Digitale Souveränität – Teil 3

Das Thema „Digitale Souveränität“ ist nicht nur von großer Aktualität, sondern es stellt auch die Arbeiterbewegung in der BRD vor die Frage, wie sie sich zu solchen Ablösungsprozessen vom US-Imperialismus, wie zu mehr Souveränität für die BRD bzw. EU-Europa stellen soll. Die Auseinandersetzung mit dieser Frage ist auch notwendig, um eine materialistische Analyse zu erarbeiten zur weiteren Entwicklung

– der internationalen Kräfteverhältnisse in der Frage von Krieg und Frieden,

– der imperialistischen Widersprüche zwischen den USA und vor allem der BRD geführten EU,

– der Widersprüche zwischen dem deutschen und französischen Imperialismus um die Hegemonie in der EU und schließlich

– die Widersprüche zwischen dem imperialistischen Lager und dem sozialistischen China mit seinem Verbündeten Russland.

Eine materialistische Analyse zur weiteren Entwicklung der Kräfteverhältnisse setzt voraus, dass die Produktivkräfte, im engeren Sinn die technologische Basis und ihre Komponenten, genauer untersucht werden. Produktivkräfte, die für die Auseinandersetzung zwischen den imperialistischen Großmächten maßgeblich sind bzw. von entscheidender Bedeutung gegenüber den sozialistischen Ländern mit der VR China an der Spitze.

Dazu hatten wir ganz prinzipiell die Digitalisierung als neue Revolution in der Entwicklung der Produktivkräfte herausgearbeitet, bei der in der jetzigen Phase vor allem die Kopfarbeiter betroffen sind. Ihr Können, ihr Detailgeschick, ihre „Virtuosität“ nicht nur bei einfachen Verwaltungs- und Entwicklungsaufgaben, sondern auch beim Disponieren, Organisieren, Planen und beim Forschen und Entwickeln wird dabei verüberflüssigt werden bis hin zur Digitalisierung, zur „Industrialisierung“ der Softwareentwicklung selbst.

Vorsprung durch Technik? Monopolisierung!

Weiter hatten wir, gestützt auf Lenins Imperialismusanalyse, geklärt, dass diese Produktivkraftentwicklung verbunden ist mit einer besonderen Entwicklung der Produktionsverhältnisse. Die Größe der technisch notwendigen Einheiten in der „Digitalökonomie“ erfordert „vorgängige“ Zentralisation der Kapitale^[1] mit der Zielrichtung rasch zu einer Monopolstellung zu gelangen. Die wachsende Vergesellschaftung der Produktion, zu der die „Digitalökonomie“ beiträgt, tritt in noch schärferen Widerspruch zur privaten Aneignung durch immer weniger Finanzoligarchen. Das zeigt das Doppelgesicht des Imperialismus auf: einerseits sterbender Kapitalismus, andererseits der mit der Vergesellschaftung der Produktion zum Durchbruch drängende (Noch-Nicht-) Sozialismus, den der Imperialismus im allgemeinen, der deutsche Imperialismus im besondern, mit aller Gewalt zu be- und verhindern angetreten ist. Zentrale politische Frage in der BRD: Wie lange kann der deutsche. Imperialismus in der aktuellen Entwicklung weiter die Hegemonie in der EU im Windschatten der USA vorantreiben? Wie weiter mit China Geschäfte machen und gleichermaßen in der antisozialistischen Allianz gegen China agieren?

Um den Stand der Entwicklung zu bestimmen, der die deutsche Finanzoligarchie die Frage nach der digitalen Souveränität stellen lässt, werden wir einige zentrale Komponenten der neuen Technik beleuchten und auf die monopolistischen Konzerne eingehen, die auf Grundlage dieser Technik bereits entstanden sind.

Um als Imperialismus ernst genommen zu werden, gerade als bei der Aufteilung der Welt zu kurz und zu spät gekommener Imperialismus, als zweimal beim Kampf um die Neuaufteilung aufs Haupt geschlagner Imperialismus, darf sich der deutsche Imperialismus nicht von der Produktivkraftentwicklung abkoppeln lassen. Im Gegenteil: Er muss versuchen, technisch und ökonomisch eine Spitzenstellung zu halten bzw. zu erobern, um seinen Anspruch auf Neuaufteilung der Welt zu untermauern für den „dritten Anlauf“ zur Weltmacht.

Wenn wir die Erfordernisse der Technik analysieren, die den deutschen Imperialismus die Frage nach der „Digitalen Souveränität“ stellen lassen, betrachten wir zunächst die Elemente der Digitalisierung ausgehend vom Kernstück der gegenwärtigen ‚wissenschaftlich-technischen Revolution‘, dem Mikroprozessor. Dessen Bedeutung und die hohe Abhängigkeit der BRD von Importen untermauert auch eine Umfrage des Branchenverbands Bitkom:

„Mehrheit importiert Hardware und Software aus dem Ausland

Digital-Importe haben eine hohe Bedeutung für die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft. Ganz oben auf der Einfuhrliste stehen digitale Endgeräte, die von drei Vierteln der Unternehmen (77 Prozent) aus dem Ausland bezogen werden. Zwei Drittel (66 Prozent) importieren Bauteile beziehungsweise Hardware-Komponenten. Sechs von zehn (57 Prozent) beziehen Software-Anwendungen und Module aus dem Ausland. Vier von zehn (42 Prozent) setzen auf den Import von digitalen Dienstleistungen wie Cloud Services. Nur 2 Prozent der Unternehmen verzeichnet keinerlei Digital-Importe. Die wichtigsten Handelspartner für Einfuhren sind vor allem die EU-Länder, aus denen acht von zehn Unternehmen (80 Prozent), die importieren, digitale Technologien oder Services beziehen – gefolgt von den USA (74 Prozent) und China (62 Prozent). Aus Japan importiert jedes dritte Unternehmen (32 Prozent) IT oder digitale Dienstleistungen.“^[2]

Elemente der Digitalisierung

Mikroprozessor im Zentrum der Entwicklung

Der Mikroprozessor wird als das „Hirn“ des Rechners bezeichnet. Auf solch einem Integrierten Schaltkreis (IC = Integrated Circuit) Chip ist die Zentraleinheit oder Central Processing Unit (CPU) moderner Rechner implementiert. Durch diese CPU können die Programme (inkl. Betriebssystem) geladen werden, die dann die benötigten Daten einlesen und mit Hilfe der in den Programmen vorhandenen Algorithmen (Berechnungsregeln bzw. Anweisungen zum Vorgehen bei der Lösung eines Problems, Einfachbeispiel Kochrezept, bei dem die Zutaten die Daten sind und das eigentliche Rezept das Programm, das die einzelnen Schritte vorgibt) verarbeiten. Durch diesen Verarbeitungsprozess wird eine Ausgabe erzeugt, die selbst wieder Aktionen anstoßen kann (so wie die Fertigstellung des Essens das Servieren auslöst).

Die Mikroprozessoren stießen die Entwicklung des Internets als Verwirklichung des Konzepts für die Kommunikation vieler autonomer Rechner, die Durchdringung der Produktion (anfangs etwa CNC Maschinen und PPS)^[3], dann der Produkte (ein KFZ z.B. ist heute ohne die elektronischen Bauteile nicht mehr denkbar) bis hin zum ubiquitous computing, also bis zur Verfügbarkeit überall im Alltag am oder im oder über den Menschen – nicht nur zur Steuerung des Verkehrs bis hin zum autonomen Fahren.

Die Entwicklung und Implementierung des Mikroprozessors ist der „Kernprozess“, der eine Kaskade von Änderungsprozessen angestoßen hat.

