Graphenchips aus Aachen: Startup nimmt Fahrt auf

Das Aachener Startup Black Semiconductor hat im Februar 2025 seine neue Produktionsstätte FabONE eröffnet und einen Monat später mit der Übernahme des Materialspezialisten Applied Nanolayers einen weiteren Meilenstein gesetzt. Mit 254 Millionen Euro Gesamtförderung und einem konkreten Fahrplan will das Unternehmen bis 2031 die erste Fabrik weltweit für Graphenphotonikchips betreiben. Das wäre ein Novum in einer Branche, in der Deutschland bislang kaum eine Rolle spielt.

Was Graphenphotonik kann

Herkömmliche Chips kommunizieren intern über elektrische Signale. Dabei entsteht ein Flaschenhals: Je mehr Transistoren auf einem Chip sitzen, desto mehr Energie wird allein für die Datenübertragung zwischen den Einheiten verbraucht. Black Semiconductor verfolgt einen anderen Ansatz.

Das Unternehmen kombiniert auf einem einzigen Chip zwei unterschiedliche Signaltypen: Elektronen für das Rechnen, Photonen also Lichtteilchen für die Kommunikation zwischen Chipbereichen. Das Material Graphen, eine einzelne Schicht Kohlenstoffatome, eignet sich dafür besser als Silizium, weil es Licht außergewöhnlich effizient leitet. Die Technologie heißt „Integrated Graphene Photonics“ und wird seit mehr als 14 Jahren am AMO-Forschungszentrum in Aachen entwickelt, aus dem Black Semiconductor 2021 hervorgegangen ist.

Für Rechenzentren ist das besonders relevant. Diese verbrauchen weltweit immer mehr Strom, weil der Bedarf an KI-Berechnungen und Clouddiensten steigt. Chips, die intern mit Licht statt mit Elektrizität kommunizieren, könnten den Energiebedarf spürbar senken und gleichzeitig die Übertragungsgeschwindigkeit erhöhen.

254 Millionen Euro aus zwei Töpfen

Im Oktober 2024 gab Black Semiconductor bekannt, insgesamt 254,4 Millionen Euro eingesammelt zu haben. Der größte Teil, 228,7 Millionen Euro, kommt von der öffentlichen Hand: Bund und Land Nordrhein-Westfalen fördern das Projekt über das europäische IPCEI-Programm für Mikrölektronik, das strategische Halbleiterprojekte in der EU finanziell absichert. Weitere 25,7 Millionen Euro steuerten private Investoren bei, darunter Porsche Ventures und Project A Ventures.

Diese Mischung ist typisch für europäische Halbleiterprojekte, bei denen die Vorlaufzeiten und Investitionssummen zu hoch sind, um allein von Risikokapital finanziert zu werden. Taiwan Semiconductor oder Samsung investieren jährlich zweistellige Milliardenbeträge; 254 Millionen Euro sind im Branchenvergleich bescheiden, aber für eine erste Demonstrationsfabrik ausreichend.

FabONE und ein strategischer Zukauf

Im Februar 2025 eröffnete Black Semiconductor am Standort Rothe Erde in Aachen die Fabrik FabONE. Das Gebäude bietet 15.000 Quadratmeter für Produktion und Reinräume sowie 2.000 Quadratmeter Bürofläche. Hier entwickelt das Unternehmen seine Technologie weiter und bereitet die nächste Produktionsstufe vor.

Einen Monat später folgte die Übernahme von Applied Nanolayers (ANL), einem niederländischen Spezialisten für die Herstellung von Graphenmaterialien. Wer die Grundmaterialien selbst kontrolliert, kann schneller iterieren und ist weniger abhängig von externen Lieferanten. Black Semiconductor gibt an, die Übernahme beschleunige den Technologieaufbau um rund zwei Jahre.

Fahrplan bis zur Serienproduktion

Black Semiconductor hat einen detaillierten Zeitplan veröffentlicht. In diesem Jahr beginnt die Konstruktion einer 300-Millimeter-Waferpilotlinie. 2026 wird diese Linie operational, 2027 startet die Pilotproduktion. Ab 2029 soll Volumenproduktion anlaufen, 2031 ist Vollvolumen geplant. Die Belegschaft soll im selben Zeitraum von derzeit 30 auf 120 Mitarbeiter wachsen.

Das Ziel ist ehrgeizig: Es gibt weltweit noch keine Graphenphotonikfabrik in industriellem Maßstab. Siliziumphotonik existiert bereits in verschiedenen Formen, aber der Einsatz von Graphen als optisches Material ist neu. Ob sich das in der Praxis bewährt, wird die Pilotlinie zeigen, die 2026 in Betrieb gehen soll.

2026 als erster Realitätscheck

2026 ist das entscheidende Jahr für den ersten belastbaren Test. Wenn die Pilotlinie wie geplant in Betrieb geht, kann Black Semiconductor erstmals zeigen, ob die Technologie aus dem Labor in die Produktion übertragen werden kann. Das ist die kritische Hürde, an der viele Materialtechnologien scheitern. Gelingt der Übergang, beginnt 2027 die Pilotproduktion und damit der erste kommerzielle Schritt auf dem Weg zur Serienreife.