Halbleiter: eine Coming-of-Age-Geschichte

Eine Branche mit strukturellem Wachstum, die an Volatilität verliert und an Rentabilität zulegt

Jahrelang war die Halbleiterbranche von extremer Zyklizität und mittelmässiger Rentabilität geprägt, bestimmt durch die sich schnell entwickelnde Chiptechnologie und den harten Wettbewerb. Bei gewöhnlichen Schwankungen von Angebot und Nachfrage gingen die Gewinne komplett verloren, da die Chiphersteller umfassende Preissenkungen vornahmen. Einfach ausgedrückt: Das Wachstum der Branche schlug sich nicht in attraktiven Kapitalrenditen nieder.

In den letzten zehn Jahren haben sich jedoch eine Reihe von transformativen Veränderungen vollzogen. Genauer gesagt hat sich die Nachfrage nach Halbleitern zunehmend diversifiziert, da die fortschreitende Digitalisierung unserer gesamten Wirtschaft zu neuen Endmärkten geführt hat. Gleichzeitig sind die Zulieferer aufgrund der steigenden technologischen Komplexität und der zunehmenden Konsolidierung disziplinierter geworden. Wir sind daher der Ansicht, dass die Branche trotz ihrer bleibenden Zyklizität in eine neue Wachstumsphase eingetreten ist, die durch eine höhere Rentabilität und eine geringere Ertragsvolatilität gekennzeichnet ist.

Über Halbleiter

Was macht das Internet schnell, Telefone «smart» oder viele andere Verbraucherprodukte von Autos bis zu Klimaanlagen sicherer und effizienter? Halbleiterchips.

Chips dienen als Nervenzentrum für praktisch alle elektronischen Produkte. Sie steuern die elektrischen Ströme, um Daten zu verarbeiten, zu speichern und zu übertragen. Fast jeder kann heute die Mitglieder der FAANG- Gruppe (Facebook, Amazon, Apple, Netflix, Google) aufzählen. Neben diesen Tech-Giganten werden die Halbleiterfirmen jedoch oft übersehen, da sie eher im Hintergrund tätig sind. Dabei sind sie für die digitale Wirtschaft des 21. Jahrhunderts mindestens ebenso wichtig.

Ohne Chips wären selbst scheinbar banale Aufgaben wie das Senden von E-Mails, das Erstellen von Tabellenkalkulationen und das Ausführen von Google-Suchen nicht möglich. Halbleiter bilden zudem das Herzstück aufstrebender Technologien wie künstliche Intelligenz (KI), Internet der Dinge (IoT), Quantencomputern, fortschrittliche Kommunikationstechnologien (5G) und vielem mehr. Die attraktive Wachstumsstory der Halbleiterbranche sorgt für starkes Anlegerinteresse. Tatsächlich sind die weltweiten Halbleiterumsätze in der Vergangenheit mehr als doppelt so schnell gewachsen wie das globale BIP und haben den Sektor zu der heutigen 450-Milliarden-Dollar-Branche gemacht.

Die Anfänge: eine hart umkämpfte und zyklische Branche

Von Ende der 1990er- bis Anfang der 2010er-Jahre führten die relativ niedrigen Eintrittsbarrieren der Branche gepaart mit dem Boom der Unterhaltungselektronik zu einem Ansturm neuer Markteilnehmer. Doch die Gewinne waren bescheiden: Als das Angebot an Chips explodierte, drückte der harte Wettbewerb die Verhandlungsmacht der Chiphersteller. Folglich wurde ein Grossteil des positiven Effekts durch Volumenwachstum bei Chips durch Preisdruck ausgeglichen. Einsparungen bei den Herstellungskosten wurden zwangsläufig an die Verbraucher weitergegeben. Angesichts dieser Branchendynamik waren die Kapitalrenditen der Halbleiterindustrie wenig spektakulär. Tatsächlich konnten von 1997 bis 2012 alle Halbleitersegmente mit Ausnahme der Teilsegmente Mikroprozessoren und Fabless keine nennenswerten wirtschaftlichen Gewinne erzielen.

