Engpass Kupferfolie: Wohin driftet die Leiterplattenindustrie?

Autor / Redakteur: Michael Gasch / Johann Wiesböck

Der Preis für Rohkupfer hielt sich 2016 in engen Grenzen, denn die Weltwirtschaft verzeichnete geringes Wachstum. Die Situation änderte sich nun gravierend – ein Engpass bei Kupferfolien zeichnet sich ab.

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Elektromobilität verstärkt den Engpass von Kupferfolie
Elektromobilität verstärkt den Engpass von Kupferfolie
(Bild: ELEKTRONIKPRAXIS)

Zum Jahresende 2016 machte sich eine Entwicklung bemerkbar, deren Auswirkungen immer deutlicher zutage treten, deren Konsequenzen gravierend, aber bei weitem noch nicht absehbar sind. Ab Oktober zeichnete sich verstärkt die Verknappung von Kupferfolie ab, die jedoch zunächst als beherrschbar erschien. Die Versorgung mit Kupfererz wird allgemein als „unkritisch“ angesehen, denn trotz einer Jahresproduktion von knapp 20 Mio. Tonnen (2016) sind noch große Reservemengen – überwiegend in Amerika – bekannt. Wir kommen täglich mit diesem Metall in Berührung, doch ist es in seiner Bedeutung fast unbekannt.

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Die meisten Anwendungen finden sich mit 39% des Weltverbrauchs in der Elektrik und Elektronik. Dort sind es die thermische und elektrische Leitfähigkeit, die das Metall unverzichtbar machen. Fast die Hälfte der Weltproduktion wird in China verbraucht und erst mit wesentlichem Abstand folgen die EU (18%) und Amerika (13%).

Die Preisentwicklung für Rohkupfer hielt sich – in USD gerechnet – 2016 in relativ engen Grenzen, denn die Weltwirtschaft verzeichnete nur geringes Wachstum und es gab zunächst kaum durchschlagende, neue Anwendungen. Das änderte sich erst in den letzten beiden Monaten: nach den Wahlen in den USA gab es – durch die angekündigten Investitionsprogramme – Preissprünge.

Über diese Vorhaben sind bislang zu wenige Details bekannt und nach allgemeiner Einschätzung könnte es sich auch nur um ein kurzfristiges Strohfeuer handeln, denn die Finanzierung ist ebenfalls noch unbekannt. Aber schon die Versprechungen führten zu wesentlichen Kurssprüngen – sowohl beim Kupferpreis als auch beim Wechselkurs des USD. Ein zweiter Faktor für den Preisschub kommt aus China, dort soll das Stromversorgungsnetz modernisiert werden. Beides führte zu Preissteigerungen an den Metallbörsen von über 20%.

Einfluss von Umweltschutz und Klimawandel

Zuletzt machten sich jedoch unerwartet gänzlich andere Themen bemerkbar: Umweltschutz und Klimaveränderung. Obwohl beide schon viele Jahre in der öffentlichen Diskussion sind, waren die politischen Anstrengungen bestenfalls halbherzig. Trotzdem wurden immer wieder kleine Schritte in diese Richtung unternommen: dazu gehören u. a. die erneuerbaren Energien, die durch Fukushima (März 2011) deutlichen Auftrieb erhielten. Allerdings verursachen regenerative Energieerzeugungen zusätzlichen Rohstoffbedarf.

Konventionell erzeugte Energie benötigt pro Megawatt eine Tonne Kupfer, regenerative Energieerzeugung dagegen vier bis fünf Mal mehr (für Solarthermie: 4 bis 4,5 t/MW, für Photovoltaik: ca. 5 t/MW und für Windkraft etwa 2,5 t pro Anlage). Aber auch dieser zusätzliche Bedarf hatte zunächst wenig Auswirkung auf die Kupfernotierung, da sich die übrige Nachfrage aus konjunkturellen Gründen etwas abschwächte.

Der Erfolg Chinas als „Werkbank der Welt“ wurde zu großen Teilen durch die Missachtung der Umwelt erkauft. Die schlechte Luftqualität in chinesischen Großstädten verursachte zunehmenden Druck durch die Bevölkerung und die Regierung musste darauf reagieren.

