Das Porträt: Dr. Daniel Schall und Sebastian Schall

Ingenieurskunst trifft Abenteuerlust

Sebastian und Dr. Daniel Schall haben mit Black Semiconductor ein Unternehmen gegründet, welches die Chiptechnologie nachhaltig verändern will. Dafür werden sie mit dem Aachener Ingenieurpreis 2026 ausgezeichnet.

Der Boden ist schwingungsfrei, die Resonanz gewaltig. Dutzende Betonmischer haben ersteren in die Produktionshalle, in der noch vor wenigen Jahren Elektroautos gebaut wurden, geliefert. Hier, im Aachener Stadtteil Rothe Erde, zwischen ausgedientem Reifenwerk und abgewickelter Bildröhrenfabrik, entsteht mit der Pilotanlage eine industriell relevante (Reinraum-)Produktion einer neuen Generation Computerchips, die Daten mit Licht statt Strom übertragen. Black Semiconductor heißt das Unternehmen, hervorgegangen aus dem Johannes-Rau-Forschungsinstitut AMO GmbH im Umfeld der RWTH. Die Brüder Dr. Daniel und Sebastian Schall haben es 2020 gegründet. Sechs Jahre später gibt es bereits mehr als 130 Beschäftigte, dreistellige Millionensummen wurden investiert. Mit der FabONE-Produktionshalle ist Black Semiconductor setzt das Unternehmen ein sichtbares Zeichen. Was als Idee vor zehn Jahren in einem Labor begann, liegt nun in Form von Wafern aus Graphen in der Hand der beiden Gründer. Und die haben Ziele: „In zehn Jahren ist Black Semiconductor das wertvollste Unternehmen Europas.“

Aber der Reihe nach: Dies ist eine Geschichte von großer Ingenieurskunst und auch Abenteuerlust. Von Zielstrebigkeit, von Zahlen, von Weitsicht und natürlich auch Mut. Ja, Mut spielt eine Rolle. Aber es braucht mehr als nur Mut. Die Brüder Schall sind keine Hasardeure. Denn: 2016 war längst klar, dass die Bauteil-Physik, auf der Black Semiconductor aufbaut, funktioniert. Bereits im Jahr 2004 veröffentlichten Andre Geim und Konstantin Novoseliv Untersuchungen zu Graphen. Die beiden Physiker der University of Manchester hatten es hergestellt und bewiesen, dass dieses Material außergewöhnliche elektronische Eigenschaften besitzt. 2010 erhielten sie für diese Erkenntnis den Nobelpreis der Physik.

Zurück nach Aachen: Hier forschte der junge Ingenieur Daniel Schall an der zweidimensionalen Form kristallinen Kohlenstoffs, in seiner Idealform nur eine Atomlage dünn. Die Wissenschaft diskutierte allerlei Anwendungsszenarien des Materials, dass gleichermaßen leichter und stärker als Stahl, besser elektrisch leitend als Kupfer und besser wärmeleitend als Diamant war: Baustoffe, Solarsegel, sogar Weltraumanzüge – und eben Computer. Genau hier setzten die Schall-Brüder an.

Als die AMO 2005 mit Graphenforschung begann, war das Feld nahezu unerforscht. Daniel Schall wurde 2009 Teil des Teams, zunächst beschäftigte er sich mit Photonik – auch ein noch unerforschtes Feld. Wenn er auf diese Zeit zurückblickt, dann bleiben zwei Ereignisse sehr präsent – sozusagen kleine Heureka- Momente im Labor. 2014 wurden die ersten Photodetektoren auf Chips hergestellt, was ihn wiederum veranlasst hat, den Herstellungsprozess auf 6“-Wafer zu übertragen. 2015 hat das wiederum funktioniert und damit der erste Prozess für Graphenphotonik auf Waferebene gelungen. Die Erkenntnis, in einer Laborumgebung relativ schnell, erste, greifbare Ergebnisse zu erzielen, war dann ausschlaggebend für den ganz großen Schritt: „Wir hatten immer den Plan zu gründen, als wir genug über die Physik wie auch die Technologie wussten und davon ausgehen konnten, dass die offenen Probleme in einer Volumenfertigung mit besten Anlagen lösbar sein müssten, sind wir nur den entscheidenden Schritt aus dem Labor in die Produktion gegangen.“ Und was für ein Schritt! Am Samstag, 5. September, nehmen Daniel und Sebastian Schall für Black Semiconductor um 19 Uhr in einem Festakt im Krönungssaal des Rathauses den Aachener Ingenieurpreis – als gemeinsame Auszeichnung von Stadt und RWTH Aachen – entgegen.