Die Boom-and-Bust-Zyklen der Halbleiterindustrie sind berühmt-berüchtigt. In guten Zeiten hatten die Chiphersteller oft Probleme, mit der Nachfrage Schritt zu halten und mussten in den Aufbau weiterer Produktionskapazitäten investieren. Da jedoch die langfristige Auftragstransparenz fehlte, überschätzten die Chiphersteller die Nachfrage oft und gaben zu viel Geld für Kapazitätserweiterungen aus. Erschwerend kam hinzu, dass diese Überproduktion nicht vom Markt angenommen werden konnte und stattdessen zu einem erhöhten Bestand führte. Angesichts der sich schnell entwickelnden Chiptechnologie waren die Hersteller von Spitzentechnologien gezwungen, die Preise aggressiv zu senken, um so zu verhindern, dass ihre Bestände bei der Markteinführung neuerer Technologien obsolet würden.

Diese Zwickmühle ist auch bei Speicherchips zu beobachten, einem Teilsegment des Marktes, das als besonders zyklisch gilt. Während der Finanzkrise 2008 begannen PC-Hersteller, Aufträge für DRAM zu kürzen, einen bestimmten Chip-Typ, der Daten in Speicherzellen speichert. Die DRAM-Lieferanten reagierten mit aggressiven Preissenkungen, um so viele Produkte wie möglich abzusetzen und die Lagerbestände zu Geld zu machen. Dies führte zu einem Einbruch der DRAM-Preise, was einen Umsatzrückgang von 50 % zur Folge hatte.

Darüber hinaus haben Halbleiterunternehmen in der Regel beträchtliche Fixkosten, was die Auswirkungen auf die Erträge in Abschwungphasen verstärkt. Damit die Chiphersteller wettbewerbsfähig bleiben und mit den sich ständig ändernden Produktinnovationen Schritt halten können, müssen sie in guten wie in schlechten Zeiten erhebliche Investitionen in Forschung und Entwicklung tätigen. Darüber hinaus betrieben viele Chiphersteller in der Vergangenheit eigene Fertigungsanlagen, so dass die Herstellungskosten unabhängig von der Auslastung weitgehend unveränderlich waren. Dadurch konnten sich Umsatzschwankungen überproportional auf das Ergebnis auswirken – ein Phänomen, das sich in früheren Abwärtszyklen der Branche sehr deutlich zeigte (Grafik 2). Vor allem während der globalen Finanzkrise 2008–2009 verzeichneten die Mitglieder des SOX-Index (ein kapitalgewichteter Index von 30 Halbleiterunternehmen) einen Umsatzrückgang von 24%, während das Betriebsergebnis um 67% fiel. Wenig überraschend mussten die Aktionäre während dieses Abschwungs eine negative Rendite von 47% hinnehmen.

Die neue Normalität – höhere Rentabilität und geringere Volatilität?

In den letzten Jahren haben einige Halbleiterfirmen ein weniger volatiles Gewinnwachstum und höhere Kapitalrenditen erzielt. In bestimmten Segmenten der Branche ist sogar ein oligopolistisches Verhalten zu beobachten. Sind diese Ergebnisse nachhaltig? Unserer Meinung nach lautet die Antwort «Ja» – Die Nachfrage der Branche kommt nun auch aus attraktiveren Endmärkten, und das Angebot ist angesichts der steigenden technologischen Komplexität und Konsolidierung strukturell geordneter geworden.

Verbreiterung der Endnachfrage

Von den 1990er-Jahren bis 2010 war der Wachstumsmotor der Halbleiterindustrie der Endmarkt für Unterhaltungselektronik, der bis 2009 mehr als 55% des Umsatzes der Branche ausmachte. Unterhaltungselektronik hat in der Regel kurze Produktlebenszyklen (bis zu 18 Monate), da die Verbraucher häufig aufrüsten. Jede Gerätegeneration zog eine neuere und schnellere Technologie nach sich, so dass es für die Vertriebskanäle entscheidend war, alte Bestände vor der Einführung neuer Produkte auszuräumen. Die damit einhergehenden Preissenkungen verursachten schnelle und ausgeprägte Zyklen für die Chiphersteller.