Auf diese Weise wird die Denkarbeit revolutioniert. Beim CNC-Fräsen etwa wird die Maschine nicht mehr durch den Arbeiter gesteuert, sondern durch ein Programm, das vom Fräser eingegeben/geschrieben wird aufgrund von hinterlegten Zeichnungen, Arbeitsplänen, Stücklisten u.a. Dabei ist die CNC-Maschine nur eine Übergangsform zum Maschinensystem, in dem der Mensch wirklich als „Wächter und Regulator“ neben die Produktion tritt.^[4]

Der Kern dieser Entwicklung ist der Mikroprozessor, auf den zahlreiche Werkzeuge zur Denkarbeit übertragen sind. In diesem Sinn können wir den mikroprozessorbasierten Rechner als Denkzeugmaschine bezeichnen – in Analogie zu Marx‘ Werkzeugmaschine^[5]. Marx stellt ja bekanntlich die Werkzeugmaschine (nicht etwa die Dampfmaschine) ins Zentrum der industriellen Revolution im 18./19. Jahrhundert, die zur Herausbildung der „Großen Industrie“ geführt hat. Führt der systematische Einsatz von Denkzeugmaschinen zu so etwas wie das „Große Büro“? Zum Übergang von einem ähnlich einer Manufaktur betriebenen Büro zur Automation der Büroarbeit, zur Unterordnung der Büroarbeiter unter das Denkmaschinensystem, zu seiner reellen Subsumtion (statt der bisher eher „formellen“) Subsumtion unter das Kapital? Von den Kapitalisten selbst wird ja seit Jahrzehnten das Anschwellen des unproduktiven „Wasserkopfs“, vornehmer ausgedrückt das Anwachsen des „Gemeinkostenbereichs“, beklagt, an dessen Abbremsen sich McKinsey und Co. goldene Nasen verdient haben.

Die Werkzeuge, die der/oder verschiedene Handarbeiter mit der Hand geführt haben, werden auf einen Mechanismus übertragen, der in der Lage ist, aufgrund bestimmter Vorschriften die gewünschten Funktionen auszuführen. Die Werkzeugmaschine braucht einen Antrieb und einen Transmissionsmechanismus, der die Energie vom Antrieb auf die Maschine überträgt und Vorrichtungen, um die Werkstoffe zuzuführen.

Bei der Denkzeugmaschine, wie es Rechner auf der Basis von Mikroprozessoren sein können, werden Denkprozesse wie Lesen, Schreiben, Rechnen (und die verschiedenen Hilfsmittel wie ursprünglich Stifte, jetzt Textverarbeitungsgeräte, ursprünglich Rechenbretter, jetzt elektronische Taschenrechner oder ursprünglich „Sinne“ wie etwa Augen zum Sehen/Lesen, jetzt Sensoren, oder Gedächtnisleistung, jetzt elektronisches Speichermedium etc.) auf die Denkzeugmaschine übertragen, die selbst natürlich wieder einen Antrieb und Anschluss an Energie, aber auch die Übertragungskanäle (die „Transmissionsriemen“) für den Rohstoff des Rechners, für die Daten, braucht.

Die Produkte der Denkzeugmaschine sind wiederum Daten, die entsprechend umgeformt zu Informationen werden können wie Texte, Bilanzen, Schaubilder, etc. und selbst wieder als Vorprodukte in Datenform weiterverarbeitet werden können.

In der einfachsten Form wird der Ablauf durch Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe (EVA oder IPO) dargestellt. Die Verarbeitung im Steuerwerk bzw. Leitwerk und Rechenwerk als den Hauptkomponenten des Prozessors verweist auch auf die Kybernetik mit Steuer-/Stellgrößen, Regelstrecke und Regelgrößen samt Rückkoppelung für dynamische Systeme.

Die gängigen Mikroprozessoren ermöglichen es, Denkprozesse in den einfachen, eher langweiligen Formen abzubilden. Also alles, was einer bestimmten Ordnung folgt, was mit Kombinationen von Ja/Nein bzw. Strom An/Aus – Operationen dargestellt werden kann. Umfassendes Denken, wie es das menschliche Gehirn (bei dessen Verständnis die Wissenschaft auch erst in den Anfängen steht) zu leisten vermag, ist das natürlich nicht. Die Mikroprozessoren können dazu beitragen, das Material zu liefern, um die Bewegung komplexer Systeme in ihren Widersprüchen und Interdependenzen zu anlysieren. Der denkende Büroarbeiter wird zum Anhängsel des Bürosystems, wie es etwa in heutigen Service Management Systemen (z.B. nach ISO 20000) schon praktiziert wird. Geleitet durch die kapitalistische Profitlogik trägt diese Entwicklung zur allgemeinen Verblödung bei und gleichzeitig zur grauenvollen Bewunderung und Anbetung der Technik und ihrer scheinbaren Überlegenheit.

Die Halbleiter-Industrie

Aus den bisherigen Ausführungen ist erkennbar, dass die Mikroprozessoren-/Halbleiter-/Chip-Industrie für die imperialistischen Machtspiele unter dem Kampfbegriff „Digitale Souveränität“ von ausschlaggebender Bedeutung ist. Vorab noch einige grundlegende technische Klärungen:

Digitalelektronik

Baut auf der Analogelektrik auf. Diese verarbeitet kontinuierliche Signale, z.B. der Strom wird um so stärker, je lauter das aufgenommene Geräusch ist und umgekehrt.

Die Digitalelektronik arbeitet mit diskreten Signalen, in der Praxis mit nur zweiwertigen (binäres Zahlensystem s.o.).

Der Vorteil ist, dass Störquellen in der Verarbeitung der Signale nicht so stark ins Gewicht fallen (man denke nur an das Rauschen der alten LP). Dadurch können die elektronischen Bauelemente, die Operationen mit den Signalen durchführen mehr „Fehler“ z.B. durch schwankende Stromstärken machen, ohne das Ergebnis zu sehr zu beeinträchtigen. Die Bauteile können also „schlampiger“ werden. Auf der anderen Seite braucht es mehr Bauteile als beim analogen Ansatz, was wiederum einen Zwang zur Miniaturisierung schafft.

Die moderne Digitalelektronik ist nicht denkbar ohne Halbleiter. Das sind Stoffe, deren Stromleitungsfähigkeit zwischen der von Leitern, wie z.B. Metallen und Isolatoren (die keinen Strom leiten) liegt. Besonders interessant für die Elektronik sind Halbleiter, deren Leitfähigkeit von außen verändert werden kann, z.B. die Transistoren. Ein in der Anwendung zentrales Element für die Halbleiterproduktion ist kristallines Silizium, weshalb man oft von der Halbleiter- oder Siliziumindustrie spricht.

Das wichtigste elektronische Bauteil auf Halbleiterbasis ist der Transistor:

In der Alltagsprache bezeichnete das in der 1960ern einen kleinen portablen Radioempfänger. Bei ihm wurde statt der voluminösen und viel Strom verbrauchenden (Braunschen) Röhre der Ende 1948 erstmals vorgestellte Transistor verwendet. Der Transistor diente dort u.a. dazu, das schwache Antennensignal zu verstärken. Transistoren können nicht nur als Verstärker, sondern auch als Filter und Oszillatoren eingesetzt werden. Vor allem eignen sie sich auch zum Aufbau von logischen Schaltungen, mit denen gerechnet werden kann. Das einfachste dieser sog. logischen Gatter kann man sich so vorstellen, dass eine Lampe in einem Stromkreis nur brennt, wenn zwei hintereinandergeschaltete Schalter beide geschlossen sind (im Fall des Halbleiters also Strom leiten).

Der wichtigste Vertreter unter den Transistoren ist seit Anfang 1960 der Metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET oder kurz MOS). Es wird geschätzt, dass zwischen 1960 und 2018 über 1,3 mal 10 hoch 23 Mosfets hergestellt wurden. Damit ist er das am häufigsten produzierte „device“ (Komponente) der Weltgeschichte.

Milliarden dieser günstig in großer Zahl herstellbaren Transistoren sind in integrierten Schaltungen miteinander verbunden und können als Mikroprozessoren eingesetzt werden. Ein Prozessor ist ein programmierbares Rechenwerk, das entlang des programmierten Algorithmus andere Maschinen oder elektrische Schaltungen steuert. Der vielzitierte Algorithmus ist ein Satz von Regeln, um die erwartete Ausgabe aus der gegebenen Eingabe zu erhalten. Also eine Art Kochrezept, nur etwas formaler: eindeutige Handlungsvorschrift zur Lösung eines Problems, bestehend aus endlich vielen wohldefinierten Einzelschritten und damit geeignet, in ein Computerprogramm implementiert zu werden.

