Mikroelektronik in Erfurt: Wie DDR-Wissen die Chipindustrie bis heute prägt

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Konrad Bach kann sein Berufsleben in der Mikroelektronik fast in zwei Zahlen erzählen: 25 und über 90 Prozent. Dazwischen liegt eine Geschichte von Mangel und Können – und davon, wie dieselben Fähigkeiten unter anderen Bedingungen anders wirkten. Sein Weg steht nicht für die gesamte DDR-Mikroelektronik. Aber an ihm lässt sich sehen, was politische und wirtschaftliche Bedingungen mit technischem Wissen machen können.

„Bei 25 Prozent waren wir superglücklich“, sagt Bach. Gemeint ist die Ausbeute bei komplizierten Mikroprozessoren. Auch ein fehlerhafter Chip hat bis zu seiner Prüfung Material, Maschinenzeit und Energie verbraucht. Ende der Achtzigerjahre waren Bach und seine Kollegen in Erfurt zufrieden, wenn etwa ein Viertel der anspruchsvollen Schaltkreise funktionierte. „Ökonomisch betrachtet war ein Viertel Ausbeute immer noch ein Desaster“, sagt Bach.

Nach 1990 arbeitete dasselbe Team im selben Reinraum weiter. Die meisten Maschinen blieben, einige kritische Anlagen wurden ausgetauscht. Nun konnten die Erfurter Materialien dort kaufen, wo sie die nötige Qualität fanden. Bei ähnlich komplexen Schaltkreisen stieg die Ausbeute auf mehr als 90 Prozent.

Ein Lebensweg aus der Matrikel 69

Bach und ich begannen 1969 gemeinsam ein Physikstudium in Jena. Fünfzig Jahre später habe ich für mein Buch „Aufgebrochen. Spur des Ostens: Deutsche Porträts mit Wirkung“ 37 ehemalige Kommilitonen nach ihren Lebenswegen befragt. Gleicher Ausgangspunkt, sehr verschiedene Wege. Bachs nahezu bruchlose fachliche Biografie macht sichtbar, wie stark sich die Bedingungen änderten.

Im Studium arbeitete Bach in der Ionometrie an Halbleitern, Schottky-Kontakten und Kristallschäden. Studenten, Forschungsstudenten und Assistenten berichteten einander über Ergebnisse und Probleme. Bach sagt: „Auf diese Weise wurde ein kollektives Wissen gebildet.“ 1977 wechselte er ins Funkwerk Erfurt. „Von diesem Wissen konnte ich ewig zehren und es auch eins zu eins im Unternehmen anwenden.“

Wenn man nicht einfach kaufen kann

1977 beschloss der DDR-Ministerrat den forcierten Ausbau der Mikroelektronik. Moderne Produktionsanlagen, Messgeräte und Fertigungsverfahren konnten wegen westlicher Exportbeschränkungen nicht einfach gekauft werden; auch die Sowjetunion schirmte eigenes Know-how ab.

Die DDR versuchte deshalb, große Teile der technologischen Kette selbst abzudecken – von Siliziumscheiben und Fotolacken bis zu Maschinen und Halbleiterbauelementen. In Erfurt wurden unipolare Schaltkreise entwickelt und produziert; im Kombinat Mikroelektronik arbeiteten in Spitzenzeiten etwa 8000 Menschen.

Bach entwickelte Herstellungsverfahren. „Es war zwar theoretisch alles bekannt“, erinnert er sich, „aber in der Praxis standen noch genügend Fragen im Raum.“ Die Prozesse mussten mit den vorhandenen Anlagen, Chemikalien und Materialien zuverlässig funktionieren. „Angefangen vom Material über Maschinen, Technologien bis hin zur Reinraumtechnik musste alles noch einmal erfunden werden.“ So entstand eigenes Wissen – teuer erkauft mit Geld, Arbeitskraft und Zeit.

Hähnchen aus Holland

Für embargogeschützte Technik gab es besondere Beschaffungswege. Bach sah Alexander Schalck-Golodkowski deshalb aus der Perspektive eines Entwicklers: „Alexander Schalck-Golodkowski war nicht unser Feind, sondern unser Freund, denn er hatte uns die Maschinen besorgt.“ Woher die Devisen kamen, wussten die Entwickler nicht.