Zunächst wurden ab 2006 Elektro-Scooter in nennenswerten Stückzahlen verkauft und inzwischen sind in vielen chinesischen Großstädten Motorräder mit Verbrennungsmotor nicht mehr zugelassen. Hybridautos waren der nächste logische Schritt, reine Elektrofahrzeuge folgten später.

Die Zulassung von Autos wird durch ein Lotteriesystem begrenzt, doch Elektrofahrzeuge sind davon ausgenommen. So ist es wenig verwunderlich, wenn die Zahl dieser Fahrzeuge deutlich steigt. 2015 vervierfachte sich die Zahl der Neuzulassungen in China und es werden wegen der Vorgabe der chinesischen Regierung von (zunächst) eine Million Elektroautos weiterhin deutliche Steigerungen erwartet.

Aber der Schritt zur Elektromobilität wurde außerhalb Chinas über Jahre hinaus nicht mit dem nötigen Nachdruck verfolgt. Die Politik in Europa versuchte zwar, den Umstieg auf Elektrofahrzeuge zu fördern, doch waren die Ansätze wenig erfolgreich, denn wegen hoher Fahrzeugpreise, geringer Reichweiten, fehlender Ladestationen und langer Ladezeiten ist das Interesse der Verbraucher weiterhin begrenzt.

Erst durch den Dieselskandal kam Bewegung in die Sache. Aber in China ist man mit den Überlegungen schon wieder einen Schritt weiter: Ende Oktober 2016 wurde eine Gesetzesvorlage eingebracht, nach der eine Mindestmenge an Elektrofahrzeugen gefordert wird.

Bereits ab 2018 sollen das mindestens 8% der Autoverkäufe sein, 2019 steigt der Prozentsatz auf 10% und 2020 auf 12%. Für Hybride sind die prozentualen Vorgaben doppelt so hoch. Bei Zulassungszahlen in China (2016) von 23,5 Mio. Fahrzeugen, müssen also rein rechnerisch ab 2018 mindestens zwischen zwei und drei Millionen. Elektrofahrzeuge von den jeweiligen Herstellern verkauft werden.

Es ist aus heutiger Sicht allerdings eher unwahrscheinlich, dass der geforderte knappe Zeitrahmen eingehalten werden kann, doch ist damit die Richtung vorgegeben. Außerdem fordern die neuen Gesetze, dass 70 % der Fertigung in China zu erfolgen hat. Damit wird nicht nur die Entwicklung vorangetrieben, sondern es ergibt sich ein deutlicher Wettbewerbsvorteil für chinesische Hersteller, die dann auch die Verkaufspreise vorgeben werden.

Elektromobilität verstärkt den Engpass Kupferfolie

Mit der Einführung der E-Mobilität werden weitere Konsequenzen deutlich, denn Hybrid- und E-Fahrzeuge haben zusätzlichen Kupferbedarf. Während in einem konventionellen Fahrzeug nur 20 bis 30 kg an Kupfer benötigt werden, braucht ein E-Fahrzeug zwischen 65 und 80 kg. Etwa 40% davon entfallen auf den Antrieb, ein Viertel auf die Kabelverbindungen und der Rest auf die Batterie.

Um die genannten Pläne umzusetzen, wird Elektronik erforderlich. Mit einem Volumen von über 4.000 Mrd. EUR ist dies einer der wichtigsten Wirtschaftszweige. Mit nur etwa 50 Mrd EUR macht die globale Leiterplattenindustrie zwar nur einen kleinen Teil aus, doch sind diese gedruckten Schaltungen unverzichtbar, denn sie sind das Verbindungsmedium für alle Bauteile.

Trotzdem wird ihre Bedeutung meist verkannt, sie werden sogar vielfach als „commodity“ abqualifiziert. Dabei wird übersehen, dass dieses Bauteil komplex, anwendungs- und zeichnungsspezifisch ist und nur auf auftragsbezogen gefertigt wird, weil es ein anderer Abnehmer nicht einsetzen kann. Trotzdem ist die Branche einem seit Jahren kontinuierlichen Preisverfall ausgesetzt, der schon viele Unternehmen aus dem Markt gedrängt hat.

