Die Halbleiterindustrie als Untersuchungsobjekt der Wirtschaftswissenschaften

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Historische Entwicklung der Halbleiterindustrie

3. Untersuchungsthemen und -methoden
a. Gründe für das Interesse der Autoren
b. Unternehmensstrategien
c. Wissensmanagement
d. Innovationen und Patente
e. Einfluss der Marktstruktur auf den Unternehmenserfolg
f. Neugründung von Unternehmen
g. Produktions- und Kapazitätsplanung

4. Zusammenfassung

5. Einordnung der Arbeit

Literaturverzeichnis

1. Einleitung

In dieser Arbeit soll die Halbleiterindustrie im wirtschaftswissenschaftlichen Kontext untersucht werden. Ziel ist es einen Überblick über die Literatur bezüglich dieser Industrie zu geben und nachzuvollziehen, aus welchen Motiven die Autoren der Wirtschaftswissenschaften bestimmte Themen beleuchten und mithilfe welcher Methoden sie ihre Betrachtungen durchführen. Da die Entwicklungen in den USA am bedeutendsten sind und die wichtigsten Unternehmen der Halbleiterindustrie dort ihren Ursprung haben, liegt der Schwerpunkt dieser Arbeit auf dem US-Markt.

In Kapitel 2 wird ein allgemeiner Überblick über die US-Halbleiterindustrie gegeben, dabei wird die historische Entwicklung skizziert und Ursachen dafür werden aufgeführt.

Im Hauptteil, Kapitel 3, werden die verschiedenen Themengebiete abgegrenzt und die dazugehörige Literatur untersucht. Dabei werden große und häufig untersuchte Themengebiete erforscht. Im ersten Schritt, in Kapitel 3a, werden die Eigenschaften der Halbleiterindustrie beschrieben. Dabei wird eine Erklärung gegeben, warum ein so großes Interesse an der Untersuchung der Halbleiterindustrie herrscht und welche großen Themengebiete durch die Eigenschaften der Industrie hervorgehen. In Kapitel 3b werden die Unternehmensstrategien untersucht. Diese haben sich im Laufe der Zeit bei einigen Unternehmen der Halbleiterindustrie verändert. Als zweites Themengebiet wird in 3c untersucht wie das Wissensmanagement inner- sowie zwischenbetrieblich in dieser Branche funktioniert. Diesbezüglich gibt es verschiedene Möglichkeiten, die häufig diskutiert und wiedergegeben werden. Im nächsten Schritt, 3d, wird der Einfluss der Marktstruktur auf den Unternehmenserfolg und die Etablierungschancen eines Unternehmens auf dem Markt untersucht. Hier werden verschiedene Studien analysiert, die sich mit diesem Thema befassen. Im folgenden Teil, 3e, werden Innovationen und Patente untersucht. Es gibt viele Untersuchungsansätze für dieses Themengebiet, welche ähnliche Ziele haben. Diese werden skizziert und deren Ergebnisse dargestellt. Anschließend werden in Kapitel 3f Neugründungen und deren Effekt auf die Innovationstätigkeiten und die Marktstruktur der Halbleiterindustrie behandelt. Als letztes Themengebiet, 3g, werden die Produktions- und Kapazitätsplanung erforscht. Zu diesem Untersuchungsthema gibt es viele praktische Arbeiten. Diese werden zusammengefasst und die wichtigsten Ergebnisse angeschnitten.

Den Abschluss dieser Arbeit liefert eine Zusammenfassung aller Resultate. Diese geht besonders auf die Untersuchungsmethoden ein. Abschließend wird die Arbeit im Hinblick auf die anfängliche Zielsetzung und den wissenschaftlichen Rahmen eingeordnet.