Heutzutage wird ein Grossteil des Branchenwachstums jedoch durch den steigenden Anteil von Halbleitern in Endmärkten ausserhalb des Konsumbereichs angetrieben, darunter Autos, Industrieanlagen, Kommunikationsgeräte und Rechenzentren. So haben sich beispielsweise die durchschnittlichen Halbleiterkosten pro Fahrzeug in den letzten zwei Jahrzehnten von 150 US-Dollar auf 475 US-Dollar mehr als verdreifacht, bedingt durch den anhaltenden Trend zur Elektrifizierung und Automatisierung von Fahrzeugen. Ausserdem stehen wir erst am Anfang des Übergangs zu einer zunehmend datenzentrierten Wirtschaft. Laut Schätzungen dürfte die Datenmenge, die wir in den nächsten drei Jahren erzeugen werden, die kumulierte Datenmenge der letzten drei Jahrzehnte übersteigen. Unser Bedarf an Rechenzentren und Cloud-Infrastrukturservices wird stetig zunehmen, wovon Computer-Halbleiter (z. B. GPU, ASIC) und Speicherchips profitieren. Tatsächlich hat der Markt für Server-Endgeräte den PC-Markt bereits überholt, was den prozentualen Anteil an den DRAM-Speicherlieferungen angeht. Er macht ein Drittel der Nachfrage aus, verglichen mit 10–15% vor einigen Jahren.

Diese Verschiebungen haben dazu geführt, dass der Anteil der Unterhaltungselektronik am Branchenumsatz in den letzten vier Jahren unter 50% gefallen ist. Das bedeutet, dass die Endnachfrage diversifizierter geworden ist, was den Einfluss der Produktzyklen in der Unterhaltungselektronik auf den Umsatz der Branche verringert. Diese neuen B2B-Endmärkte umfassen zudem Kunden mit höheren Margen. Die Chipkosten machen oft nur einen winzigen Teil der gesamten Produktionskosten aus (niedrige Stückkosten). Infolgedessen sind die Kunden weniger preissensibel, was den Chip-Herstellern eine höhere Marge ermöglicht. Nicht zuletzt unterliegen die Endverbrauchermärkte längeren Produktzyklen und sind weniger auf die neuesten Technologien angewiesen. Zum Beispiel verwenden die heute verkauften Analog- und Mikrocontroller-Geräte oft Technologien, die bereits vor einigen Jahren verfügbar waren. Bei einem Nachfragerückgang sind diese Chiphersteller daher eher bereit, ihre Preise stabil zu halten und an Lagerbeständen festzuhalten, was letztlich die Umsatzvolatilität reduziert.

Konsolidierung

Weltweit betrug das Volumen der M&A-Deals in der Halbleiterbranche zwischen 2015 und 2020 mehr als 350 Milliarden US-Dollar, mehr als das Fünffache der vorangegangenen sechs Jahre. Vor allem in der zweiten Hälfte des Jahres 2020 beschleunigte sich die Deal-Aktivität wieder, und mehrere umfassende Akquisitionen wurden unter anderem von NVIDIA (für ARM), Analog Devices (für Maxim) und AMD (für Xilinx) angekündigt. Diese Beschleunigung bei Fusionen und Übernahmen in Verbindung mit dem Ausbleiben neuer Marktteilnehmer hat zu einer erheblichen Konsolidierung innerhalb der Branche geführt. Die Gesamtzahl der US-Halbleiterunternehmen ist von 110 im Jahr 2001 auf nur noch 60 im Jahr 2020 gesunken, was ein günstigeres Wettbewerbsumfeld eröffnet.

