Arbeitskräftemangel beim Bau von Halbleiterfabriken: Inspiration für eine neue Art des Bauens

Der weltweite Arbeitskräftemangel im Bauwesen: Eine anhaltende Herausforderung

Der Mangel an Arbeitskräften im Baugewerbe ist seit Jahrzehnten ein branchenweites Problem – und die Situation verschärft sich weiter. Nach der großen Rezession von 2008 haben viele Fachkräfte die Branche verlassen und sind nie zurückgekehrt. Gleichzeitig zeigen jüngere Generationen wenig Interesse daran, in einen Bereich einzusteigen, der oft als instabil und körperlich anstrengend angesehen wird.

Die COVID-19-Pandemie hat die ohnehin schon knappen Arbeitskräfte weiter belastet. Heute ist der durchschnittliche Facharbeiter im Baugewerbe über 50 Jahre alt, und auf fünf Arbeitnehmer, die die Branche verlassen, kommt nur ein einziger Neueinsteiger.

Gleichzeitig sind die Arbeitskosten auf einem Rekordhoch, wobei mehr als zwei Drittel der Bauunternehmen einen anhaltenden Anstieg melden. Personalvermittler haben zunehmend Schwierigkeiten, Stellen zu besetzen, was zusätzlichen Druck auf Zeitpläne und die Projektabwicklung ausübt.

Für die Halbleiterindustrie, in der jede Verzögerung zu potenziellen Einnahmeverlusten in Millionenhöhe führt, ist diese Herausforderung besonders akut.

Das Dilemma der Halbleiterindustrie: Komplexität im Bauwesen trifft auf Arbeitskräftemangel

Der Bau einer Halbleiterfabrik (Fab) erfordert eine der spezialisiertesten Arbeitskräfte der Welt. Diese Projekte verlangen Präzision, technisches Fachwissen und die strikte Einhaltung von Sicherheits- und Sauberkeitsstandards.

Die Abhängigkeit von traditionellen Bauweisen vor Ort hat jedoch zu unvorhersehbaren Arbeitsabläufen, verlängerten Zeitplänen und stagnierender Produktivität geführt. Angesichts der weltweit steigenden Nachfrage nach Chips ist es wichtiger denn je, die Abhängigkeit von Arbeitskräften zu reduzieren und gleichzeitig höchste Qualitätsstandards aufrechtzuerhalten.

Ein Bericht der Boston Consulting Group aus dem Jahr 2020 betonte, dass der Zugang zu qualifizierten Fachkräften einer der wichtigsten Faktoren bei der Auswahl eines Standorts für eine neue Fabrik ist. Während sich diese Studie auf das Betriebspersonal konzentrierte, gilt das gleiche Prinzip auch für die Planungs- und Bauphase – ohne qualifizierte Bauarbeiter können Fabriken nicht schnell genug in Betrieb genommen werden, um den Marktbedarf zu decken.

Die Kosten der Verzögerung: Lehren aus dem TSMC-Projekt in Arizona

Ein eindrucksvolles Beispiel dafür ist die hochmoderne Chipfabrik von TSMC in Arizona, wo sich der Bau aufgrund eines Mangels an qualifizierten Arbeitskräften um sechs Monate verzögerte. Angesichts des intensiven Wettbewerbs durch andere Halbleitergiganten wie Intel wird es immer schwieriger, qualifizierte Arbeitskräfte zu finden und zu halten.

Dieser Arbeitskräftemangel hat einen Dominoeffekt ausgelöst: strengere Projektangebote, kürzere Zeitpläne und sinkende Gewinnmargen. Für Auftragnehmer und Lieferanten liegt der Weg in die Zukunft in der Prozessinnovation – der Integration von Methoden und Technologien, die den Arbeitsaufwand vor Ort reduzieren und die Baueffizienz verbessern.

Sicherheitsbedenken: Neue Arbeitskräfte, neue Risiken

Ein schrumpfender Arbeitskräftepool bringt auch neue Sicherheitsrisiken mit sich. Baustellen sind von Natur aus gefährlich, und der Zustrom unerfahrener Arbeitskräfte erhöht das Unfallrisiko.

Laut einer Studie des Institute for Work & Health sind Arbeitnehmer in ihrem ersten Arbeitsmonat einem dreimal höheren Verletzungsrisiko ausgesetzt als ihre erfahreneren Kollegen. Diese Vorfälle gefährden nicht nur die Arbeitnehmer, sondern führen auch zu kostspieligen Projektverzögerungen, Reputationsschäden und Compliance-Problemen.

Die Reduzierung der Anzahl der vor Ort benötigten Mitarbeiter – und die Verlagerung risikoreicher Tätigkeiten in kontrollierte Fertigungsumgebungen – ist ein wesentlicher Schritt hin zu einem sichereren und effizienteren Fabrikbau.