2. Historische Entwicklung der Halbleiterindustrie

Zu Beginn waren es die Hersteller in den USA, die besondere Fortschritte in der Entwicklung und Produktion von Halbleitern verzeichneten. Daraus ergab sich eine starke Dominanz der US-amerikanischen Industrie in den 1960-er und 1970-er Jahren. Der Anteil am Weltmarkt von US-amerikanischen Firmen lag bei zwei zu eins in den 1970-er Jahren gegenüber der japanischen Konkurrenz (Langlois, Steinmueller, 1999, S.7). Durch die frühe Nachfragestruktur nach Militär, Raumfahrt und Computer entwickelten die US-amerikanischen Unternehmen eine Reihe an notwendigen Fähigkeiten und eine ausgeprägte industrielle Struktur (Langlois, Steinmueller, 1999, S.22). Für die 1960- er und 1970- er Jahre beschreiben Buss und Wittke (1996, S.49f) zwei Unternehmensstrategien auf dem US- Markt. Zum einen eine auf Innovationen gerichtete Strategie, in kurzer Zeit neue Produkte auf den Markt zu bringen, zwar waren diese nicht immer mit komplett neuen Eigenschaften versehen, jedoch eröffneten bereits diese geringfügig veränderten Produkte neue Möglichkeiten für deren Einsatz. In der Produktion konnten die Änderungen der Produkteigenschaften ohne signifikanten Kostenzuwachs schnell adaptiert werden. Bei diesen Anbietern entwickelte sich also ein Konkurrenzkampf über Wissen und nicht über Preise. Die andere Unternehmensstrategie war die kostengünstige Produktion. Im Gegensatz zur ersten Strategie, erfolgte der Konkurrenzkampf zwischen diesen Anbietern über die Preise. Um Forschungs- und Entwicklungskosten zu sparen wurden häufig Lizenzen eingesetzt. Gegen Ende der 1970-er Jahre veränderte sich die Dominanz der US- Unternehmen dahingehend, dass japanische Hersteller nicht nur große Marktanteile eroberten, sondern sogar einige US-Hersteller vom Markt zu verdrängen drohten. Erklärt wird dieser Fortgang von den beiden Autoren durch das Ausnutzen der Produktionslernkurven und die dadurch günstiger gewordene Massenherstellung, auf welche sich die japanischen Produzenten spezialisiert hatten. Im Gegensatz dazu waren die US-Hersteller viel zu sehr auf die „Breakthrough Innovations“, also spektakuläre technische Durchbrüche fixiert und hatten die Fertigung aus den Augen verloren. Aufgrund stabiler technologischer Entwicklungen innerhalb des japanischen Marktes und die Spezialisierung auf fertigungstechnische Implikationen von Produktinnovationen waren sie in der Lage, mit hohen Qualitäts- und Ausbeuteraten zu fertigen, sowie neue Prozesse schneller auf dieses hohe Niveau zu bringen. Aus diesen Gründen waren sie mit ihrer Ausrichtung auf inkrementelle Innovationen, also relativ geringfügige Veränderungen am Produkt oder Prozess, die nicht aufgrund von Forschungsarbeit entstanden sind, sondern durch Lernprozesse generierte Produktverbesserungen (Schulz-Schaeffer, 2002, S.27), besonders erfolgreich. Dadurch verschärfte sich die Situation für die amerikanischen Hersteller (Buss, Wittke 1996, S.46f). Irwin und Klenow (1994, S.1205f) weisen außerdem darauf hin, dass es eine einseitige Lernbeziehung gab. Japanische Firmen konnten zwar von US-amerikanischen Herstellern lernen, allerdings ist dies umgekehrt nicht der Fall gewesen. Zu dieser Zeit erlangte Japan einen großen Teil der US-Technologie durch Lizenzvereinbarungen mit großen US- amerikanischen Firmen. Der Aufkauf von technologischem Wissen ist nicht nur für eine Generation von Halbleitern entscheidend. Zusätzlich hilft es, zukünftige Startkosten für weitere Halbleitermodellserien zu senken. Außerdem kann durch Lernkurven kostengünstiger produziert werden.