Bach erinnert sich: „Immer, wenn mal ein LKW mit holländischen Hähnchen aus der Schweiz kam, wussten wir, dass wir weiter produzieren konnten, obwohl die Maschine auf dem Schwarzmarkt den dreifachen Preis gekostet hatte.“ Auch eine solche Maschine musste anschließend in einen stabilen Prozess eingebunden werden.

Seit 1980 bauten die Erfurter den 8-Bit-Prozessor Z80 von Zilog nach. Die DDR-Version U880 wurde in Computern und Maschinensteuerungen eingesetzt. Bis heute hält sich die Geschichte, die Erfurter hätten einen Fehler des Originals mitkopiert. Bach widerspricht: „Dem war aber nicht so. Wir haben den Fehler entdeckt und beseitigt.“ Ein Chip ließ sich ohnehin nicht wie eine Zeichnung kopieren. Aus untersuchten Strukturen und Funktionen musste ein Herstellungsverfahren für die eigenen Maschinen und Materialien entstehen.

„Man kann so etwas nicht nachmachen, sondern muss auch seine eigenen Fehler machen“, sagt Bach. Dabei entstand Wissen, das in keiner kopierten Zeichnung stand.

History

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Ein Chip für 100.000 Mark

Beim neuen 32-Bit-Prozessor diente ein Schaltkreis aus einem MicroVAX-II-Rechner als Vorbild. Da der Chip nicht einzeln erhältlich war, wurde ein Rechner für rund 100.000 D-Mark beschafft, der Chip ausgebaut und untersucht. Bach verglich das mit einem Kuchen, dessen Rezept man nicht bekommt: Man nimmt ein Krümelchen mit und findet selbst heraus, wie er gebacken wurde.

Im Sommer 1989 funktionierten die neuen Prozessoren. Kurz vor dem 40. Jahrestag der DDR erhielten Bach und seine Kollegen dafür den Nationalpreis I. Klasse für Wissenschaft und Technik. Wenig später erfuhr Bach in Woronesch von Honeckers Ablösung. Da stellte sich für ihn eine andere Frage: „Wer braucht dann noch eine ostdeutsche Mikroelektronik?“

8000 Beschäftigte und ein offener Ausgang

Nach der Währungsunion konnte man kaufen, was zuvor mit großem Aufwand entwickelt, ersetzt oder auf Umwegen beschafft worden war. Die bisherige wirtschaftliche Logik brach weg, das Erfurter Kombinat wurde zerlegt; viele der rund 8000 Beschäftigten verloren ihre Arbeit oder mussten sich neu orientieren.

Auch Bachs Arbeitsplatz war unsicher. Nach seiner Erinnerung stellte die Treuhand 120 Millionen D-Mark bereit, um zu investieren und den Weiterbetrieb zu ermöglichen. Ein amerikanischer Partner brachte fehlende Maschinen nach Erfurt.

„Von da an sind wir als Partner anerkannt worden“, sagt Bach. Der erste Slogan der neuen Firma Thesys lautete: „Innovation Meets Experience.“ Die Amerikaner brachten Maschinen, Marktbeziehungen und neue Produktionskonzepte; die Erfurter die Erfahrung, aus physikalischem Wissen einen funktionierenden Fertigungsprozess zu machen.

Auch die Geschichte mit Zilog nahm eine überraschende Wendung. Das Unternehmen stellte den Erfurtern nun offiziell Know-how und Layoutdaten zur Verfügung und half bei der Installation der Prozesse. Anschließend fertigten Bach und seine Kollegen mehrere Jahre Prozessoren für Zilog selbst. Das Werk wurde nach seiner Erinnerung mehrfach als „Fabrik des Jahres“ ausgezeichnet. Aus dem Nachbauer war ein Lieferant geworden.