Ein sehr wichtiges Einsatzgebiet der Mikroprozessoren ist die CPU: (Central Processsing Unit), durch die beim klassischen Computer alles durch muss. (vgl. von-Neumann-Architektur im Absatz zum Quantencomputer).

Mikroprozessoren sind zentral für die Anwendung der Kybernetik in Produktion und Verwaltung. Was aber ist diese Kybernetik? Die alten Griechen verstanden darunter „die Kunst des Steuerns“. Ausgebaut zu einem System wurde die Kybernetik dann nach dem zweiten Weltkrieg durch den Mathematiker Norbert Wiener z.B. in seinem populären Buch „Mensch und Menschmaschine“ auf ganze Systeme, z.B. in der Biologie. Ein Regelmechanismus im System ist z.B. die Rückkoppelung. Das klassische technische Beispiel dafür ist der Thermostat, bei der Maschinensteuerung der Fliehkraftregler, der verhindert, dass z.B. die Dampfmaschine, oder auch der Dieselmotor zu hoch dreht.

Nun laufen in der Steuerung z.B. einer modernen Dieseleinspritzpumpe aber so viele Informationen zusammen, dass solche mechanischen analogen Regelungen nicht mehr reichen; es werden entsprechend programmierte Mikroprozessoren gebraucht. Das gilt natürlich auch für die Steuerung von Maschinen etc.

Die Form, in welcher der Mikroprozessor heute meist genutzt wird, ist der

Chip

Ein Chip im Sinne der Mikroelektronik ist ein Plättchen, das aus einem meist aus Silizium-Kristall bestehenden Wafer (dünner Keks) herausgeschnitten wurde, auf dem integrierte Schaltkreise (IC) aufgetragen sind. Der IC besteht aus Millionen von elektronischen Bauteilen, vor allem Transistoren. Der einzelne Transistor entsteht durch die sog. Dotierung des Trägersubstrates, meist Silizium mit Fremdatomen, z.B. Bor. Über die erste Schicht kommt eine Isolation, die Löcher enthält, über die der Strom fließen kann. Es folgt eine zweite Schicht etc. bis zu 50 mal.

Die einzelnen Bauteile sind durch dünne Leiterbahnen verbunden. Das erledigen heute Lithographiemaschinen, wie sie z.B. von Zeiss und Canon hergestellt werden. Sie tragen zunächst eine Schicht lichtempfindlichen Lackes auf und belichten dann mit einer Fotomaske den Wafer so genau, dass der jeweils gewünschte Bauplan der Schicht abgebildet wird. Auf den Wafer übertragen wird diese Struktur dann z.B. durch Ätzprozesse. Nach jedem Schritt muss der Wafer gereinigt werden, dann immer wieder in den Ofen und wieder von vorne. Bis die über 1.000 Prozessschritte durch sind, vergeht viel Zeit (über 2 Monate) und wird viel Energie und Wasser verbraucht. Und dann geht es erst los mit der Testung, denn die Fehlerquote ist bei den winzigen Dimensionen, mit denen hier gearbeitet wird, sehr hoch.

Je kleiner der Chip sein muss, je weniger Energie er verbrauchen darf, je mehr Bauteile er zur Erledigung seiner Aufgaben enthalten muss, desto geringer müssen die Abstände zwischen den Bahnen werden.

Zur modernen Generation zählend gelten in dieser Hinsicht Chips mit Abständen unter 10 Nanometer (1 Nanometer nm ist 1 millionstel Millimeter). Solche Chips werden momentan nirgends in Europa produziert.

Der Kampf der Monopole in der Chipherstellung

Es gibt viele verschiedene Arten von Chips: Speicherchips, ein relativ billig herzustellendes Massenprodukt, Leistungshalbleiter, die mit starken Strömen arbeiten können und dickere Leitungsbahnen haben (hier gelten deutsche Hersteller wie z.B. Infineon noch als ganz gut aufgestellt), Chips für spezielle Aufgaben, oft mit bestimmten Sensoren gekoppelt (auch hier gibt es bei uns die berühmten „hidden champions“, also relativ kleine Firmen, die trotzdem auf ihrem Gebiet zu den Weltmarktführern zählen) und eben die genannten Mikroprozessoren, die Rechen- und Steuerwerke von Computern.

Chips für mobile Anwendungen sollten besonders leicht, klein und stromsparend sein. Gefordert werden für diese modernste Generation extrem enge Abstände zwischen den Bahnen (5 Nanometer).

Damit tut sich selbst der Weltmarktführer aus dem Silicon Valley schwer: Intel, bekannt vom Slogan „Intel inside“, ist ein sog. integrierter Chipproduzent, d.h. er entwickelt das Design und fertigt auch selber. Das Design legt fest, was der Chip können muss und welche Architektur es dazu braucht. Die Fertigung ist sehr komplex, fehleranfällig und enorm kapitalintensiv. Sie lohnt sich von daher nur, wenn die Produktionsanlagen, auch „fabs“ oder „foundries“ genannt, ständig voll ausgelastet sind.

Der weltweit führende und größte Auftragsfertiger ist TSMC aus Taiwan.

Neben Intel und Samsung aus Südkorea ist er der Einzige, der mit der fortgeschrittenen 5 Nanometer Technologie arbeitet. So enge Leitungsbahnen, tausendmal feiner als ein Haar, lassen sich nur mit extrem ultraviolettem Licht (EUV) über eine Maske auf den Wafer projizieren. Die Lichtwellen des sichtbaren Spektrums sind zu lang.

Belichtungsmaschinen für die EUV- Lithographie liefert weltweit nur die niederländische ASML Gruppe. Von den 180 Tonnen schweren und 120 Millionen Euro teuren Brocken gibt es bisher nur ca. 100 Exemplare. Rund 5.000 Zulieferer aus aller Welt sind beteiligt. Herzstück der Anlage ist ein von der deutschen Firma Trumpf gelieferter äußerst komplexer (450.000 Komponenten) Hochleistungslaser. Dieser Laser beschießt winzige Zinntröpfchen, worauf ein Plasma entsteht, das den Laser mittels Hochtechnologiespiegeln von Zeiss zum zentralen Punkt der Chipherstellung lenkt: der Belichtung, die auf winzigen Plättchen bis zu 100 miteinander verbundene Schichten schafft. Die Spiegel müssen extrem glatt sein. Hätten sie eine Fläche so groß wie Deutschland würde ihre höchste Erhebung nur 0,2 mm aufragen. „Das kann auf der Welt nur Zeiss“ sagt Zeiss Chef Karl Lamprechts (Mister EUV), seit 2005 mit der Entwicklung dieses strategischen Geschäfts befasst. Der japanische Rivale Nikon war wegen der hohen Entwicklungskosten ausgestiegen. Zeiss steckte einige 100 Millionen in das optische System und holte die erwähnte Firma Trumpf ins Boot, die wiederum einige hundert Millionen in die Lasertechnik steckte. ASML beteiligte sich zum Marktstart 2016 mit knapp 25 % an der Halbleitersparte von Zeiss und zahlte eine Milliarde Euro dafür. 2012 hatte sich Intel mit 4 Milliarden Dollar an der früheren Philips-Ausgründung ASML beteiligt, mittlerweile ein echtes Börsenschwergewicht mit einer Marktkapitalisierung (Preis aller Aktien) im November 2021 von ca. 300 Mrd. Euro.

ASML steht praktisch „auf den Kommandohöhen“ (FAZ 3.5.2021) der Chipproduktion.

Der Fall ARM und die „nationale Sicherheit“

Was das Design von Chips betrifft, sollte man sich einen anderen Namen merken: ARM. Dieser (bisher) mehrheitlich im Eigentum der japanischen Softbank stehende in Cambridge (England) ansässige Konzern ist auf das Design, die Entwicklung der Chiparchitektur spezialisiert. Es geht dabei insbesondere um sogenannte RISC Prozessoren, das sind Chips mit einem reduzierten Befehlssatz, welche die Aufgaben, für die sie designt sind, besonders effektiv erledigen. Derzeit versucht der US-Chiphersteller Nvidia ARM zu übernehmen. Nach Aussage des ARM Gründers Hauser, der vehement gegen die Übernahme streitet, lebt die Firma vom Geschäftsmodell an jeden zu verkaufen, der dafür bezahlt. Sie wird deshalb auch als „die Schweiz der Halbleiterindustrie“ bezeichnet. Diese Neutralität sei durch die Übernahme bedroht.