Um die negativen Entwicklungen aufzuhalten, wurden von vielen Autoren Empfehlungen und Anstöße gegeben, um den Niedergang der Halbleiterindustrie zu verhindern. Allerdings waren diese sehr gegensätzlich und zielten in verschiedene Richtungen ab. Buss und Wittke fassen die Empfehlungen anderer Autoren für die Halbleiterindustrie zusammen: Während die einen den Ausstieg aus der Massenproduktion und die komplette Auslagerung dieser unterstützten, empfahlen die anderen den Fokus darauf zu setzen, die Produktionsfähigkeiten zu verbessern und sich mehr dem japanischen Modell anzupassen, um wieder Anschluss an die marktführenden japanischen Firmen zu finden (Buss, Wittke, 1996, S.47). Tatsächlich war die Entwicklung positiv: US-amerikanische Firmen konnten sich erholen und ihren Rückstand nicht nur aufholen, sie übernahmen sogar seit den 1990-er Jahren wieder die Vorherrschaft in der Halbleiterindustrie. Woran lag das? Die positive Entwicklung der US-Halbleiterindustrie ist vor allem durch die Auswahl des geeigneten Produktmix und der teilweise radikalen Veränderungen der Unternehmensstrategien zu erklären. Es gab keine optimale Lösung, vielmehr haben sich die Firmen individuell und bezüglich ihrer Stärken und Schwächen ausgerichtet. Zudem gab es andere Faktoren, die berücksichtigt werden müssen, unter anderem die Aufwertung des Yen und die Kapitalverteuerung der japanischen Unternehmen (Buss, Wittke, 1996, S.47ff.). Langlois und Steinmueller (1999, S.2) betonen, dass der Erfolg der US-Unternehmen nicht nur auf der Strategieveränderung beruht, sondern auch darauf, dass sie nicht versucht hatten das japanische Modell zu imitieren, viel mehr besannen sie sich auf die während ihrer Hochzeit entwickelten Fähigkeiten. Dies waren eine nachhaltige Verbesserung der Produktivität, organisationale Innovationen und Spezialisierungen. Jene verhalfen der amerikanischen Industrie sich einen Vorteil aus den eigenen existierenden Vorsprüngen in Struktur und weltweiter Fertigungskompetenz zu ziehen. Als zusätzlichen Faktor sehen sie die Verschiebung der Priorität hinsichtlich der Produkte, hin zu jenen auf welche US- amerikanische Firmen spezialisiert waren (Langlois, Steinmueller, 1999, S.13). Bei der Ausarbeitung ihrer Ergebnisse greifen die Autoren auf bereits erhobene Daten zurück und werten diese aus. Dabei geben sie Erklärungen und Interpretationen der Daten in Hinblick auf die Veränderungen des Marktes und den Erfolg der Unternehmen.

3. Untersuchungsthemen und - methoden

a. Gründe für das Interesse der Autoren

Die Halbleiterindustrie hat Überschneidungen mit vielen anderen Wirtschaftssektoren. In der heutigen Weltwirtschaft, die sich immer stärker in Richtung Informationstechnologie entwickelt, sind Halbleiter in vielen Teilen der Spitzentechnologien ein wichtiger Inputfaktor (Irwin, Klenow, 1994, S.1201). Der große Einfluss und die starke Bedeutung der Halbleiterindustrie für die Weltwirtschaft ist einer der Hauptgründe für das große Interesse seitens der Autoren der Wirtschaftswissenschaften. Die Halbleiterindustrie ist eine der umsatzstärksten Wirtschaftssektoren der Welt. Gartner Inc. (2015)

prognostizierte im Januar 2015 Umsätze für Halbleiter in Höhe von 358 Milliarden US-Dollar, was einen Zuwachs von 5,4 Prozent im Vergleich zum Jahr 2014 darstellt.

