Aktuelle Sicherheitsherausforderungen in der Halbleiterfertigung und wirksame Gegenmaßnahmen

Einleitung: Warum Malware-Gegenmaßnahmen in der Halbleiterfertigung heute so wichtig sind

Halbleiter sind eine strategische Ressource, die das Herzstück unzähliger Produkte bildet - von Smartphones über Autos bis hin zu Industrieanlagen. Angesichts der anhaltenden weltweiten Halbleiterknappheit und der zunehmenden geopolitischen Spannungen ist die Gewährleistung eines stabilen Betriebs der Produktionsanlagen zu einer Angelegenheit von nationaler Bedeutung geworden.

Viele Produktionsumgebungen in der Halbleiterindustrie sind jedoch nach wie vor von der Außenwelt abgeschottet oder basieren auf eigenständigen Systemen, so dass der Einsatz herkömmlicher Cloud-basierter Sicherheitslösungen nicht praktikabel ist. Infolgedessen hat sich das Risiko des Eindringens von Malware über USB-Sticks oder Wartungs-PCs zu einer ernsthaften und wachsenden Bedrohung entwickelt.

Abbildung 1: Das Risiko einer Malware-Infektion über USB-Flash-Laufwerke ist ein ständiges Problem für Branchen, die nicht über cloudbasierte Sicherheitslösungen verfügen. (Bildquelle: Hagiwara Solutions)

Auswirkungen und finanzielle Verluste durch Malware-Infektionen

Malware kann Unternehmen erhebliche Verluste verursachen. Beispiel:

• Taiwan - TSMC (2018): Eine Malware-Infektion in der Lieferkette brachte Teile der Produktionslinie zum Stillstand. Der finanzielle Schaden wird auf rund 250 Millionen USD geschätzt. (Quelle: Bloomberg)
• Deutschland - Produktionssektor (2020): Eine Welle von Ransomware-Angriffen führte zu mehreren Werksschließungen, wobei der durchschnittliche Schaden pro Vorfall auf 17 Millionen Euro geschätzt wird. (Quelle: Allianz Risk Barometer)
• Japan (2023): Einem Bericht der IPA zufolge sind Cybervorfälle im Produktionssektor im Vergleich zum Vorjahr um das 1,5-fache gestiegen. (Quelle: IPA White Paper)
• Vereinigte Staaten - Colonial Pipeline Vorfall (2021): Ein Ransomware-Angriff auf kritische Infrastrukturen unterbricht landesweit die Kraftstoffverteilung. (Quelle: FBI)
• Statista-Bericht (2025): Laut einem Statista-Bericht aus dem Jahr 2025 gehörte der Produktionssektor zu den am häufigsten angegriffenen Branchen weltweit. Auf den Produktionssektor entfielen 26% aller gemeldeten Cyberangriffe im Jahr 2024. (Quelle: Statista)

Tabelle 1: Verteilung von Cyberangriffen auf Unternehmen weltweit (2019 - 2024), nach Branchen. (Quelle: Statista)

Tabelle 1 zeigt die prozentuale Verteilung von Cyberangriffen auf verschiedene Branchen weltweit von 2019 bis 2024. Nach den Daten von 2024:

• Der Produktionssektor stand mit 26 % aller gemeldeten Vorfälle an erster Stelle.
• Der Finanz- und Versicherungssektor folgte mit 23 %
• Der Sektor der freiberuflichen, unternehmensbezogenen und konsumnahen Dienstleistungen lag mit 18 % an dritter Stelle.

Vor allem der Produktionssektor verzeichnet ein stetiges Wachstum - von nur 8 % im Jahr 2019 auf 26 % im Jahr 2024. Dieser Trend verdeutlicht die zunehmende Anfälligkeit des Sektors als Zielscheibe, die durch die beschleunigte digitale Transformation und die wachsende Komplexität der globalen Lieferketten bedingt ist.

Abbildung 2: Malware-Infektionen im Fertigungssektor nehmen zu. (Bildquelle: Hagiwara solutions)

Einzigartige Sicherheitsherausforderungen in der Halbleiterfertigung

Vorhandensein von Offline-Systemen

Halbleiterfertigungsanlagen arbeiten oft in isolierten Umgebungen, die von externen Netzwerken getrennt sind. Daher sind Cloud-basierte oder mit dem Internet verbundene Antivirenlösungen in solchen Umgebungen im Allgemeinen nicht anwendbar oder nutzbar.