Fast alle derzeitigen Smartphones und Tabletcomputer nutzen von ARM lizensierte Prozessoren als CPU (central processing unit). Das gilt auch für die neuen von Apple entworfenen und von TSMC gefertigten 5 nm Chips M1 und M2.

Die in Liquiditätsproblemen steckende Softbank des japanischen Milliardärs Son (die auch rund 28 % an Alibaba hält) will „die Schweiz“ für 40 Milliarden Dollar an den Marktführer für Graphikkarten Nvidia verkaufen.

Obwohl Nvidia versichert, ARM würde auch nach Übernahme jeden beliefern und lizensieren stößt die Übernahme auf heftige Gegenwehr von Kartellbehörden aus der ganzen Welt (auch China) und – vor allem – von anderen Monopolen wie Microsoft, Qualcomm (produziert Prozessoren auf ARM Technologie für Android Telefone) und Apple, dessen Hauslieferant ARM ist und die ca. die Hälfte der 5nm ARM Prozessoren aufkaufen. Aktuell wird der Deal noch von verschiedenen Kartellbehörden blockiert. FAZ 5.August 2021: „ARM Zukauf durch Nvidia ungewiss“: Vorbehalte bestehen von Labour wegen bedrohter Arbeitsplätze und vom konservativen Außenausschusschef Tom Tugendhat, der sich um die technologische Souveränität sorgt. Spottet die FAZ: „Inwiefern der Wechsel von einem japanischen zu einem amerikanischen Eigentümer die nationale Sicherheit gefährden soll, ist freilich unklar.“

Am 4.12.21 berichtet die FAZ unter der Überschrift „Amerika bremst Nvidia“ von der Klage der Kartellwächter gegen die Übernahme. Der Gegenwert der angebotenen Nvidiaaktien ist mittlerweile von 40 (2020) auf 75 Milliarden gestiegen.

Der Produzent von Graphikkarten Nvidia ist trotz der von vielen Nutzern gefürchteten Abstürze und Überhitzungen auf der Überholspur. Durch zahlreiche Übernahmen und den Boom der Computerspiele zog er schon 2020 mit über 250 Milliarden Börsenwert an Intel vorbei. Der einzig wesentliche Mitbewerber für Graphik Prozessoren (GPU) ist nur noch AMD (Advanced Micro Devices) und die GPU gewinnt neben der CPU mit steigenden Anforderungen (Stichwort KI – „Künstliche Intelligenz“, mehr dazu weiter unten) immer mehr an Bedeutung. AMD ist wie Nvidia „fabless“, d.h. ohne eigene Produktionsstätten. Diese sind in sog. foundries ausgelagert. AMD hat dazu 2009 die Firma Globalfoundries gegründet. Die fertigen im derzeit größten und modernsten Halbleiterwerk Europas in Dresden.

Der Fall Siltronic

Ein weiterer bis heute umstrittener Deal bezieht sich auf die oben erwähnten „Wafer“, die Siliziumplättchen, in welche die Transistoren und Verbindungsbahnen hineingeätzt werden. Auch bei diesen Scheiben aus hochreinem Silizium beherrscht eine Handvoll Produzenten den Weltmarkt. Neben Shin Etsu und Sumco (Japan) stieg hier unter Führung der „Queen of Wafers“ Doris Hsu die taiwanesische Firma Globalwafers rasant auf, zuletzt durch Übernahme des deutschen Konkurrenten Siltronic AG für 3,7 Milliarden Euro. Meldung nach Redaktionsschluss: Übernahme geplatzt! Verkäufer und immer noch Großaktionär (31%) der Siltronic AG ist die Wacker Chemie aus München und Burghausen. Siltronic und die „Queen“ hatten vertraglich vereinbart, dass das Geschäft bis Ende 2022 abgeschlossen sein soll, wenn alle erforderlichen Genehmigungen bis dahin vorliegen. Mitte Januar ist die Zustimmung der chinesischen Kartellbehörde wohl nur noch Formsache (FAZ 17.01.2022), aber das deutsche Wirtschaftsministerium ziert sich noch, nennt keine Bedingungen und reagiert nicht auf Angebote, z.B. staatliche Mitspracherechte durch eine „Goldene Aktie“ etc. Man prüfe noch „unter dem Gesichtspunkt der wirtschaftlichen „Sicherheit“. Frage dort ist wohl, ob man die nach dem Kuka Verkauf (2017) an ein Unternehmen aus China geschaffenen Abwehrregeln gegen chinesische Firmen hier exekutieren soll oder nicht. Wacker-Vorstandschef Hartel, der die drohende Rückabwicklung zumindest offiziell ganz cool sieht, führt in der FAZ vom 17.12.2021 („Darf ein deutscher Chipzuliefer taiwanisch werden?“) einen interessanten Eiertanz auf: „Die deutsche Politik sieht Taiwan doch als souveränen Partner. Dann kann sie China und Taiwan in diesem Verfahren nicht in einen Topf werfen. Das wäre inkonsequent“. Dass diese Sichtweise von Taiwan als „souveränem Partner“ der BRD in der VR China nicht gut ankommt, kann vermutet werden. Doch der neue Staatssekretär im Wirtschaftsministerium Sven Giegold (Grüne) versucht vor Journalisten zu beschwichtigen: „Natürlich wird das Wirtschaftsministerium immer darauf hinwirken, dass die Interessen der deutschen Wirtschaft gewahrt bleiben, dass der wwichtige Markt China offen bleibt.“

Eine Übernahme meldet auch die deutsche Merck KG. Sie übernimmt für 5,8 Milliarden Euro die US Firma Versum, um ihr Geschäft mit hochreinen Chemikalien und Elektronikbauteilen auszuweiten, wie sie für die Chipproduktion gebraucht werden.

Und dann ist da noch die Siemens Ausgründung Infineon, die jüngst mit der Übernahme von Cypress Semiconductor Schlagzeilen machte. Bezeichnenderweise mussten nicht nur Kartellbehörden in den USA, sondern auch in China zustimmen.

Auch der Umsatz teilt sich entsprechend auf: 11% der insbesondere im konventionellen Automobilbereich eingesetzten Chips gehen in die USA, 27% nach China.

Infineon, heute der einzige unter den 10 größten Halbleiterkonzernen der Welt mit einem Sitz in Europa, wurde in den letzten Wochen im Rahmen des vielbejammerten „Chipmangels“ für die schon seit Jahren geplante Eröffnung eines neuen Werkes im österreichischen Villach gefeiert. Produziert wird ansonsten noch in Dresden und in Kulim in Malaysia.

Infineon produziert insbesondere robuste Chips für die Autoindustrie, aber keine Chips der neuesten Generation unter 10nm (s.o.)

Die bräuchte man aber nicht nur für Mobiltelefone, sondern auch für die moderne Kommunikationstechnik in den Autos. Da reichen die Infineon-Chips nicht aus, ganz abgesehen davon, dass die (noch) in die ganze Welt liefern und auch nur liefern, was rechtzeitig bestellt wurde. Der Wunsch der deutschen Industrie von Intel oder dem taiwanesischen Riesen TSMC bevorzugt beliefert zu werden – oder bei Huawei ordern zu dürfen, zeigt den schwierigen Seiltanz des deutschen Imperialismus, der dem US- Imperialismus noch gehorchen muss und auf China anderseits nicht verzichten kann. Die „Lösung“: Aufbau eigener Stärke und im europäischen Verbund insbesondere mit Frankreich, weil man doch ahnt, dass das Hemd mal wieder viel zu kurz ist.

So auch in der Halbleiterindustrie: Ex-Wirtschaftsminister Altmaier und sein französischer Gegenüber Le Maire waren sich einig: „Wir bauen die wirtschaftliche und technologische Souveränität Europas“. Eine aktive Industriepolitik sei auch in Blick auf China geboten.- das Land erhole sich schnell von der Pandemie und verfolge zielstrebig sein Ziel, technologisch eigenständig zu werden.