Durch die starke Verbindung mit anderen Branchen steht die Halbleiterindustrie vielen Herausforderungen gegenüber. Jorgensen (2001) merkt an, dass die Halbleiterpreise einen großen Einfluss auf die Branchen haben, in denen Halbleiter ein wichtiger Inputfaktor sind (Jorgensen, 2001, S.1, 11).

Die Technologien für die Produktion ändern sich ständig, das führt zu immer neuen Anforderungen für Maschinen und Ausrüstungen, zusätzlich wird der Lebenszyklus der Halbleiter immer kürzer (Swaminathan, 2000, S.546). Damit stark verbunden sind die Anforderungen an stetige Innovationsaktivitäten der Unternehmen. Innovationen in dieser Industrie sind sehr teuer und aufwendig und fordern sehr gut ausgebildete Forschungseinrichtungen und Fachkräfte. Dies und die teuren Produktionseinrichtungen machen die Produktion der Halbleiter sehr kostenintensiv (Karabuk, Wu, 2003, S.2,3; Barahona et al.2005, S.2).

Deshalb ist es nicht verwunderlich, dass viele Unternehmen versuchen, an anderen Stellen Kosten zu reduzieren. Optimale Kapazitätsplanungen und Anpassungen an die Nachfrage und gewünschten Produkte verlangen von der Produktion sehr viel ab. Zudem unterliegt die Industrie großen Nachfrageschwankungen, daher ist es sehr schwer abzuschätzen, wie das Anforderungsprofil für den Produktmix in der nächsten Periode aussehen wird (Barahona, et al., 2005, S.2). Eine optimale Planung der Produktionskapazitäten ist allerdings unabdinglich. Doch wird dies durch die hohe Menge an Produktionsmaschinen und deren langen Lieferzeiten von drei Monaten bis zu einem Jahr deutlich erschwert. Diese sind von so langer Dauer, da die meisten Produktionsmaschinen eigens für Unternehmen angepasst und auf Bestellung hergestellt werden (Swaminathan, 2000, S.546). Hinzu kommen die hohen Investitionen für die Errichtung einer Produktionsanlage, denn diese haben spezielle Anforderungen zu erfüllen (Karabuk, Wu, 2003, S.2). Barahona, et al. (2005, S.2) sprechen von mehreren Milliarden US-Dollar, die benötigt werden. Dies führt direkt zu einer weiteren Herausforderung: Die hohen Startkosten und die teure Produktentwicklung bzw. Fertigung führen deshalb zu einem hohen Kapitalbedarf. Für Unternehmen stellt sich daher die Frage nach der geeigneten Produktauswahl und deren Herstellung, Spezialisierung oder Massenproduktion, dies beeinflusst die gesamte Unternehmensstrategie. Die Entscheidung zwischen Eigenproduktion und - entwicklung oder doch Auslagerungen verschiedener Unternehmensteile sind daher wichtige Fragen, die sich Unternehmen stellen müssen. Gegenwärtig lassen sich in der Halbleiterindustrie folgende Organisationsformen feststellen: Erstens Großkonzerne, die ihre Entwicklung und die Produktion der Halbleiter selbst übernehmen; zweitens Firmen, die ihre Produktion teilweise auslagern ; drittens sogenannte „fabless companies“, die sich auf das Design und den Verkauf von Halbleitern spezialisiert und deren Produktion komplett an andere Firmen ausgelagert haben (Yoon, Malerba, 2010, p.3); des Weiteren existiert ein letzter Typ, die sogenannten “pure-play foundries“, welche sich auf die Fertigung von Halbleitern für andere Unternehmen spezialisiert haben, ohne selber welche zu entwickeln (Galasso, 2012, S.877). Daher ist nicht nur die Auswahl einer geeigneten Kernkompetenz wichtig, sondern vielmehr die Frage, ob es sinnvoll ist, sich mit anderen Unternehmen zusammenzuschließen. Dies kann durch vertikale oder horizontale Integration, oder durch Strategische Allianzen und Joint Ventures erfolgen (Dibiaggio, 2004, S.240; Simonin, 1999, S.595).