Zur Verdeutlichung betrachten wir die Entwicklung der DRAM-Speicherindustrie. DRAM wurde ursprünglich von IBM und Intel in den 1960er- und 1970er-Jahren erfunden und dann von mehr als 30 Marktneulingen in den 1980er- und 1990er-Jahren in grossem Umfang hergestellt. Aufgrund der Fragmentierung der Branche konzentrierten sich die DRAM-Chiphersteller hauptsächlich auf die Gewinnung von Marktanteilen. Während eines Nachfragerückgangs senkten alle Akteure die Preise und warfen ihre Bestände auf den Markt.

Nach einer Konsolidierungswelle umfasst die Branche heute drei Hauptakteure: Samsung Electronics, SK Hynix und Micron, die gemeinsam über 95% des weltweiten DRAM-Angebots ausmachen. Vor allem aber hat die Konsolidierung zu einem veränderten Verhalten geführt. Alle Bewerber zeigen mehr Investitionsdisziplin, wodurch ein stetiger Anstieg der Rentabilität unterstützt wird. Während des letzten Abwärtszyklus bei Speicherchips im Jahr 2019 reagierten die drei Speicherhersteller frühzeitig mit bedeutenden Investitionskürzungen und hielten trotz des kurzfristigen Nachfrageeinbruchs mehr Lagerbestände. Tatsächlich liegen die operativen Margen der DRAM-Industrie im Jahr 2019 bei niedrigen 30%, was eine deutliche Verbesserung gegenüber früheren Abschwüngen in den Jahren 2008/09 und 2011/12 darstellt, als die Branche eine negative Rentabilität verzeichnete.

Steigende technologische Komplexität und die Grenzen des «Mooreschen Gesetzes»

Mit dem Aufkommen neuer Anwendungen sind die Komplexität und die Kosten, die mit dem Design und der Herstellung von Chips verbunden sind, drastisch gestiegen. Innovationen in der Halbleiterindustrie während der letzten 50 Jahre fanden nach den Regeln des «Mooresche Gesetzes» statt. Dieses besagt, dass sich alle zwei Jahre die Anzahl der Transistoren (Bausteine der Chips) pro Quadratmillimeter verdoppeln bzw. die Strukturbreite der Schaltungen verkleinern («Shrink») sollte.

Die zunehmende Transistordichte führte zu kleineren, schnelleren und billigeren Chips, was die Verbreitung von Halbleitern in allen Branchen beschleunigte. Zum Vergleich: 1965 hatten die besten Chips Transistoren mit einer Breite von 6.000 Nanometern und über 100.000 Transistoren. Der neueste M1-Chip von Apple, hergestellt von der Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), besitzt Transistoren, die nur 5 nm breit sind (10.000 Mal dünner als ein menschliches Haar) mit 16 Milliarden Transistoren.

Wir stossen nun zunehmend an die Grenzen des «Mooreschen Gesetzes». Die stufenweisen Verbesserungen in der Fertigung sind viel komplexer und teurer geworden, was die Kapitalintensität der Chiphersteller ansteigen lässt. Die für den Bau einer hochmodernen Fertigungsanlage erforderlichen Investitionen sind um mehr als das Fünffache gestiegen – von 2 Milliarden US-Dollar in den frühen 2000er-Jahren auf heute etwa 10–15 Milliarden US-Dollar. Tatsächlich gaben die weltweiten Halbleiterunternehmen im Jahr 2020 zusammen etwa 100 Milliarden US-Dollar für Investitionen aus, was 20–25% des Umsatzes entspricht. Gleichzeitig sind auch die Kosten für das Chipdesign in die Höhe geschossen. Die US-Halbleiterindustrie gibt mittlerweile durchschnittlich 17% des Umsatzes für Forschung und Entwicklung aus, Platz zwei nach der Pharma- und Biotechnologiebranche. Die Markteintrittsbarrieren werden also immer höher.