Washington hat im Sommer einen „Chips for America Act“ verabschiedet, um den Bau von Halbleiterfabriken in den Vereinigten Staaten anzukurbeln. EU Industrie Kommisar Breton, altes Schlachtross der deutsch französischen Elektronibranche machte sich an die Arbeit und Europa zog mit dem „European Chip Act“ im September nach. TSMC, Samsung und Intel stecken in den kommenden Jahren zusammen rund 250 Milliarden Euro in den Ausbau ihrer Fabriken. Derzeit baut TSMC in Japan (für 7 Milliarden Dollar) und in den USA (12 Milliarden). Dort in Arizona baut auch Samsung (17 Milliarden). Standorte in Deutschland (z.B. Dresden) würden von TSMC „ernsthaft“ geprüft. Auch Intel hat die Angel nach Subventionen ausgeworfen, prüft u.a. Standorte in Dresden und Landsberg.

Die Köder sind gewaltig: Taiwan und Korea zahlen bis zu 40% der Investitionen der Chipbranche in ihren Ländern, Japan könnte die Quote gar auf 50 % hochschrauben. Amerika rechnet mit bis zu 30%, Europa hält sich noch zurück. Kommissionspräsidentin von der Leyen hat in der Rede zur Lage der Union einen Fördertopf von 50 Milliarden in Aussicht gestellt, der aber noch heftig umstritten ist. Nach einer neuen Studie der Unternehmensberatung McKinsey wäre diese Summe minimal nötig, um den Rückstand in der Chipindustrie auf Asien und die USA aufzuholen – soviel zum Thema „freie Marktwirtschaft“!

Der Kampf um die Cloud

Die Mikroprozessoren auf den Chips speichern und verarbeiten Daten oft in einem relativ kleinen Rahmen z.B. einem Laptop. In sog. Supercomputern werkeln Millionen von ihnen zusammen. In den letzten Jahren geht der Trend zu sog. Serverfarmen, auf die von vielen Seiten über die Cloud zugegriffen werden kann.

Was ist eine Cloud?

Das NIST (U.S. National Institute of Standards and Technology) beschreibt fünf wesentliche Merkmale der Rechner – oder Daten„cloud“ (wörtlich „Wolke“):

1. Der Nutzer kann Leistungen einseitig und ohne menschliche Interaktion bei Bedarf (unabhängig von Zeit und Ort) bereitstellen (Selbstbedienung).

2. Die Leistungen sind über das Netzwerk mit Standardmechanismen erreichbar, was die Nutzungen mit heterogenen Endgeräten wie Smartphones, Tablets oder Workstations fördert.

3. Die Computerressourcen des Anbieters werden zusammengefasst um mehrere Nutzer bedienen zu können. Damit hat der Nutzer in der Regel keine Kontrolle darüber, mit welchen Ressourcen die Leistung erbracht wird, z.B. auf welchem Server und mit welcher Datenbank.

4. Die Leistung kann elastisch bereitgestellt und freigegeben werden. Aus Sicht des Nutzers erscheinen die verfügbaren Computerressourcen unbegrenzt und Leistungen können jederzeit in beliebiger Höhe angepasst werden.

5. Die Cloud Systeme steuern und optimieren die Computerressourcen anhand von messbaren Zahlen, wie etwa Speicher, Bandbreite oder aktive Konten.

Das Rückgrat der Cloud besteht aus nichts Anderem als riesigen Rechenzentren, aus Serverfarmen.

Unterschieden wird dann noch zwischen verschiedenen Liefermodellen, im Wesentlichen öffentlich (ähnlich dem öffentlichen Telefonnetz), privat oder hybrid.

Entwicklung der Cloud

Ende der 90er Jahre wurde die ‚Multitenant‘ Architektur entwickelt, u.a. vom Vorläufer der Fraunhofer Institute. Damit konnten webbasierte Dokumente in Ordner hochgeladen und mit anderen geteilt werden.

Noch fehlte es jedoch an schnellen Breitbandverbindungen, der Voraussetzung, dass es keinen Unterschied macht, ob Daten lokal auf einem PC oder auf den entfernten Servern einer Cloud gespeichert sind. Viele von uns werden sich noch an das Telefonmodem erinnern und kennen heute DSL und LTE- Verbindungen; Glasfaser und 5G sind oft noch Zukunftsmusik. (Interessant zu untersuchen wäre hier der Zusammenhang zwischen dem von der Bundespost groß propagierten Glasfaserausbau „Wir schaffen die Datenautobahn der Zukunft“, der nachfolgenden Privatisierung der Post und der Bauchlandung, was Glasfaser und „Datenautobahn“ angeht. Das Ganze hat natürlich Parallelen mit Andi Scheuer und seiner Autobahngesellschaft).

Der große Schub in der Entwicklung des Cloud Computing kam nicht von der Datenautobahn oder den „alten Tanten“ Microsoft, IBM oder SAP, die relativ spät erst ins Cloudbusiness gestartet sind, sondern von den schnell wachsenden Techfirmen wie Google, Amazon, Facebook (den sog. Hyperscalern).

Durch die schnell wachsende Nutzerbasis standen sie vor dem Problem Computersysteme zu schaffen, welche rasend wachsende Anfragen, Abfragen, Auswertungen schnell, günstig und sicher bewältigen konnten (sog. Skalierbarkeit).

Statt immer leistungsfähigere kostspielige Hochleistungsrechner einzusetzen, gingen sie dazu über sehr billige, wenn auch deutlich fehleranfälligere Servermassenware zu gigantischen verteilten Systemen (Server Cluster, Serverfarmen) zusammenzuschalten.

Die Aufgabe, aus fehleranfälligen und unzuverlässigen Einzelkomponenten zuverlässige und leistungsfähige Großsysteme zu erzeugen, war alles andere als trivial. Sie erfordert die Entwicklung von Werkzeugen (Software), welche die vielen verteilten Systeme wie einen einzigen Computer funktionieren lassen.

Zudem sollte die Architektur service-orientiert sein, d.h. neue Funktionalitäten können auf Basis der bestehenden Infrastruktur implementiert werden.

Die beteiligten Monopole

Da die Spitzenlast für Systeme stark schwankte (so war sie z.B. für Amazon Weihnachten 2006 um den Faktor 10 höher als die Grundlast im Tagesgeschäft) lag es nahe, ungenutzte Rechner-Kapazitäten, die man für Spitzenlastzeiten geschaffen hatte, zu einem Produkt bzw. zu einer Leistung zu machen, d.h. nach außen hin anzubieten.

Heute ist die Cloudsparte von Amazon unter dem Namen AWS der weltweit größte Anbieter von Cloud Computing. Nach den Zahlen des Marktforschungsinstituts Gartner von 2018 kommt AWS bei Cloud Infrastrukturlösungen auf einen Marktanteil von fast 48%, gefolgt von Microsoft mit gut 15% und Alibaba mit 8%. Abgeschlagen folgt die Deutsche Telekom.

Sowohl der Aufbau der Serverfarmen als auch die Entwicklung und Wartung der zugehörigen Software sind nicht billig. Amazon, Microsoft und Google investieren jedes Jahr um die 50 Milliarden US-Dollar in ihre Cloud Infrastruktur.

Niemand aus der EU bewegt sich auch nur annähernd in dieser Größenordnung, und der Ruf nach der EU-„Staatscloud“ (Gaia X) hat den deutlichen Unterton „Subvention muss her“.

Offiziell geht es um „europäische Werte“ entsprechend der Datenschutzgrundverordnung (DSGVO) und, inoffiziell, dem Schutz vor dem US Cloud Act, ein seit 2018 bestehendes US-Gesetz, das US-Internetfirmen verpflichtet, US-Behörden den Zugriff auf gespeicherte Daten auch im Ausland zu ermöglichen.

Wie wir spätestens seit Edward Snowden wissen, brauchen die USA keinen cloud act, um Merkel abzuhören und die personenbezogenen Daten, um die es in der DSGVO. geht, interessieren vor allem die Werbeindustrie, die damit Milliarden in Absatz- und Wahlkämpfen generiert, allen voran die Hyperscaler und natürlich Polizei und Geheimdienste, für welche die DSGVO auch bisher kein echtes Hindernis war.