Diese Faktoren sind eng miteinander verflochten und erschweren jede Einzelentscheidung. Denn wenn ein Unternehmen die grundlegenden Entscheidungen getroffen hat, behindern der Schutz der eigenen Innovationen durch Patente und die damit verbundenen Schwierigkeiten das tägliche Geschäft. Erschwerend kommt die Veränderung des Patentsystems der USA in den letzten beiden Jahrzehnten hinzu. Daher stellt sich die Frage, ob die Veränderungen des US- Patentsystem in diesem Zeitraum den allgemeinen Innovationsprozess unterstützen oder hemmen (Ziednois, 2009, S.180). Da es sich um einen jungen Markt handelt, sind Neueintretende Firmen keine Seltenheit, was die Konzentration des Marktes erhöht. Des Weiteren wird das Interesse von der Tatsache weiter erhöht, da eine Vielzahl neu eintretender Unternehmen Firmen sind, die sich von Großkonzernen abgespalten haben (Balconi, Fontana, 2011, S.87). Die schwankende Nachfrage und die damit verbundenen Unsicherheiten erschweren die Situation zusätzlich.

Zusammenfassend kann man sagen, dass die Halbleiterindustrie viele wirtschaftswissenschaftliche Themen in sich vereint, wie beispielsweise die hohen Investitionskosten, der starke Innovationsdruck und der Schutz des geistigen Eigentums durch Patente.

b. Unternehmensstrategie

Wie in jeder Branche ist die Unternehmensstrategie für die Halbleiterindustrie ein wichtiger Erfolgsfaktor. In den letzten Jahren haben sich diese bei vielen bedeutenden Halbleiterproduzenten stark verändert. Der Grund dafür war, dass Änderungen vollzogen werden mussten, um der Herausforderung gewachsen zu sein, der japanischen Konkurrenz Paroli zu bieten. Im vorherigen Kapitel wurden die Auswirkungen der Unternehmensstrategien auf die Organisationsformen bereits skizziert. Buss und Wittke (1996) untersuchen die Veränderungen der Strategien von Unternehmen der Halbleiterindustrie. Sie setzen dabei auf Expertengespräche, die sie mit drei US- Halbleiterherstellern geführt haben. Des Weiteren verwenden sie Daten aus verschiedenen Studien von Universitäten und Datensätze von Forschungsinstituten, unter anderem von Leachman und Hodges (Buss, Wittke, 1996, S.47), die in ihrer Studie für die Universität Berkeley die wettbewerbliche Situation der Halbleiterherstellung untersuchen. Leachman und Hodges arbeiten ebenfalls mit Experteninterviews und Befragungen von Mitarbeitern von sechzehn Herstellern aus den USA, Japan, Taiwan und Europa. Buss und Wittke erkennen zwei gravierende Änderungen der Unternehmen. Zum einen eine Anpassung der Unternehmensstrategien, zum anderen eine Anpassung an das Verhältnis zwischen Arbeit, Entwicklung und Produktion. Allerdings prognostizieren sie weitere Probleme für die US-Hersteller durch die sich ständig ändernden Marktanforderungen und die damit verbundene Anpassungsfähigkeit der Unternehmen. Die Verschiebung des Grades zwischen Entwicklungs- und Produktionsprozess sei dabei der wichtigste Faktor, den es zu berücksichtigen gilt. Zwar haben die US- Unternehmen schon einige gute Ansätze gefunden, allerdings müsse dieser Anpassungsprozess ständig fortgeführt werden (Buss, Wittke, 1996, S.65). Leachman und Hodges (1996, S.168) setzen ihren Fokus auf die Produktionsverbesserungen und die dadurch entstandene Vormachtstellung einzelner Unternehmen. Sie kommen zu dem Schluss, dass die Verschiebung der Unternehmensstrategien in Richtung Wettbewerbsfähigkeit in der Produktion den Unternehmenserfolg sicherte.

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