Standort Zürich - Wie ein Verein die Machtverhältnisse im Chip-Geschäft ändern will

Der Wettlauf um die Vorherrschaft in der Halbleiterbranche schürt Spannungen zwischen den Supermächten. Eine Technologie mit Sitz in der Schweiz soll verhindern, dass wenige Länder und Konzerne Monopole halten.

So wie das quelloffene Betriebssystem Linux seit Langem Marktführer wie Microsoft herausfordert, will die Bewegung um RISC-V (ausgesprochen «Risk Five») Monopole bei der Hardware aufbrechen.

Seit sechs Jahren sitzt die RISC-V International Association in Zürich. Die gemeinnützige Organisation hütet die quelloffene Instruction Set Architecture (ISA) von RISC-V – eine Technologie, die KMUs bei der Entwicklung computergestützter Tools mehr Freiheit geben soll.

Das steckt hinter der Technologie

Instruction Set Architecture (ISA) bildet eine entscheidende Brücke zwischen Software und Hardware. Sie übersetzt komplexen Computercode in Betriebsanweisungen für Chips.

Jedes computergesteuerte Gerät braucht sie. Ohne ISA wären Computer und Smartphones nutzlos, künstliche Intelligenz wäre unmöglich und Autos würden ihre hochentwickelten digitalen Funktionen verlieren.

Die meisten digitalen Systeme weltweit sind von nur zwei ISA-Varianten abhängig: einer des US-Konzerns Intel und einer des britischen Herstellers ARM.

Diese Unternehmen verlangen hohe Gebühren für die Lizenzierung des Zugangs zu ihren ISA und knüpfen diese an restriktive Nutzungsbedingungen.

Das belastet die Unternehmen mit zusätzlichen Kosten und schränkt die Möglichkeiten ein, Hardware an bestimmte Anwendungsfälle anzupassen.

Das ist besonders wichtig für Start-ups, welche die nächste Generation von Halbleiterchips für KI entwickeln. Bisher beherrschen die USA und Grossbritannien den globalen Chipmarkt. Ein offener Standard wie RISC-V gibt Entwicklerinnen mehr Spielraum für Innovationen.

Die Dominanz der USA und Grossbritanniens auf dem Chipmarkt führt zu geopolitischen Spannungen (Symbolbild).

Reuters

Dieser Spielraum wird offenbar auch ausgenutzt. Weltweit seien zahlreiche kleine Unternehmen in die Halbleiterindustrie eingestiegen, was den gesamten Markt belebe, sagt Alessandro Aimar, Gründer des Schweizer Start-ups Synthara. Und er ergänzt: «Der Siliziumsektor ist so dynamisch wie seit den frühen 1990er-Jahren nicht mehr. Die beiden wichtigsten Treiber dabei sind KI und RISC-V.»

Synthara: ein Schweizer Beispiel

Das Schweizer Start-up Synthara arbeitet mit Herstellern zusammen, um die Leistung von KI-Chips für Edge-Computing und Rechenzentren zu verbessern.

«Wir können RISC-V nutzen, um uns zu differenzieren und unsere Technologie kostenlos zu präsentieren», erläutert Alessandro Aimar, der Gründer des Unternehmens.

Ein quelloffenes ISA-Handbuch für Hardwarebefehle – die sogenannte Architektur – bringe Freiheiten für Unternehmen: «Es ist nicht mehr nötig, von einer Architektur abhängig zu bleiben, deren Lieferung die USA einschränken könnten», betont Aimar.

Auch seien Unternehmen mit RISC-V nicht darauf angewiesen, dass die britische Regierung ihnen die Nutzung der ARM-Technologie erlaube.

RISC-V wurde 2010 an der Universität von Kalifornien entwickelt – wie einst das World Wide Web als akademisches Projekt. Mittlerweile hat der RISC-V-Verband weltweit 4500 Mitglieder – neben Akademikern und Start-ups gehören auch US-Schwergewichte wie Nvidia, Microsoft und Google dazu, ebenso wie die chinesischen Giganten Huawei, Tencent und Alibaba sowie führende europäische Unternehmen.

Das Versprechen: Die Open-Source-ISA soll einen neutralen Weg durch Handelskonflikte ermöglichen – und durch Kostenvorteile die Chipforschung vorantreiben und den Wettbewerb bei Innovationen stärken.

Wo ist RISC-V drin?

Grosse Firmen nutzen RISC-V bereits, um Recheneinheiten (so genannte Kerne), Mikroprozessoren und Beschleuniger in ihre Produkte einzubauen. Allein Nvidia lieferte 2024 mehr als eine Milliarde RISC-V-Kerne in seinen Chips aus.

RISC-V-basierte Komponenten finden sich in Fahrzeugen, Wearables, Rechenzentren und Supercomputern. Auch die US-amerikanische und die europäische Raumfahrtbehörde nutzen sie im Weltraum.

Die Organisation wurde 2015 im US-Bundesstaat Delaware gegründet. Als Länder jedoch damit drohten, den Verkauf und Handel von Halbleitern einzuschränken, zog RISC-V 2020 nach Zürich. Rund ein Drittel der Mitglieder stammt aus Asien, ein Drittel aus Europa und ein Drittel aus Amerika.

«Dass wir in der Schweiz sind, ist ein Zeichen unserer Neutralität», betont Geschäftsführer Andrea Gallo gegenüber dem SRG-Informationsportal Swissinfo.

Das freut nicht alle: 2023 äusserte der Sonderausschuss des US-Kongresses zu China Bedenken, dass Peking RISC-V nutze, um US-Exportkontrollen zu umgehen und «unsere technologische Führungsrolle beim Chipdesign zu überspringen».

Doch bis die quelloffene Alternative zu Intel und ARM die Branchenführer ernsthaft herausfordern kann, sei es noch ein weiter Weg, gibt Frank Gürkaynak zu Bedenken, der Direktor des Microelectronics Design Center an der ETH Zürich.

«Unternehmen investieren Hunderte Millionen Dollar, um die anspruchsvollsten Chips herzustellen», argumentiert Gürkaynak. «Sie werden einen offenen Standard wie RISC-V nicht in Betracht ziehen, wenn sie nicht überzeugt sind, dass er gut geführt wird und langfristig stabil bleibt.»

Derzeit laufen Schritte, um RISC-V auf eine neue Stufe zu heben. Der Verband arbeitet mit Linux zusammen, um quelloffene Software, ISA und Hardware aufeinander abzustimmen und sie durch verlässliche Entwicklung und Support zu flankieren.

Geschäftsführer Gallo weiss, wo er mit RISC-V hin will: «Unsere Vision ist, dass wir zur bevorzugten Standard-ISA werden.»