Interessanter als die personenbezogenen Daten sind für den deutschen Imperialismus die Maschinendaten der Industrie. Während man sich bei den personenbezogenen Daten abgehängt fühlt, sieht man dort noch eine Chance, vielleicht sogar eine führende Stellung zu bekommen.

Neben Siemens, schon lang weltweit führend in der Elektronik für Maschinensteuerung und SAP, führend in Verwaltungsautomatisierung gilt dies insbesondere für die Autoindustrie, die deutsche Leitindustrie.

Catena X Automotive network ist so eine interessante Unterabteilung des o.g. Gaia X. Die führenden Autohersteller (BMW, Daimler und VW) sowie die wichtigsten Zulieferer (Bosch, Schaeffler, ZF Friedrichshafen, BASF) sollen hier, orchestriert von SAP „über die ganze Wertschöpfungskette vernetzt“ werden, um Fertigung und Logistik schnell an Störungen (genannt wird als Beispiel der Ausfall des Suezkanals, die derzeitige Halbleiterknappheit) und „Herausforderungen“ (Klimagesetze; Co2 Zertifikate) anzupassen.

Inwieweit die elektronischen Betriebssysteme der Autos selbständig entwickelt, die von den Fertigungstrassen produzierten Daten (z.B. mit den Herstellern der Roboter) und die unterwegs von den Autos produzierten Daten (z.B. mit den Kartendiensten) geteilt werden, scheint noch nicht so klar, vermutlich sucht hier jeder der großen Drei noch nach seiner eigenen Lösung bzw. hat schon (zumindest Teil-) Allianzen mit Google und Co geschlossen.

Die Cloud kann nicht funktionieren ohne schnelle und sichere Übertragungswege zu den Servern. Das autonom fahrende Auto braucht die Verbindung ebenso wie die Maschine, die eine Störung ankündigen möchte. Aktuell wird in diesem Zusammenhang das Mobilfunknetz 5 G diskutiert, ebenso wie die Halbleiter und die Cloud Schauplatz der Auseinandersetzung zwischen USA, China und dem deutschen Imperialismus (Stichwort Huawei Boykott).

5G-Technologie und der Kampf der Netzwerkausrüster

Über den neuen Mobilfunkstandard der fünften Generation – nach den Vorgängern 2G (GSM), 3G (UMTS) und 4G (LTE) – seien viele Missverständnisse im Umlauf – schreibt die FAZ (10.5.2021).

Deren wichtigste: Es schädige weder die Gesundheit, noch brauche jede Milchkanne 5G, es wird den Verbrauchern weniger Nutzen bringen als gemeinhin erwartet.

Demgegenüber können Großkonzerne wie auch Mittelständler selbst Campusnetze aufbauen, autonom nutzen und neue Geschäftsmodelle ohne zwischengeschaltete Vermittler aufbauen. Genehmigt hat das die Bundesnetzagentur, technisch braucht es dazu das „Network slicing“. Dies bedeutet, dass man für jede Scheibe (slice) einer Netzkapazität die „Quality of service“ individuell setzen kann. Einen Slice für die Industrie würde man so konfigurieren, dass geringe Verzögerungen, also schnelle Reaktionen, erreicht werden.

Die superschnelle Reaktionszeit von 5G, die sogenannte Latenz, von nur wenigen Millisekunden ist entscheidend für Anwendungen in der Industrie 4.0 oder dem (teil)autonomen Fahren.

Oft ist von der Millisekunde als Echtzeit die Rede. Realistisch sind eher Werte unter 10 Millisekunden und das ist die Grenze, welche die Bundesnetzagentur für 5 G entlang der Autobahnen und Bundesstraßen in den Ausbauvorgaben festgeschrieben hat. Die 4G Technik (LTE) kommt derzeit auf 10 bis 40 Millisekunden.

Derzeit reitet 5G noch huckepack auf 4G, d.h. nur der eigentliche Datentransport geschieht über 5G. Bis aber die Sende- und Empfangsanlagen und auch das Kernnetz, etwa die Glasfaserleitungen zu den Masten wirklich fit sind für 5 G, wird es noch dauern. Das Problem: Für 5G braucht es Glasfaserverbindungen zu den Basisstationen, aber wer einen Glasfaseranschluss hat, braucht eigentlich kein 5G mehr.

Auch muss, um geringe Latenzen zu erreichen, Einiges an Rechenpower in die Nähe der Masten verlegt werden, Stichwort Edge Computing. Die Idee dabei ist, dass Anwendungen direkt in der Basisstation laufen, diese also die Berechnungen durchführt und die Ergebnisse an die Endgeräte zurückgibt, eben um kurze Antwortzeiten zu bekommen.

Bisher rüsten die Netzbetreiber an erster Stelle bestehende Mobilfunkzellen mit 5G nach.

Von daher ist nicht damit zu rechnen, dass sich die Funklöcher bald schließen.

In den bestehenden Zellen ist Huawei Technik Standard, ein Verbot würde den Ausbau massiv verzögern und verteuern.

Aber insgesamt ist die FAZ zuversichtlich: „… deutsche Unternehmen und ihre Ingenieure mischen beim Thema 5G an vorderster Front mit. Das ist auch notwendig, denn Standardisierungen werden international festgelegt und bilden die Grundlage für künftige technische Innovationen.“ Es gibt fünf Unternehmen weltweit, die fähig sind ein 5G Netz aufzubauen: Samsung aus Südkorea, die chinesischen Anbieter Huawei (der die meisten Patente dazu hält) und ZTE, sowie die beiden Europäer, Ericsson in Schweden und Nokia in Finnland.

Siemens hat die Kompetenz mit dem Verkauf seiner Netzwerksparte 2013 selbst aufgegeben. Man wollte sich von den nichtprofitablen Teilen trennen. „Mittlerweile hat sich das Bild gewandelt. Früher wäre ganz klar gewesen, dass Deutschland ein Siemens Netz nimmt, sagte der bayerische Ministerpräsident Markus Söder kürzlich der F.A.Z: Wir brauchen wieder eigne Kompetenz. Da steht auch Sören Barton, stellvertretender Vorsitzender der SPD-Fraktion nicht zurück: Europa müsse bei Schlüsseltechnologien selbst handlungsfähig sein.“ (Ein digitaler Airbus für 5 G, FAZ 20. Juli 2020.)

Und im HB vom 11. Mai 2021 wird Merkel interpretiert: Für sie heiße digitale Souveränität, dass Europa im Prinzip „alles können muss“.

Quantentechnologie

Die Technologie gilt als „sicherheitsrelevant“, Altmeier wollte zusätzlich zur EU-Milliarde (auf 10 Jahre) noch 2 Milliarden aus dem Coronatopf in Deutschland verteilen und die Wirtschaftsblätter sehen in der Quantentechnologie „Europas wichtigste Chance auf eine Kräfteverschiebung in der Digitalwirtschaft“: „Hier könnte Europa gelingen, was bisher misslang: Der Aufbau globaler Techkonzerne“. (Capital 10/2020)

Quantenbits: Das klassische Bit kann die beiden Werte 0 oder 1 annehmen. Es gibt dafür die unterschiedlichsten physikalischen Realisationen z.B. es fließt Strom oder keiner, ein Uhrzeiger steht auf waagrecht oder senkrecht. Das klassische Bit hat zwei zentrale Eigenschaften: Erstens ist der Wert eines Bits zu jedem Zeitpunkt der Berechnung eindeutig definiert. Er kann gemessen werden und die Messung ändert den Wert des Bits nicht. Zweitens ändert sich der Wert an einem Bit nicht automatisch, wenn sich der Wert an einem anderen Bit ändert. Es braucht zumindest die Zeit, die das Licht braucht, um den Raum zwischen den beiden Bits zu überwinden, damit sich die Änderung auswirken kann. Die Information über die Änderung des ersten Bits muss zunächst beim anderen ankommen.

Ein Quantenbit ist ein Objekt, das die beiden Werte 0 oder 1 oder irgendetwas dazwischen annehmen kann, am Beispiel des Uhrzeigers also auf 12 (für 0) oder auf 6 (für 1) stehen oder irgendwo dazwischen.