In der Rückblende war es der richtige Schritt zur richtigen Zeit: „Unsere Lösung wird neue Wege aufzeigen. Wir setzen auf eine neue Physik, die eine neue Architektur möglich macht“, sagt Daniel Schall. Chiphersteller könnten mit der Technologie von Black Semiconductor in Zukunft Milliardensummen sparen, die sie noch ausgeben, um die ohnehin schon kleinen Strukturen auf den Bauteilen weiter zu schrumpfen. Auf einem Chip von der Größe eines Fingernagels befinden sich heute mehr als 100 Milliarden Transistoren. Sie zu verbinden ist hochkomplex. Und dass Transistoren irgendwann nicht mehr kleiner werden können, war bekannt. Dass für die klassische Halbleiterindustrie das Ende der Sackgasse naht, irgendwie auch. Erklärtes Ziel des Start-ups ist es, tausende Halbleiter so zu koppeln, als wären sie ein einziges Bauteil. Dass noch dazu der Hype um Künstliche Intelligenz die dann erlebte Dynamik begünstigte, war am Ende auch glückliche Fügung.

Sein Bruder Sebastian, Betriebswirt, zeigt die Dringlichkeit neuer Lösungen und rechnet vor: Wenn 18 Millionen Ingenieurinnen und Ingenieure in Europa, von denen jede und jeder KI ‑Token im Wert von 100.000 Euro pro Jahr benötigen, dann freue sich der Rest der Welt, denn bislang fließe dabei kein Euro nach Europa. Um den notwendigen Kapazitäten einigermaßen gerecht werden zu können, brauche es etwa 1000 unabhängige Datencenter, entstehen würden aber gerade mal zehn. „Unsere Technologie ist etwas, was am Ende ganz Europa interessieren muss“, sagt er. „Wenn Black Semiconductor erfolgreich skaliert, könnte Europa eine kritische Komponente für KI-Systeme kontrollieren und zum Exporteur statt zum Importeur in einem Zukunftssegment werden“, beschrieb das Handelsblatt in seiner Berichterstattung die Entwicklung.

Das passende Ökosystem

Die Halbleiterbranche steht vor dem größten Umbruch seit ihrem Aufbau und Black Semiconductor ist in diesem Umbruch mit seiner effizienten und nachhaltigen Technologie ein spannender Player. Auf einer Weltkarte in der Küche des jungen Unternehmens sind die Herkunftsorte der Beschäftigten markiert. Das Unternehmen rekrutiert weltweit. Erfahrene Manager, die in Deutschland und weltweit über 30 Jahre mehrere Halbleiterwerkeaufgebaut und dann geleitet haben, wechseln in das Aachener Start ‑up, weil sie an die Zukunft der vollautomatisierten Fabrik mit Produktion im Reinraum glauben.

Den Standort haben Daniel und Sebastian lange diskutiert. Es gab Alternativen – innerhalb Europas. In Aachen passte es dann aber in vielfacher Hinsicht: Im Ökosystem der Hochschule sind die gesuchten Expertinnen und Experten für Photonik und Graphen, gleichzeitig gab es „eine super Unterstützung“ bei der Ansiedlung, berichtet Sebastian Schall. Das kommt an: „Black Semiconductor steht für den Aufbruch einer neuen industriellen Ära in Aachen. Hier entstehen nicht nur hochinnovative Chips, sondern auch Arbeitsplätze, internationale Strahlkraft und technologische Souveränität für Europa. Wir sind stolz, dass dieses Zukunftsunternehmen bewusst auf Aachen setzt“, erklärt Dr. Michael Ziemons, Oberbürgermeister der Stadt Aachen. „Black Semiconductor stärkt durch seine enge Zusammenarbeit mit der Forschung und seine industrielle Ausrichtung den europäischen Halbleiterstandort nachhaltig. Das Unternehmen verkörpert somit in besonderer Weise innovationsgetriebene Ingenieurleistung, die strategische Bedeutung für Zukunftstechnologien hat“, erklärt der Rektor der RWTH, Professor Ulrich Rüdiger.

Dass die beiden Gründer den Wettbewerb lieben, daraus machen sie kein Geheimnis. Zuhause waren sie zwei von fünf Kindern, denen die Lust am miteinander messen in die Wiege gelegt wurde. Wer isst eine Chili-Schote mehr? Wer trinkt das zusätzliche Glas Zitronenwasser? Heute sind die Mitbewerber nicht mehr die Geschwister, sondern Unternehmer, die weltweit den Markt beherrschen. „Unser Ego ist dabei robust genug, um uns dem Wettbewerb zu stellen“, sagt Daniel Schall, der während des Studiums bereits ein Tonstudio betrieben hat. Klingt selbstbewusst? Die Brüder haben allen Grund dazu. In der neuen Fabrik soll 2027 die Pilotproduktion starten, 2029 dann die Volumenfertigung beginnen.

Text: Thorsten Karbach