30.03.2023

Nachwuchs für die Halbleiterbranche

Hochschule Kaiserslautern widmet sich dem Fachkräftemangel in der Schlüsselbranche.

Autos, Smartphones und Haushalts­geräte waren aufgrund eines „Halbleiter­mangels“ zuletzt nicht verfügbar oder hatten lange Lieferzeiten. Es mangelt ebenso an Fachkräften wie auch an Fertigungs­kapazitäten. Abhilfe bei ersterem schafft beispielsweise die Hochschule Kaiserslautern. Sie sorgt mit den Studiengängen in der Mikro­system­technik für Top-ausgebildete Leute. Um die Liefer­engpässe kümmern sich Politik und Wirtschaft.

Abb.: An der Hochschule Kaisers­lautern werden in Zweibrücken auf dünnen...
Abb.: An der Hochschule Kaisers­lautern werden in Zweibrücken auf dünnen Silizium­wafern viele Mikrochips auf einmal hergestellt. (Bild: HSKL)

Der bedeutendste Halbleiter ist Silizium. In einem aufwendigen Verfahren entsteht aus Sand reines Silizium in Form von dünnen Scheiben, auch Wafer genannt. Diese bilden die Basis für die weitere Bearbeitung. Auf den Wafern werden funktionale Bauelemente durch dünne übereinander­liegende Strukturen hergestellt. Diese Mikrochips stellen in der modernen Welt nicht nur das „Gehirn“ elektronischer Schaltungen dar, sondern auch die „Sinne“. Dafür werden neben Transistoren in der Mikro­elektronik auch Sensoren gefertigt. Sensoren sind winzige mikro­elektro­mechanische Chips für die Erfassung von physikalischen Größen wie Beschleunigung.

Hinter der Fertigung von Mikrochips steckt eine globale und komplexe Wertschöpfungskette starker gegenseitiger Abhängigkeiten ausgewählter Länder. Eine enge Zusammen­arbeit dieser Länder muss über den gesamten Herstellungs­prozess gewährleistet werden. Der Ausfall eines Segments innerhalb der Wert­schöpfungs­kette sorgt für einen Totalausfall. Folgen waren zuletzt Produktions­ausfälle und Lieferengpässe der Chips.

Aufgrund der hohen Bedeutung der Chips steht die Politik unter Zugzwang. Die Herausforderung ist es, die heimische Halbleiter­industrie zu stärken und somit Schlüssel­positionen innerhalb der Wert­schöpfungskette zu erhalten. Der Ausweg heißt: European Chips Act (dt. Europäische Chipgesetz). Damit soll die Wertschöpfungskette der europäischen Halbleiterindustrie widerstandsfähiger und unabhängiger werden. Bis 2030 soll sich der europäische Weltmarkt­anteil bei Halbleitern laut Prognosen von Branchen­kennern auf zwanzig Prozent verdoppeln.

Eine notwendige Voraussetzung dafür ist die Behebung des Fachkräfte­mangels und die Anwerbung neuer Talente. Durch die Ansiedlung und Erweiterungen von Chipfabriken in Deutschland und Europa werden tausende neue Arbeits­plätze geschaffen. Nicht weit entfernt von der Hochschule wurde Anfang Februar die Ansiedlung einer Chipfabrik in Ensdorf, Saarland, von Wolfspeed (amerikanischer Silizium­karbid-Chip­hersteller) und ZF (deutscher Automobil­zulieferer) bestätigt. Allein dieser Standort wird bis zu tausend neue Mitarbeiter benötigen, die über Expertise in der Halbleiterindustrie verfügen. Arbeitsfelder sind neben der Forschung, Entwicklung und Produktion auch Qualitäts­management, Vertrieb und Marketing. In jedem dieser Bereiche wird Nachwuchs dringend benötigt. Dadurch sind die Aussichten auf dem Arbeitsmarkt für junge Menschen besonders attraktiv.

Schon seit Mitte der neunziger Jahre bietet die Hochschule Kaiserslautern Bachelor- sowie Masterstudiengänge in der Mikrosystemtechnik an. Diese bereiten die Studierenden optimal auf eine Karriere in der Industrie vor. Grundlagen der Natur- und Ingenieur­wissenschaften werden ebenso vermittelt wie industrie­relevante Fähigkeiten für die Fertigung von Halbleiter­elementen. Neben Qualitäts- und Projekt­management steht die selbstständige Bearbeitung von Problemstellungen im Vordergrund. Durch eine engmaschige Betreuung der Studierenden werden diese gefordert und gefördert.

Viele Professoren am Campus Zweibrücken verfügen über jahrelange Berufspraxis in der Halbleiter­industrie und geben diese Erfahrungen an die Studierenden weiter. Zwei dieser Professoren haben selbst in Zweibrücken studiert. Stefan Braun, Studiengangs­leiter des Master-Programms, und Achim Trautmann, Prodekan des Fachbereichs Informatik und Mikrosystemtechnik. Während seiner Zeit in der Industrie war Trautmann an der Entwicklung eines Sensors für den Marshelikopter Ingenuity beteiligt und Braun sammelte viel Erfahrung zu den Heraus­forderungen der Halbleiter­fertigung über eine globale Lieferkette.

Wie aus Wafern Mikrochips gefertigt werden, können die Besucher am offenen Campus am Samstag, den 22. April in Zweibrücken hautnah erleben. Alle Prozessschritte werden an verschiedenen Stationen auf dem Campus durchlaufen. Eine Seltenheit stellt der für Lehre und Forschung verwendete Reinraum dar. Dieses besondere Labor ist für die Herstellung von Mikrochips unabdingbar. Besucher des offenen Campus haben die einmalige Möglichkeit einen Reinraum auch mal von innen zu sehen. Fragen zu den Studiengängen und zur Halbleiter­industrie beantworten die Professoren gerne.

HS Kaiserslautern / DE

 

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