Quantenbits haben nicht die beiden oben genannten Eigenschaften von klassischen Bits, denn für sie gelten nicht die Gesetze der klassischen Mechanik, sondern die Gesetze der Quantenphysik: Konkret heißt das: Erstens verändert der Messvorgang Quantenbits. Wird es gemessen, so liefert es immer den Wert 0 oder 1, aber niemals etwas dazwischen. Das Messergebnis ist zufällig. In der Vorstellung mit dem Uhrzeiger ist die Wahrscheinlichkeit für den Messwert 0 umso größer, je senkrechter der Zeiger vor der Messung stand. Jede Messung, im Bild also das Ablesen der Zeigerstellung, führt dazu, dass das Quantenbit selbst in den gemessenen Zustand geht. Es ändert also seinen Zustand, wenn es nicht schon vorher in einem der beiden Zustände 0 oder 1 war.

Zweitens gibt es das Phänomen der „Quantenverschränkung“ Das bedeutet, dass die Messung des einen Quantenbits unmittelbar, also in diesem Moment die Eigenschaften eines anderen Quantenbits beeinflusst. Diese Veränderung hängt nicht von der Lokalisation ab und erfolgt mit Überlichtgeschwindigkeit; nachgewiesen ist mehr als zehntausendfache Lichtgeschwindigkeit.

Albert Einstein, der der Quantenmechanik eh sehr skeptisch gegenüberstand („Gott würfelt nicht“) hat diesen Effekt als „spukhafte Fernwirkung“ bezeichnet und Niels Bohr meinte: „Wer über die Quantentheorie nicht entsetzt ist, hat sie nicht verstanden.“

Man kann sich vorstellen, dass ein Computer, der sich die speziellen Eigenschaften der Quantenbits zunutze machen kann, eine ungeheure Potenz hätte: Durch die Verschränkung wächst die Summe der möglichen Zustände, die repräsentiert werden können mit jedem zugeschalteten Qbit exponentiell an. Wenn ich durch eine Messung am Qbit A eine Veränderung vornehme, wirkt sich das auch auf das damit verschränkte Qbit B aus u.s.w. Schon mit nur 2 verschränkten Qbits erfasse ich also schon zwei hoch zwei Zustände (01,00, 10,11) Damit wird der Rechenraum schnell ungleich größer als das, was die besten Supercomputer mit ihrer Beschränkung auf „normale Bits“ die Abfolge von Nullen und Einsen, leisten können, insbesondere auch weil die Manipulationen an den Qbits parallel erfolgen. Eine Aufgabe, die Quantencomputer schnell erledigen könnten, ist z.B. die Primzahlenfaktorisierung (Zerlegung einer Zahl in Primzahlen). Bei großen Zahlen brauchen selbst Supercomputer dafür mehrere Jahre. Und eben deshalb wird dieses Verfahren in der Kryptographie (Verschlüsselung) gern verwendet.

Aktueller Stand: Für die physikalische Repräsentation von Qbits gibt es verschiedene Ansätze z.B. Lichtteilchen (Atome), gefangene Ionen oder Atome, supraleitende Elemente.

Den verschiedenen Aufbauten gemeinsam ist, dass sie extrem störanfällig sind und von äußeren Einflüssen (Erschütterungen, Temperaturschwankungen, Magnetfeldern) streng abgeschirmt, z.B. extrem gekühlt werden müssen. Auch sind die Rechnungen der Prototypen noch sehr fehlerbehaftet und es werden herkömmliche Supercomputer eingesetzt, die Fehler aufzuspüren und zu eliminieren. Als führend bei den Quanten-Computerentwicklungen gelten die USA und China. Dort sind insbesondere die spektakulären Freilandversuche von Jian Wei Pan zur (abhörsicheren) Quantenkommunikation bekannt geworden. In Deutschland geht es bisher mehr um „Zulieferer“, die z.B. Kryostaten für die extreme Kühlung liefern oder Spezialgebiete wie Quantensensoren (hier z.B. zu nennen das Startup Qant von Michel Förtsch, gefördert von Trumpf Gesellschafter Peter Leibinger, das wiederum mit dem Sensorhersteller Sick zusammenarbeitet.)

KI (Künstliche Intelligenz) oder maschinelles Lernen

Was KI ist oder sein soll, wird nicht einheitlich verstanden und soll hier auch nicht definiert werden.

Näher eingegangen wird auf das maschinelle Lernen mit Hilfe künstlicher neuronaler Netze, die Entwicklung in der KI, die in den letzten Jahren Furore gemacht hat. Eine andere Richtung in der KI sind symbolische Ansätze, bei denen dem System Fakten, Zusammenhänge und Regeln für die Interpretation der Daten vorgegeben werden.

Im allgemeinen Sprachgebrauch versteht man darunter Computerprogramme, die komplexe Aufgaben bearbeiten, von denen man einst dachte, sie seien nur intelligenten Wesen vorbehalten z.B. Sprachen verstehen und übersetzen, Bilder erkennen oder Auto fahren.

Die Frage, weshalb dieses Thema im Rahmen der zwischenimperialistischen Widersprüche und der Rivalität mit der VR China unter der Überschrift „Technologieführerschaft“ oder „technologische Souveränität“ so hoch gehängt wird, kann an dieser Stelle nur angedeutet werden.

Vermutlich geht es dabei vor allem um Fragen der Rüstung: So meint z.B. Nicolas Chaillan bis vor Kurzem „Chief Software Officer“ im Pentagon „die USA liegen bei Zukunftstechnologien hinter China zurück“ und „Wir befinden uns in einem Krieg mit China. Wir wissen es nur noch nicht.“ (HB 71.12.21).

Der schwedische Physiker Max Tegmark vom renommierten MIT in Boston fordert: „Verbietet tödliche autonome Waffen“ (FAZ 29.11.21). Gemeint sind sog. Slaughterbots, winzige Drohnen mit Gesichtserkennung und GPS Anbindung, die Jeden; den man will; anonym ermorden können. Man kann die „Hautfarbe oder andere Merkmale der Person, die man töten will, einprogrammieren und schon fliegt sie los und tut es.“ Sorgen macht ihm hauptsächlich, dass diese Killerdrohnen in Massenproduktion billig herzustellen (was zurzeit wohl hauptsächlich in der Türkei geschieht) und damit viel schwerer zu kontrollieren sind als z.B. aufwendig herzustellende Atomwaffen.

Schlagzeilen machte die KI als Alpha Go 2016 den Spitzenspieler Sedol im chinesischen Brettspiel Go besiegte (Go ist ungleich komplexer als Schach, in dem IBMs „Deep Blue“ schon 1997 den amtierenden Weltmeister Kasparow besiegte) und riesige künstliche Intelligenzen aus USA (GPT 3) und China (Wu Dao 2.0), die Sprache für vielseitige Aufgaben verstehen und anwenden können – mitunter fast auf menschlichem Niveau („Ironie“ aber z.B. verstehen sie nicht).

Die genannten Beispiele laufen unter der Überschrift „maschinelles Lernen“ und Arbeiten mit sog. „neuronalen Netzen“. Letzteres klingt recht biologisch, ist aber nicht nur im Ergebnis, sondern auch im Aufbau vom menschlichen Gehirn (das die Wissenschaft im Übrigen selbst noch nicht wirklich versteht) noch meilenweit entfernt.

Die elementaren Einheiten des menschlichen Gehirns sind das Neuron, das Axon und die Synapse. Das Neuron erzeugt Signale, die über das Axon und die Synapsen weitergeleitet werden, wobei die Synapsen eine sich an die Erfordernisse anpassende Verbindungsstärke aufweisen.

Damit werden die Speicherung der Information und der auszuführende Befehl nicht von der Verarbeitung getrennt. Zudem arbeitet dieses biologische System zwar langsam, aber hochgradig parallel.

Beides sind wesentliche Unterschiede zur klassischen Computer Architektur (von-Neumann-Architektur)

Dort gibt es das Nadelöhr einer zentralen Recheneinheit (CPU), die über Bussysteme (parallele Leitungen) mit dem Speicherwerk und den Eingabe- und Ausgabeeinheiten verbunden ist. Die CPU kann sehr schnell hintereinander Befehle ausführen, benötigt dazu aber Daten, aus dem Speicherwerk, die über Busleitungen beständig hin- und hertransportiert werden müssen.

