ab 2028 für Elektronikprodukte gelten werden. Während rund 90 Prozent der Leiterplatten in der APAC-Region hergestellt und von dort exportiert werden, verläuft die Elektronik-Lieferkette global, sodass lokale Rechtsvorschriften globale Auswirkungen haben. Um eine nachhaltigere Elektronikproduktion zu erreichen, werden wahrscheinlich weitere regulatorische Anreize wie Subventionen erforderlich sein.
Nachhaltigkeit wird zum strategischen Faktor der Elektronikbranche
Nachhaltige Elektronik ist derzeit von entscheidender Bedeutung. Angesichts der stetig wachsenden Nachfrage nach Elektronik und des zunehmenden Drucks auf die Lieferketten durch den Klimawandel, geopolitische Entwicklungen und die steigende, durch KI getriebene Nachfrage ist Nachhaltigkeit unerlässlich, um die Umweltbelastung zu verringern, die wirtschaftliche Sicherheit zu gewährleisten und die zu erwartenden strengeren gesetzlichen Vorschriften einzuhalten. In vielen Fällen gehen nachhaltige Verbesserungen und Senkungen der Betriebskosten Hand in Hand mit einer gesteigerten Energie- und Materialeffizienz, was die Umsetzung in zweierlei Hinsicht wünschenswert macht. Der IDTechEx-Bericht bietet einen umfassenden und detaillierten Überblick über die Gegenwart und Zukunft der nachhaltigen Elektronik, einschließlich der sich abzeichnenden Herausforderung, widerstandsfähige und emissionsarme Lieferketten aufzubauen.