Vorfertigung: Eine intelligentere Lösung für den Arbeitskräftemangel

Eine der effektivsten Strategien zur Bekämpfung des Arbeitskräftemangels im Halbleiterfabrikbau ist die Vorfertigung (oder „Prefab“).

Bei der Vorfertigung werden Komponenten außerhalb der Baustelle hergestellt und anschließend zur Montage an den Einsatzort transportiert. Dieser Ansatz ermöglicht es Bauunternehmen, ihre qualifiziertesten und erfahrensten Mitarbeiter effizient einzusetzen und gleichzeitig den Bedarf an großen Teams vor Ort zu minimieren.

Die Vorfertigung führt auch zu saubereren, sichereren und ruhigeren Baustellen mit weniger Lkw, weniger Lärm und minimalem Abfall – was den Nachhaltigkeitszielen und ESG-Prioritäten der gesamten Halbleiterindustrie entspricht.

Während einige argumentieren, dass die Vorfertigung die Flexibilität beim Design einschränkt, ist dieser Nachteil im Vergleich zu den Zeit-, Sicherheits- und Kostenvorteilen, die sie für komplexe, groß angelegte Projekte mit sich bringt, gering.

Die 5 wichtigsten Vorteile der Vorfertigung im Halbleiterbau

  1. Reduziertes Arbeitsrisiko

Die Vorfertigung begegnet dem Fachkräftemangel direkt, indem sie den Bedarf an Arbeitskräften vor Ort reduziert. Die kontrollierte Produktion außerhalb der Baustelle ermöglicht eine höhere Produktivität mit weniger Personal, während erfahrene Fachkräfte in spezialisierten Einrichtungen effizienter arbeiten können.

  1. Verbesserte Sicherheit

Durch die Verlagerung komplexer Fertigungsarbeiten weg von der Baustelle reduziert die Vorfertigung die Überlastung vor Ort und potenzielle Sicherheitsrisiken erheblich. Eine sauberere, organisierte Fabrikumgebung ermöglicht eine bessere Übersicht, weniger Unfälle und ein höheres Wohlbefinden der Mitarbeiter.

  1. Kosteneinsparungen

Der Transport vorgefertigter Module ist in der Regel kostengünstiger als der Einsatz großer Teams und Ressourcen für den Neubau vor Ort. Die Vorfertigung minimiert Nacharbeiten, reduziert Materialverschwendung und eliminiert viele der versteckten Kosten der Montage vor Ort.

  1. Zeitersparnis

Mehrere Studien haben gezeigt, dass die Vorfertigung die Bauzeit um bis zu 25 % verkürzen kann. Eine schnellere Projektabwicklung bedeutet, dass Fabriken früher mit der Produktion beginnen können – ein entscheidender Vorteil in einem Markt, in dem die Markteinführungszeit einen direkten Einfluss auf die Rentabilität hat.

  1. Überlegene Qualitätskontrolle

Die Montage in der Fabrik ermöglicht strenge Tests und Inspektionen, wodurch sichergestellt wird, dass jedes Modul den strengen Halbleiterstandards entspricht, bevor es an den Standort geliefert wird. Dieses Maß an Qualitätssicherung ist mit herkömmlichen Bauverfahren vor Ort nur schwer zu erreichen.

Die Ergebnisse: Nachgewiesene Effizienz und messbare Gewinne

Projektträger, die sich für die Vorfertigung entschieden haben, berichten von:

  • Bis zu 10 % Einsparungen bei den Gesamtprojektkosten
  • 25 % Verkürzung der Projektdauer
  • 16 % Verringerung der Sturzgefahr
  • 90 % Reduzierung des Bauabfalls

Diese Zahlen zeigen, dass Vorfertigung und Off-Site-Fertigung nicht nur vorübergehende Lösungen sind, sondern die Zukunft des Baus von Halbleiterfabriken darstellen.

Die Zukunft des Fabrikbaus gestalten

Da der Arbeitskräftemangel die globale Bauindustrie weiterhin vor Herausforderungen stellt, bieten Vorfertigung und modularer Bau eine klare und nachhaltige Lösung.

Bei Lesico Process Piping ist es unsere Mission, einen schnelleren, sichereren und effizienteren Fabrikbau zu ermöglichen, indem wir den Großteil der Prozessrohrleitungen und mechanischen Systeme außerhalb der Baustelle vorfertigen. Dieser Ansatz ermöglicht es Halbleiterherstellern, die Projektabwicklung zu beschleunigen, die Sicherheitsleistung zu verbessern und die Gesamtbetriebskosten zu senken.

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