Risiken bei Wartung und Systemaktualisierung

Es gab zahlreiche Fälle, in denen Laptops oder USB-Flash-Laufwerke, die von externen Anbietern mitgebracht wurden, zu Quellen von Malware-Infektionen wurden. Eigenständige Systeme sind besonders anfällig, da eine verzögerte Entdeckung das Risiko einer weitreichenden Auswirkung erhöht.

Sicherheitsanforderungen gemäß SEMI-Normen

Im Jahr 2022 hat die SEMI (Semiconductor Equipment and Materials International) zwei wichtige Normen - SEMI E187 und SEMI E188 - herausgegeben, die die Verantwortung für den Schutz vor Malware sowohl für Anlagenhersteller als auch für Halbleiterfabriken festlegen. Diese Standards unterstreichen die Notwendigkeit robuster Gegenmaßnahmen gegen Malware in der gesamten Halbleiterlieferkette.

Was ist SEMI?

Überblick und Rolle von SEMI

SEMI (Semiconductor Equipment and Materials International) ist ein weltweiter Industrieverband, der die Lieferkette der Halbleiter- und Elektronikindustrie vertritt. Durch die Entwicklung internationaler SEMI-Normen, globale Ausstellungen wie die SEMICON, statistische Forschung und Initiativen zur Entwicklung von Arbeitskräften unterstützt SEMI den industriellen Fortschritt und die technologische Innovation.

Mit regionalen Niederlassungen auf der ganzen Welt fördert SEMI die Zusammenarbeit zwischen seinen Mitgliedsunternehmen und den Austausch von bewährten Methoden. In den letzten Jahren hat die Organisation verstärktes Augenmerk auf die Cyber-Resilienz gelegt, indem sie Cybersicherheitsstandards wie SEMI E187 und E188 einführte und spezialisierte Gemeinschaften wie SMCC (Smart Manufacturing Community Consortium) förderte.

Zweck und Hintergrund

SEMI wurde gegründet, um branchenübergreifende Herausforderungen im Halbleitersektor anzugehen, wie z. B. Interoperabilität, Sicherheit, Qualität und Beschaffungsstandardisierung zwischen Geräteherstellern, Materiallieferanten und Produktionsstätten. SEMI nutzt sein umfangreiches globales Mitgliedernetzwerk, um die Effizienz und Transparenz in der gesamten Lieferkette durch Standardisierung, globale Ausstellungen und Talententwicklung zu verbessern.

Seit 2018 hat SEMI als Reaktion auf die eskalierenden Cybersicherheitsrisiken seine Bemühungen in diesem Bereich verstärkt. Dazu gehören die Veröffentlichung von Normen im Bereich der Cybersicherheit wie E187/E188 und die Gründung sektorübergreifender Initiativen wie SMCC.

Vorteile der SEMI-Richtlinien

• Globales Vertrauen und Konformität: Unternehmen können nachweisen, dass sie weltweit anerkannte Standards für Qualität, Sicherheit und Interoperabilität einhalten, was ihre Glaubwürdigkeit auf internationalen Märkten stärkt.
• Erhöhte Geschäftsmöglichkeiten: Viele führende Fertigungsbetriebe und OEMs verlangen die Einhaltung der SEMI-Richtlinien als Bedingung für die Beschaffung. Die Erfüllung dieser Standards verbessert die Voraussetzungen für die Teilnahme an Ausschreibungen und Verträgen.
• Schnellere Geräteintegration: Die Einhaltung gemeinsamer Spezifikationen erleichtert die reibungslose Abnahmeprüfung und Systemintegration, wodurch die Bereitstellungszeit verkürzt und Fehler minimiert werden.
• Langfristige Kostenreduzierung: Verringert das Risiko von Um- und Nachrüstungen, die durch nicht übereinstimmende Spezifikationen verursacht werden, und senkt so die Wartungs- und Betriebskosten.
• Vereinfachte Vorbereitung auf gesetzliche Vorschriften und Audits: Die Einhaltung von Sicherheits-, Umwelt- und Cybersicherheitsstandards hilft Unternehmen, sich besser auf behördliche Inspektionen und Audits vorzubereiten.

Überblick und Bedeutung von SEMI E187 und E188

SEMI E187 (Spezifikation für die Cybersicherheit von Fabrikanlagen)

• Zweck: Gewährleistung der Cybersicherheit von Halbleiterfertigungsanlagen vor dem Versand
• Wichtigste Anforderungen:
  • Malware-Scans vor dem Versand
  • Bewertung der Anfälligkeit
  • Standardisierte Sicherheitskonfigurationen
• Hintergrund: Ziel ist es, zu gewährleisten, dass die Geräte frei von Schadsoftware beim Kunden ankommen und das Risiko einer nachgeschalteten Kontamination minimiert wird.