Die Basis der Vorlieferanten ist klein und daher verwundbar. Man muss sich dabei vor Augen halten, dass die weltweit etwa 2.400 Leiterplattenhersteller nur ca. 20 ernstzunehmende Laminathersteller haben, die übrigen können die erforderlichen Qualitätsstandards meist nicht einhalten. Aber die Lieferkette wird noch enger, denn die 20 Basismaterialproduzenten stützen sich wiederum auf nur etwa 15, ausschließlich in Asien angesiedelte Folienlieferanten. Es gibt zwar noch mehr Folienproduzenten in China, doch kommen diese aus Qualitätsaspekten nicht in Frage.

Von den somit 15 zur Verfügung stehenden Unternehmen produzieren vier fast ausschließlich für den Eigenbedarf und weitere drei mit einem Anteil von 11% haben sich bereits für die Batterietechnik entschieden. Obwohl es sich 2015 bereits um bedeutende Mengen handelte, ging der Bedarf 2016 weiter in die Höhe und selbst 2017 ist immer noch kein Ende abzusehen.

Der Herstellprozess der Folien ist aufwändig: das Kupfer wird elektrolytisch auf Titan-Trommelwalzen abgeschieden. Die Walzen für die Fertigung haben eine durchschnittliche Lebensdauer von ungefähr 15 Jahren, dann müssen sie ersetzt werden. So stehen auch dieses Jahr mehrere Ersatzbeschaffungen an.

Da die Nachfrage für Leiterplatten in den letzten Jahren stagnierte, wurde nur wenig in Ersatzbeschaffung oder Kapazitätserweiterung investiert. Die derzeit vorhandene weltweite Produktionskapazität für Kupferfolien wird daher seit Jahren auf knapp 600.000 t pro Jahr geschätzt.

Wachsender Batteriemarkt attraktiv für Folienhersteller

Auf der Suche nach Alternativen zur Leiterplattenindustrie fanden die Folienhersteller zusätzliche Absatzmärkte in der stark wachsenden Batterietechnik. Diese wurde begünstigt durch die Entwicklung mobiler Endgeräte – z. B. Smartphones, Tablets oder Elektrowerkzeugen aber auch von elektrisch unterstützten Fahrrädern. Die Batterien bestehen ihrerseits aus einem Stapel vieler Einzelzellen, in denen dünne Kupferfolien zum Einsatz kommen. Für mobile Geräte ist die Menge an dünnen Kupferfolien pro Einheit zwar gering, doch die große Menge dieser Geräte verursacht einen immensen Bedarf.

Seit kurzem kommt die Batterietechnik für Elektroautos hinzu, die zwischen 22 und 30 kg Kupferfolien für die Akkus benötigen. Dieser zusätzliche Bedarf an Kupferfolien wird bedrohlich für die Elektronikindustrie, denn neben den interessanten Mengen haben die Folienhersteller noch weitere Vorteile:

  • Die Tagesleistung einer Trommel zur Kupferabscheidung liegt bei ca. eine Tonne – unabhängig von der Dicke, da die Geschwindigkeit der Walzendrehung die Foliendicken bestimmt. Für Batterien werden überwiegend dünne Folien benötigt, somit können mehr Quadratmeter verkauft werden.
  • Folien für die Leiterplattentechnik brauchen nach dem ED-Prozess noch weitere Fertigungsschritte, die für die Batterietechnik entfallen. Deshalb sind die Konversionskosten für dieses Anwendungsgebiet niedriger.
  • Die Anforderungen des neuen Absatzmarktes sind hinsichtlich optischer Fehler und Porosität deutlich niedriger, so dass die Ausbeute um etwa 10% höher ist.
  • Und zusätzlich zu diesen Punkten sind die Verkaufspreise (und damit der Gewinn) für Lieferungen an Batteriekunden höher.

