Manchmal stelle ich mir vor, wie KI den Planeten in einen Datenstrudel reißt – eine Lawine aus Berechnungen, vorangetrieben von Netzen aus Silizium und Strom. Immer größer, immer hungriger. Besonders das Training riesiger KI-Modelle verschlingt Unmengen an Energie. Der Energiebedarf digitaler Infrastrukturen, so schätzen Experten, könnte bis 2030 kräftig zulegen – jedenfalls glaubt das die Internationale Energieagentur. Doch wie viel Energie verbrauchen wir für diese 'intelligenten' Ideen eigentlich? Und sind wir möglicherweise auf einen gigantischen Strombedarfskollaps zugesteuert?
Spannend: Es gibt einen größten Teil der Antwort, von dem man in Hochglanz-KI-Artikeln kaum liest – die Halbleitertechnik. Wer denkt, dass Software allein das Rennen macht, irrt gewaltig. Wie effizient KI wirklich ist, entscheidet schon der unscheinbare, aber hochkomplexe Chip. Dazu habe ich mal mit Florent Ducrot gesprochen, der head-chief für Europageschäfte beim US-Giganten Applied Materials ist (der Name sagt nicht vielen was, aber fast alle nutzen deren Technik am Ende).
Schön und gut, aber wie hängen KI und Stromhunger nun zusammen?
Klar ist: KI pumpt den Bedarf nach Rechenpower massiv hoch. Besonders, wenn ganze Rechenzentren neue KI-Sprachmonster trainieren. Genau dort startet Applied Materials mit neuen Ideen – etwa smarteren Materialien und revolutionären Fertigungsmaschinen. Ihr Ziel klingt utopisch einfach: Weniger Energie pro Rechenschritt, dafür aber mehr Leistung. Ohne solche Innovationen? Da hätte unser Stromnetz vermutlich schon Schnappatmung.
Warum beginnt Effizienz schon ganz am Anfang – beim Chip?
Applied Materials ist quasi der Zulieferer für diejenigen, die neue Chipgenerationen backen. Sie liefern Geräte und Prozesse, mit denen Transistoren noch einen Tick kleiner, schneller, sparsamer gemacht werden können – Stichwort: Messgenaue Verfahren wie Atomic Layer Deposition. Schon beim Bau der Chips entsteht also der Unterschied, ob später ein Rechenzentrum Strom frisst oder clever haushaltet.
Technologien: Welche Überraschungen stecken da drin?
Das Spannende passiert tief im Nanobereich. Applied Materials findet Wege, Materialien absolut präzise aufzutragen, sodass Chips nachher mehr Leistung pro Watt bringen. Gerade im KI-Universum zählt im Grunde nur noch ein Wert: Wie viel Output bekomme ich für eine bestimmte Energiemenge?
Beispiel gefällig? Gibt’s da wirklich schon Resultate?
Absolut – laut Applied Materials haben sie eine neue Anlage am Start, die während der Chipproduktion ungefähr die Hälfte des bisherigen Gasverbrauchs einspart. Die produzierten Zellstrukturen werden gleichmäßiger (angeblich um 40 % verbessert), und mehrere hundert Tonnen CO2 sollen jährlich weniger in die Luft geblasen werden. Zahlen zum Festhalten, aber auch ein Beweis: Hier geht Innovation tatsächlich Hand in Hand mit Klimaschutz.
Gate-all-around-Transistoren – schon mal gehört?
Klingt wie Science Fiction, ist aber die nächste Revolution: Der Strom fließt durch winzige Kanäle, die nun komplett mit einem Steuergatter umschlossen sind. Heißt: Weniger Energie versickert, mehr Transistoren passen auf den Chip. Applied Materials liefert dazu das nötige Rüstzeug für die Chipfabriken (ohne diese exakten Maschinen, keine Super-KI-Chips).
Und Europa? Sind wir im Wettrennen überhaupt relevant?
Europa bleibt wichtig – nicht nur für Hightech-KI, sondern auch für klassische Chips, wie sie in Autos oder der Industrietechnik gebraucht werden. Applied Materials arbeitet mit europäischen Partnern wie Fraunhofer, CEA-Leti aus Frankreich und Imec in Belgien zusammen. Und in München wächst ihr Forschungsstandort stetig. Finde ich ehrlich gesagt beruhigend, dass hier nicht nur irgendwo im Silicon Valley gedacht wird.
Wer mehr wissen will: Applied Materials erreicht man über Audrey Pariente (kommunikative Menschen braucht’s bekanntlich überall) oder auf deres Homepage. Fragen kostet ja nichts.
Originalmeldung von Applied Materials, inhaltlich leicht verbogen und mit eigenen Gedanken verwoben.
Der Artikel zeigt, dass der steigende Energiebedarf durch KI-Anwendungen und digitale Infrastruktur Herstellern wie Applied Materials neue Aufgaben zuweist: Sie müssen immer effizientere Chips entwickeln, damit aus der Digitalisierung keine Klimabelastung wird. Mit Materialinnovationen, etwa Gate-all-around-Transistoren, und präziseren Fertigungsprozessen gelingt es, Chip-Leistung pro Watt stetig zu verbessern. Über Kooperationen mit europäischen Forschungszentren und Investitionen in Standorte wie München baut Applied Materials seine Vorreiterrolle weiter aus. Ergänzend lassen sich aus aktuellen Recherchen folgende Entwicklungen beobachten: Der Markt für KI-optimierte Chips wächst weiterhin rasant, wobei US-Konzerne wie Nvidia mit speziell für KI konstruierten GPUs den Markt anführen, doch europäische Partner geraten vermehrt in den Fokus, um technologische Souveränität zu sichern. Gleichzeitig diskutieren Experten über den Bedarf an nachhaltigen Rechenzentren, insbesondere angesichts wachsender CO2-Auflagen und der verstärkten Nutzung erneuerbarer Energien – so wird beispielsweise in Schweden gezielt Fernwärme aus Rechenzentren genutzt. Schließlich nehmen Start-ups und Wissenschaftler neuartige Materialien wie Graphen und andere Halbleiter jenseits von Silizium ins Visier, um weitere Sprünge in Sachen Effizienz, Miniaturisierung und Temperaturbeständigkeit zu liefern.