Ein Baukasten für besondere Wünsche

Der amerikanische Partner hatte ein System entwickelt, bei dem zunächst ein „See von Gattern“ gefertigt und erst danach kundenspezifisch „verdrahtet“ wurde. Das verkürzte die Lieferzeit und erlaubte auch Varianten an der Schnittstelle zwischen analoger Welt und digitaler Logik.

Als Chef der Verfahrensentwicklung baute Bach mit seinem Team auch den Herstellungsprozess modular auf: Rund 80 Prozent der Schritte blieben gleich, etwa 20 Prozent wurden für besondere Anforderungen angepasst, etwa höhere Ausgangsspannungen oder analoge Ein- und Ausgänge.

Statt bei Standardprozessoren jedem kleineren Strukturabstand hinterherzulaufen, konzentrierte sich das Unternehmen auf kundenspezifische Schaltungen, Sensoren und industrielle Anwendungen. Dort zählten Präzision, Spannungsfestigkeit, Zuverlässigkeit und lange Produktlebenszeiten.

Mit den Jahren kamen weitere Fabriken und Entwicklergruppen hinzu, unter anderem in England, Malaysia und Dresden. Bach half, sie in die gemeinsame Arbeit zu integrieren. Es ging nicht nur um gleiche Maschinen, sondern um den modularen, kundenorientierten Ansatz. Er erzählt: „Wir haben die neuen Fabriken nicht nur gekauft, weil wir mehr produzieren wollten, sondern weil wir besser werden wollten.“

Der Physiker, der unter technologischer Abschottung fehlende Teile einer Produktionskette ersetzen gelernt hatte, arbeitete nun in einer international verteilten Halbleiterproduktion. Was früher fehlte, war selbstverständlich geworden: Arbeitsteilung.

Von 25 auf 90 Prozent

Damit bekommen die beiden Zahlen ihre Bedeutung. 25 Prozent sagen nicht, dass Bach und seine Kollegen nichts konnten. Sie beweisen aber auch nicht, dass die DDR-Mikroelektronik eigentlich international konkurrenzfähig gewesen sei und nur von äußeren Umständen gehindert wurde. Unter schwierigen Bedingungen entstand Wissen. Wirtschaftlich reichte dieses Können oft nicht.

Nach 1990 erreichte dasselbe Team im selben Reinraum bei ähnlich komplexen Schaltkreisen mehr als 90 Prozent Ausbeute. Nicht weil über Nacht bessere Physiker vor den Maschinen standen. Sie konnten bessere Materialien kaufen, kritische Anlagen ersetzen; Partner brachten Kapital, Technologien und Märkte ein. Das Wissen aus den Jahren zuvor war nicht verschwunden. Bachs Schluss: „Nur die Möglichkeit, am internationalen Wettbewerb und an der internationalen Arbeitsteilung beteiligt zu sein, erlaubt es auch kleinen Ländern, in ausgewählten Bereichen Expertise aufzubauen und Spitzenleistungen zu erbringen.“

Was weitergegeben wird

Als Bach 2014 in den Ruhestand ging, blieb er dem Unternehmen als Fellow verbunden und schulte jüngere Mitarbeiter. Sie sollten nicht nur ihren Arbeitsschritt beherrschen, sondern verstehen, was davor geschieht, was danach kommt und wie alles zusammenhängt. Fast ein halbes Jahrhundert zuvor hatte Bach diese Art des Lernens in Jena „kollektives Wissen“ genannt.

Am 5. Oktober 2026 legte X-FAB in Erfurt den Grundstein für einen neuen Reinraum. Das Projekt „Fab4Micro“ soll hochintegrierte Mikrosysteme und photonische Anwendungen ausbauen; Bund und Freistaat Thüringen fördern es mit 127,4 Millionen Euro. Bach ist längst im Ruhestand. Der Reinraum ist neu. Das weitergegebene Wissen nicht.

Roland Hensel ist Physiker, Fotograf und Fachjournalist. Nach wissenschaftlicher Tätigkeit bei Carl Zeiss Jena und in Berlin studierte er Fotografie in Dresden und später Journalistik in Köln. Heute lebt und arbeitet er als freiberuflicher Fotograf und Autor in Dresden.

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