Aus diesen Gründen wurden 2016 weitere Mengen der verfügbaren Gesamtkapazität zugunsten des Batteriebereichs abgezweigt, eine Entwicklung, die noch nicht zu Ende ist. Dagegen werden Neu- und Erweiterungsinvestitionen erst langsam wirksam, denn die Lieferzeiten der Trommelwalzen liegen bei etwa 10 Monaten, so dass mit einer kurzfristigen Kapazitätserhöhung keinesfalls gerechnet werden kann. Daher wird sich der Lieferengpass noch bis deutlich in das Jahr 2018 hinziehen. Die Konsequenzen der Verknappung sind bereits sichtbar: Preiserhöhungen und Mengenzuteilungen.

Preise steigen und Versorgung wird kritisch

Erste Preissteigerungen für Folien wurden schon Ende des 1. Halbjahres in Asien bekannt und extrem wurde die Situation im 4. Quartal 2016, als Preiserhöhungen von bis zu 20% pro Monat (!) gefordert – und bezahlt wurden. Als Konsequenz kamen selbstverständlich schrittweise auch die Laminatpreise in Bewegung, die inzwischen in Summe Steigerungen von bereits 30 bis 40% erreicht haben.

Problematisch dabei ist, dass sich die Lage inzwischen derartig verschärft hat, dass nunmehr diese Preisanpassungen sehr kurzfristig in Europa „nachgeholt“ werden. Es kommt hinzu, dass die bisher über längere Zeiträume übliche Preisgültigkeit ebenfalls nicht mehr gilt und der Planungshorizont nur wenige Wochen beträgt.

So unangenehm Preiserhöhungen sind, diese ließen sich notfalls noch handhaben, doch ein zweiter – sehr viel gefährlicher – Faktor kommt seit Jahresende 2016 hinzu: die Zuteilung von Mengen. Das betrifft zunächst die Kupferfolie, die von den Laminatherstellern für das Basismaterial aber auch von den Produzenten von Multilayern benötigt wird.

Es heißt, dass manche der kleineren asiatischen Laminat- und Leiterplattenhersteller schon gar nicht mehr mit Folie beliefert werden und die Fertigung inzwischen einstellen mussten. Größere Firmen können ihren Bedarf nur zum Teil und nur zu erheblich höheren Preisen decken. Von einzelnen asiatischen Laminatlieferanten ist bereits bekannt, dass deren Lager in Europa so gut wie leer sind und mit Nachschub kaum vor Ende des 1. Quartals 2017 gerechnet werden kann.

Europäischer Folienbedarf nicht mehr gedeckt

Vor 20 Jahren gab es in Europa noch 20 Laminathersteller – heute sind es nur noch drei, bei den Folienherstellern waren es damals noch fünf, heute ist nur einer übrig geblieben (und auch der gehört einem koreanischen Konzern). Es ist offensichtlich, dass diese Lieferbasis den europäischen Bedarf nicht decken kann und Lieferungen aus Asien hierher werden unter den gegebenen Umständen schwierig.

Ursachen für Verknappung und Preissteigerung

Die Elektronikindustrie wird daher nicht nur mit preisrelevanten Auswirkungen auf mehreren Ebenen, sondern auch mit Versorgungsproblemen konfrontiert:

  • Da ist zunächst der reine Kupferpreis, der als Reaktion auf die Wahlen in den USA stieg (von Mitte Oktober 2016 bis Mitte Januar 2017 um 21%).
  • Rohstoffe werden weltweit in US-Dollar gehandelt. Da der Kurs der amerikani-schen Währung zum Euro nach den US-Wahlen um etwa 5% stieg, verteuert das den Kupferpreis in Euro gerechnet zusätzlich.
  • Die projektierten Stückzahlen für Elektrofahrzeuge werden den Kupferbedarf wesentlich beeinflussen – mit entsprechend zusätzlichen Auswirkungen auf die Rohstoffpreise.
  • Die zu geringen Fertigungskapazitäten für Kupferfolien führen zu Verknappung und Kontingentierung und treiben in direkter Folge die Preise.
  • Reduzierte Mengen an Basismaterial und Folien machen die Fertigung von Leiterplattenplatten und Multilayern unmöglich.
  • Die immer noch unbekannte amerikanische Politik könnte zu steigender Inflation in den USA führen, was wiederum die FED veranlassen wird, die Zinsen schneller und höher anzuheben, als bisher geplant. Das wiederum wird Auswirkungen auf den Dollarkurs haben.