Und nicht zuletzt gehen die Kostensenkungen zurück. Die Stückkosten für Transistoren, die zuvor auf der Grundlage des Mooreschen Gesetzes um 20–30% pro Jahr sanken, beginnen seit etwa 2013 langsamer und nicht linear zu fallen. Mit anderen Worten: Die Branche verzeichnet eine sich abflachende Kostenkurve, was zu einer grundlegenden Veränderung der Investitionsentscheidungen bei den Chipherstellern geführt hat. Das Angebotswachstum dürfte in Zukunft weniger stark ausfallen. Grund hierfür sind eine diszipliniertere Investitionstätigkeit und ein begrenztes Ausweitung des Angebots aufgrund von Preisrückgängen. Dies wird sich positiv auf die Zyklizität der Branche auswirken, da weniger häufige Perioden mit überhöhten Ausgaben und Überkapazitäten eine widerstandsfähigere Preisgestaltung über den Zyklus hinweg sicherstellen sollten. 

Fazit: Die neue Normalität

In der Vergangenheit wurden Investoren regelmässig von den Zyklen der Halbleiterbranche überrumpelt. Obwohl ein gewisses Mass an Zyklizität bestehen bleiben wird, sind wir überzeugt, dass die Branche in eine neue Phase eingetreten ist im Zeichen von langfristigem Rückenwind, rationalerem Wettbewerb und höherer Rentabilität. So haben sich bestimmte Teilsegmente wie Mikroprozessoren, GPUs, Anlagen zur Halbleiterherstellung, Speicher und Herstellungsanlagen bereits zu attraktiven oligopolistischen Märkten mit hohen Eintrittsbarrieren entwickelt.

Die finanziellen Auswirkungen der strukturellen Veränderungen in der Branche werden bereits sichtbar. Die Unternehmen des SOX haben in den letzten zehn Jahren bei gleichzeitig niedrigem Verschuldungsgrad eine durchschnittliche Eigenkapitalrendite von 20% erwirtschaftet. Das ist fast doppelt so viel wie im vorangegangenen Jahrzehnt. Auch die Margen und der freie Cashflow stiegen, während sich die Ergebnisvolatilität nahezu halbierte. Selbst in einem Jahr wie 2020, in dem das globale BIP und die Unternehmensgewinne weltweit negativ waren, lieferte die Halbleiterindustrie ein positives Gewinnwachstum von 11%. Wir sind der Meinung, dass diese starken Fundamentaldaten gute Voraussetzungen für langzeitorientierte Anleger schaffen, um qualitativ hochwertige Wachstumsunternehmen im Halbleitersektor zu identifizieren.

Die erläuterten Anlagen sind nur zur Veranschaulichung angegeben, und es besteht keine Gewähr dafür, dass der Berater Anlagen mit den gleichen oder ähnlichen Eigenschaften wie die angeführten Anlagen tätigen wird. Die Anlagen werden nur zu Diskussionszwecken dargestellt und sind keine zuverlässigen Indikatoren für die Performance oder das Anlageprofil von Composites oder Kundenmandaten. Der Leser sollte ferner nicht davon ausgehen, dass die genannten Anlagen rentabel waren oder sein werden oder dass künftig von uns getroffene Anlageempfehlungen oder Anlageentscheidungen rentabel sein werden.

Einige der in diesem Whitepaper enthaltenen Angaben basieren auf zukunftsgerichteten Aussagen, Informationen und Meinungen, einschliesslich Beschreibungen erwarteter Veränderungen an den Märkten und Erwartungen künftiger Aktivitäten. VAMUS vertritt die Auffassung, dass diese Aussagen, Informationen und Meinungen auf angemessenen Schätzungen und Annahmen beruhen. Zukunftsgerichtete Aussagen, Informationen und Meinungen sind jedoch naturgemäss ungewiss, und die tatsächlichen Ereignisse oder Ergebnisse weichen unter Umständen wesentlich von jenen ab, die in den zukunftsorientierten Aussagen erwähnt werden. Daher wird davon abgeraten, sich in unangemessener Weise auf die besagten zukunftsgerichteten Aussagen, Informationen und Meinungen zu verlassen.