Realisiert wird das künstliche neuronale Netz in der Regel auf Softwarebasis mit herkömmlichen Computern auf von-Neumann Basis.

Diese Netze ermöglichen maschinelles Lernen, insbesondere das sog. Deep Learning.

Wie geht das?

Das Netz besteht aus einer Reihe von Eingangsknoten, die über Zwischenschichten mit einer Reihe von Ausgangsknoten verbunden sind. Beliebt ist das Ampelbeispiel mit den Eingaben oben, Mitte, unten und den Ausgaben rot, gelb, grün.

Dem neuronalen Netz wird die richtige Zuordnung nicht einprogrammiert (was in diesem Fall ja ganz einfach wäre, und wie sich auch der Farbenblinde orientiert also zu rot gehört oben etc.), sondern es soll „lernen“, beliebige Eingangssignale den richtigen Ausgangsignalen zuzuordnen.

Beim Training müssen die Gewichte bestimmt werden, die bei jeder beliebigen Kombination von Eingangssignalen möglichst die richtigen Ausgangssignale ergeben.

Diese Gewichte oder Parameter geben an, wie stark die Verknüpfungen zwischen den Knoten jeweils sind und werden mit komplizierten mathematischen Optimierungsverfahren ermittelt.

Große leistungsfähige Netze bestehen aus sehr vielen Schichten mit Millionen von Parametern.

Auch wenn die Parameter bestimmt werden, ist das System trotzdem eine Art „blackbox“, d.h. man weiß meist nicht, wie es zu seinen Ergebnissen kommt. Das kann zu Fehlern führen, bekannt hier das Beispiel, dass beim Training zur Bilderkennung der Wolf im Gegensatz zum Hund oft vor dem weißen Schnee gezeigt wird und dann nicht mehr erkannt wird, wenn die weiße Fläche fehlt. Untersuchungen, wie die „Blackbox“ zu ihren Ergebnissen kommt, sind mathematisch sehr kompliziert und stehen erst am Anfang. Experten vergleichen die Herausforderung mit der Entwicklung der statistischen Mechanik, mit deren Hilfe erst lange nach Erfindung, Nutzung und Verbesserung der Dampfmaschine verstanden wurde, auf Grundlage welcher physikalischen Gesetze die Dampfmaschine überhaupt funktioniert.

Bisher sind auch gut trainierte und leistungsfähige Systeme selbst auf engen Spezialgebieten wie z.B. der Bilderkennung noch weit von der Leistung eines Kindes entfernt, das ein Pferd nach ein paar Beispielen von einem Hund unterscheiden kann. Ganz abgesehen davon, dass ein menschliches Hirn mit 20 Watt auskommt, während die großen Netze Unmengen von Energie fressen.

Was ändert sich vermutlich mit KI?

Einmal die Art wie Computer hergestellt werden.

Deep Learning braucht viele Berechnungen gleichzeitig, dafür aber nicht so präzise. Dazu braucht es Chips, die Daten so schnell wie möglich bewegen und sicherstellen, dass sie zur richtigen Zeit am richtigen Ort sind. Bisher konnten das vor allem Graphikkarten, die (ursprünglich für Computerspiele) einige dutzend Male pro Sekunde einen ganzen Bildschirm voller Pixel anzeigen konnten. Es ist dies einer der Gründe für den Aufstieg des Graphikkartenherstellers Nvidia und der Grund, warum z.B. Google einen eigenen solchen Chip, den TPU (Tensor Processing Unit), entwickelt.

Ändern wird sich vermutlich auch die Art, wie Computer programmiert werden. Es wird vermutet, dass die bisherige Art des Programmierens hinter dem Training zurücktritt.

Und ändern wird sich schließlich auch die Art, in der Computer verwendet werden.

Die Entwicklung geht hier von der Massendatenverarbeitung zur Entscheidungsfindung. Womit wir wieder beim autonomen Waffensystem wären – und den Möglichkeiten, in die des Gegners einzudringen, sie lahmzulegen oder ggf. umzudrehen.

Einige Schlussfolgerungen

Wir haben die Felder abgesteckt, auf denen der Kampf um die „digitale Souveränität“ von der technischen Seite her zwischen den imperialistischen Ländern untereinander und gegen die VR China ausgetragen wird: Chips, Cloud, 5G, Quantentechnologie, KI. Bei den beiden Letzteren ist die Lage noch relativ unübersichtlich, was die Herausbildung von Monopolen angeht, obwohl sie von strategischer Bedeutung sein können.

In den drei anderen Bereichen ist die Dominanz der US-Monopole deutlich, besonders im Geschäft rund um die Cloud. Im Bereich der Chips hält der deutsche Imperialismus mit Zeiss und Trumpf einige wichtige Positionen und mit der Siemens-verbundenen Infineon eine ausbaufähige Stellung. In der Cloud ist mit Siemens, SAP, BASF, Bosch sowie der Autoindustrie die Catena-Initiative gestartet. Gegen die Riesensummen, die den US-Playern in der Cloud zur Verfügung stehen, sind sie jedoch (noch?) völlig im Rückstand. Bei 5G sind von der Technologie her deutsche Monpole nicht vertreten, aber mit der Telekom ist ein bedeutendes Monopol als Abnehmer im Markt, der bisher mit Huawei kooperiert hat, aber auch stark vom US-Geschäft abhängig ist.

Es wird deutlich, dass mit dem staatlich verordneten Versuch, Huawei von den kapitalistischen Märkten auszuschließen, ein gefährlicher Weg beschritten wurde. Die Entwicklung der Produktivkräfte wird ganz offen verboten, wenn er von chinesischer Seite, vom Sozialismus kommt. Hemmung der Produktivkräfte, damit die Profitparty weitergeht. Wurde vordem die „Globalisierung“, also die schier schrankenlose Ausdehnung des Imperialismus nach der Zerschlagung des Sozialismus in Europa, als unvermeidlicher Glücksbringer für die Menschheit gepriesen, wird jetzt der Rückwärtsgang eingeschlagen. Und der „freie Welthandel“: Abschaffen, wenn man ihn nicht mehr dominieren kann. Wurde ehedem der Nationalstaat als lästiges Überbleibsel der Vergangenheit geschmäht, soll er nun die Zügel in die Hand nehmen, um mit dem Schlachtruf „America first“ (austauschbar durch Deutschland oder Ungarn, Polen …) die „nationalen Interessen“ zu verteidigen. Hinter vorgehaltener Hand wird derweil leise bekannt gegeben, dass sich nichts ändert, sondern weiterhin gilt: Monopolies first! Und die haben, wie bekannt, die Nation noch stets für den Profit verraten. Geändert hat sich „nur“, dass die VR China technologisch zur Weltspitze aufgeschlossen hat, und damit der Sozialismus als Entwicklungsmodell für die große Mehrheit der Menschheit seine Überlegenheit unter Beweis stellen könnte. Dagegen bringen die „Damen und Herren ImperialistInnen“ die Geschütze in Stellung, besonders seit sie gemerkt haben, dass diesmal die Burg von Innen nicht sturmreif gemacht werden kann.^[7] Dabei trägt der deutsche Imperialismus bei einer verschärften Konfrontation mit China das größte Risiko. Sollte China von den Märkten abgeschnitten werden, dann wäre die deutsche Leitindustrie Fahrzeugbau/Auto sehr schnell am Ende – ohne dass in China allzu viele Säcke Reis umfallen würden. Deswegen steht uns eine Phase widerlichen Lavierens bevor: China in die Wade beißen, um als Mitglied der NATO „Nibelungentreue“ zu zeigen und gleichzeitig gute Geschäfte machen, um überleben zu können.

Wir werden im nächsten Teil (4) unserer Serie zur „Digitalen Souveränität“ die Konzerne unter die Lupe nehmen, die im Zuge der Digitalisierung führend sind und dabei die Möglichkeiten untersuchen, die die Nationalstaaten haben, deren Macht Grenzen zu setzen.

AG Krise

R. Corell, Flo, Stephan Müller, O‘Nest