Es ist zwar damit zu rechnen, dass in den kommenden Jahrzehnten neue und andere Batterietechniken entwickelt werden, doch das ist für die Elektronik zu spät, so dass durchaus Grund zur Sorge um das Überleben der Branche in Europa besteht.

Ein zusätzliches Problem sind die Zölle

Im Rahmen der Tarifharmonisierung wurden in Europa die Zölle für Leiterplattenlieferungen aus Asien abgeschafft. Das bedeutet, dass Lieferungen asiatischer Hersteller zollfrei in alle Länder der Europäischen Union erfolgen können. Im Gegensatz dazu sind aber die Zölle, die auf Laminate (5,2%) und auf Prepregs (6,5%) erhoben wurden, immer noch in Kraft. Das ist eine wettbewerbsverzerrende Maßnahme, die durch die jetzigen Preissteigerungen noch verstärkt wird.

Selbstverständlich dauert ein Verfahren zur Abschaffung der Zölle seine Zeit, doch sollte es zugunsten der Leiterplattenindustrie in Europa bald eingeleitet werden. Die 2017 auf uns zukommenden Änderungen auf wirtschaftlicher und politischer Ebene bringen unvorhergesehene Konsequenzen und werden sicherlich schmerzhaft. Trotzdem sollten sich alle Marktteilnehmer bemühen, eine faire Lösung zu finden. Konfrontation würde nur zum Zusammenbruch führen.

Einziger Ausweg ist die Preisanpassung

Nun kommt es auf die bisherige Einkaufspolitik der Unternehmen an, denn wer nur nach Preis einkaufte und einen Lieferanten gegen den anderen ausspielte, dürfte jetzt die größten Probleme haben. Das wird sowohl die Preissituation als auch die Versorgungslage betreffen. Aber selbst die besten Beziehungen nutzen nichts, wenn die Lieferkette ausgetrocknet ist.

Viel wichtiger ist, wie die Verträge mit den eigenen Kunden formuliert sind. Oft genug bestehen Firmen aus dem Kfz-Zulieferbereich auf der Erfüllung von Verträgen, wenn es bei steigenden Weltmarktpreisen für sie von Vorteil ist. Die Erfahrung zeigt aber auch, dass die gleichen Firmen – bei fallenden Preisen – Preisreduzierungen verlangen und geschlossene Verträge in diesem Punkt nicht mehr gelten. Das Argument dabei ist, dass der Lieferant sich den Weltmarktpreisen anpassen muss.

Lieferungen nach Europa werden unter Druck kommen

Diese Vorgehensweise wird solchen Firmen aber nicht mehr helfen, denn viele der kleineren Leiterplattenhersteller in China haben schon Probleme bekommen. Diese Preissteigerungen können sie nicht mehr absorbieren – sofern sie überhaupt noch Vormaterialien bekommen. Aber auch für die Großhersteller wird das Jahr 2017 sicherlich schwierig. Es ist zu erwarten, dass Lieferungen nach Europa deutlich unter Druck kommen – sofern sie überhaupt noch erfolgen.

Die meisten Jahrespreisverhandlungen mit den OEMs und den Kfz-Zulieferern fanden im Frühherbst 2016 statt – zu einem Zeitpunkt, als die jetzige Entwicklung noch gänzlich unbekannt war. Insofern ist es jetzt höchste Zeit, den Kunden mitzuteilen, dass sie sich diesmal den Weltmarktpreisen stellen müssen. Weitere Infos erhalten Sie vom Autor via info@Data4PCB.com.

* Michael Gasch ist Marktexperte für Leiterplatten bei Data4PCB, info@data4pcb.com

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