SEMI E188 (Spezifikation für Malware-freie Geräteintegration)

• Zweck: Verhinderung von Malware-Infektionen bei der Installation und Wartung von Anlagen an Produktionsstandorten
• Wichtigste Anforderungen:
  • Obligatorische Malware-Checks vor und nach Wartungsarbeiten
  • Scannen aller externen Medien (z. B. USB-Laufwerke)
  • Protokollierung und Berichterstattung zur Gewährleistung von Rückverfolgbarkeit und Rechenschaftspflicht
• Hintergrund: Entwickelt, um den Betrieb von Fertigungsanlagen vor Bedrohungen zu schützen, die durch externe Anbieter oder Wartungsaktivitäten eingeführt werden.

Warum das wichtig ist

Die Halbleiterfertigung ist ein 24/7-Betrieb, und selbst eine einzige Stunde Ausfallzeit kann zu großen Verlusten führen. Diese SEMI-Normen stellen die Mindestvoraussetzung für die Bereitschaft zur Cybersicherheit dar. Die Nichteinhaltung der Vorschriften erhöht nicht nur die operationellen Risiken, sondern kann auch zu einem Verlust an Glaubwürdigkeit im globalen Geschäftsverkehr führen.

Angleichung zwischen SEMI-Normen und Vaccine USB3

Vaccine USB3 (Abbildung 3) von Hagiwara Solutions ist ein Malware-Scan-Tool, das für den Einsatz auf Offline- oder Standalone-Systemen entwickelt wurde, wie sie typischerweise in Produktionsstätten, Forschungslabors und medizinischen Einrichtungen zu finden sind. Es ermöglicht das Scannen von Malware auf Abruf, ohne dass eine vorherige Softwareinstallation oder Konfigurationsänderungen auf dem Zielsystem erforderlich sind.

Abbildung 3: Vaccine USB3 von Hagiwara Solutions ist ein eigenständiges Malware-Scanning-Tool, das ohne vorherige Software-Installation oder Konfigurationsänderungen scannen kann. (Bildquelle: Hagiwara Solutions)

Diese einzigartige Fähigkeit ermöglicht es Vaccine USB3, direkt zur Einhaltung der SEMI-Normen beizutragen, insbesondere in den in Tabelle 2 aufgeführten Bereichen.

Tabelle 2: Wie Vaccine USB zur Einhaltung der SEMI-Norm beiträgt.

Hauptmerkmale des Vaccine USB3 und sein Beitrag zur Einhaltung der SEMI-Norm

Keine Installation erforderlich

Vaccine USB3 erfordert keine Softwareinstallation oder Systemkonfiguration vor der Verwendung. Die Benutzer schließen das Gerät einfach an ein Zielsystem an und starten die integrierte Scan-Software, die auf dem USB-Stick gespeichert ist. Dies ermöglicht die Erkennung, Isolierung und Entfernung von Malware direkt über den USB-Stick.

Die Scanergebnisse werden über ein LED-System am Stick angezeigt (Abbildung 4):

• Rote LED: Infektion erkannt
• Blaue LED: Keine Malware gefunden

Abbildung 4: Eine blaue LED zeigt an, dass keine Malware-Infektion gefunden wurde, während eine rote LED anzeigt, dass eine Malware-Infektion vorhanden ist. (Bildquelle: Hagiwara Solutions)

Da keine Netzwerkverbindung erforderlich ist, kann das Tool bei Bedarf auch in vollständig offline arbeitenden Umgebungen eingesetzt werden. Dies macht es ideal für den Einsatz in Halbleiterfertigungsanlagen und kritischen Infrastruktureinrichtungen, wo Systeme aus Sicherheitsgründen oft von externen Netzwerken abgeschirmt sind.

Flexibles Lizenzierungsmodell

Mit einer einzigen Vaccine-USB3-Einheit können Malware-Scans auf mehreren Endpunkten durchgeführt werden. Dies macht sie zu einer kosteneffizienten Lösung für Unternehmen, die eine große Anzahl von Offline- oder Einzelgeräten verwalten.

Hochpräzises und schnelles Scannen

Die neuesten Malware-Definitionen können auf den Vaccine USB3 vorgeladen werden, indem er an einen PC mit Internetzugang angeschlossen wird. Durch die Verwendung aktualisierter Definitionen kann das Tool sowohl bekannte als auch unbekannte Malware genau erkennen. Um die Effizienz des Scannens zu erhöhen, können die Benutzer verschiedene Modi konfigurieren, z. B:

• Differentielles Scannen (nur Änderungen scannen)
• Timer-basiertes Scannen
• Gezielte Einstellungen des Scanbereichs

Diese flexiblen Scan-Optionen helfen, das Tool an die standortspezifischen betrieblichen Anforderungen anzupassen.

Logging-Funktionalität

Die Scanergebnisse werden automatisch als Protokolldateien auf dem Vaccine-USB3-Stick gespeichert. Außerdem kann das Tool Asset-Informationen des gescannten Systems aufzeichnen, einschließlich der Hardware-Konfiguration und der installierten Software. Diese Funktion zur doppelten Protokollierung ermöglicht Unternehmen eine grundlegende Bestandsverwaltung von Einzelsystemen - ein Bereich, der in Offline-Umgebungen oft schwer zu verwalten ist.

Berichterstattungsfunktionen: starke Unterstützung für die Einhaltung von SEMI-Standards

Automatische Erzeugung:

Nach Abschluss eines Scans erstellt Vaccine USB3 automatisch einen Bericht mit einer Zusammenfassung der Prüfergebnisse.

Inhalt des Berichts:

• Datum und Uhrzeit des Scans
• Zielsysteminformationen (Hostname, Betriebssystemversion usw.)
• Details zur gefundenen Malware (Name, Typ und Ergebnis der Behandlung)
• Version der verwendeten Malware-Definitionsdatei
• Zusammenfassung des Scan-Ergebnisses (sicher/erforderliche Maßnahmen)

Format:

Die Berichte können im PDF-Format oder in anderen druckbaren Dateitypen gespeichert werden, was eine flexible Dokumentation ermöglicht.

Bezug zu SEMI-Normen:

• SEMI E187: Die Berichte können als Nachweis für die Inspektion vor dem Versand beigefügt werden, um die Rechenschaftspflicht gegenüber Kunden und Prüfern zu unterstützen.
• SEMI E188: Die Berichte können als Wartungsprotokolle archiviert werden, was für interne Audits und Cybersicherheitsbewertungen in der Fabrikumgebung nützlich ist.

Vorteile

• Optimiertes Rückverfolgbarkeitsmanagement (unterstützt sowohl papierbasierte als auch digitale Formate)
• Verbesserte Rechenschaftspflicht gegenüber Kunden und Prüfern
• Leichterer Informationsaustausch zwischen den Betreibern
• Ermöglicht die Standardisierung von Sicherheitsanforderungen in Lieferantenverträgen durch die Verpflichtung zur Vorlage von Berichten

Beispiel eines Vaccine-USB3-Malware-Diagnoseberichts (Abbildung 5)

Abbildung 5: Beispiel eines Vaccine-USB3-Malware-Diagnoseberichts. (Bildquelle: Hagiwara Solutions)

Vorteile der Verwendung: Perspektiven von Geräteherstellern und Fertigungsanlagen

Gerätehersteller

• Erfüllen der Anforderungen der SEMI E187 während der Inspektionen vor dem Versand und Stärkung des Vertrauens der Kunden.
• Weniger Probleme nach der Auslieferung, was zu geringeren Support- und Garantiekosten führt
• Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit auf internationalen Märkten durch den Nachweis der Einhaltung globaler Standards

Halbleiterfabriken

• Minimierung des Infektionsrisikos bei Wartungsarbeiten
• Schaffung eines operativen Rahmens, der der SEMI E188 entspricht
• Reduzierungder Wahrscheinlichkeit von Produktionsausfällen aufgrund von Malware-Vorfällen
• Standardisierung der Sicherheitsanforderungen durch Aufnahme von Klauseln zur Übermittlung von Berichten in Anbieterverträge

Schlussfolgerung und Empfehlung für den Einsatz

Der Schutz vor Malware in der Halbleiterfertigung ist nicht mehr optional, sondern unerlässlich. Vaccine USB3 bietet eine praktische, installationsfreie Lösung, die in Offline-Umgebungen sofort einsatzbereit ist und gleichzeitig die Einhaltung der Normen SEMI E187 und E188 unterstützt.

Sowohl für Gerätehersteller als auch für Halbleiterfabriken ist Vaccine USB3 ein kosteneffizientes Werkzeug zur Verringerung von Cybersicherheitsrisiken, das bereits ab einer einzigen Einheit eingesetzt werden kann. Die Bereitstellung ist einfach und erfordert keine Änderungen an der bestehenden Infrastruktur. Jetzt ist es an der Zeit, einen proaktiven Schritt in Richtung Cybersicherheitsbereitschaft zu unternehmen. Seien Sie vorbereitet, bevor es zu einem Zwischenfall kommt.