Sachverhalt: A. Die X._ Incorporation (Beklagte, Beschwerdeführerin) ist ein kanadisches Bergbauunternehmen. Sie schloss am 4. April 2008 mit der Y._ AG (Klägerin, Beschwerdegegnerin) mit Sitz in Deutschland, eine als "Technical Assistance Contract" bezeichnete Vereinbarung ab. Diese enthält eine Schiedsvereinbarung. Die Klägerin verpflichtete sich mit dieser Vereinbarung unter anderem dazu, Beratungsdienstleistungen im Zusammenhang mit der Ausarbeitung einer Vorprojektstudie ("pre-feasibility study") für die Errichtung einer sogenannten Pelletieranlage in der kanadischen Arktis zu erbringen. Dafür wurde ein Entgelt von insgesamt EUR 1'358'000.-- vereinbart, wovon 30 % als Anzahlung bei Vertragsunterzeichnung, 40 % bei der Zustellung von Flussdiagrammen ("flow sheets") und 30 % bei der Zustellung der technischen Dokumente zu bezahlen waren. Die erste Rate wurde an die Klägerin überwiesen. Die zweite Rate im Betrag von EUR 543'200.-- bezahlte die Beklagte hingegen nicht, woraufhin die Klägerin die Vereinbarung vom 4. April 2008 auflöste. B. Am 6. Juli 2011 leitete die Y._ AG ein Schiedsverfahren nach den Bestimmungen der Internationalen Handelskammer (ICC) ein und beantragte, die X._ Incorporation sei zur Zahlung von EUR 543'200.--, zuzüglich Zins zu 5 % seit dem 19. Juli 2008, zu verpflichten. Diese beantragte die Abweisung der Schiedsklage, in erster Linie mit der Begründung, sie habe die von der Klägerin vertraglich geschuldeten Flussdiagramme nie erhalten. Die Parteien einigten sich in der Folge darauf, dass ein Einzelschiedsrichter über den Rechtsstreit entscheiden solle. Am 8. Dezember 2011 ernannte der ICC-Gerichtshof einen Einzelschiedsrichter. Am 24./25. Oktober 2012 fand in Zürich eine mündliche Verhandlung statt, in deren Rahmen verschiedene Zeugen einvernommen wurden. Mit Schiedsentscheid vom 15. Januar 2013 hiess der Einzelschiedsrichter die Klage gut. Er erachtete es dabei nach Würdigung der eingereichten Beweise und der Zeugenaussagen anlässlich der mündlichen Verhandlung insbesondere als erwiesen, dass die Beklagte das Flussdiagramm von der Klägerin zum ersten Mal am 6. Juni 2008 per E-Mail erhalten hatte. C. Mit Beschwerde in Zivilsachen beantragt die Beklagte dem Bundesgericht, es sei der Schiedsentscheid vom 15. Januar 2013 aufzuheben und die Sache zur Neubeurteilung an das Schiedsgericht zurückzuweisen. Die Beschwerdegegnerin beantragt die Abweisung der Beschwerde. Der Einzelschiedsrichter äusserte sich mit Eingabe vom 14. März 2013 einzig zu einer von der Beschwerdeführerin erwähnten Beilage und verzichtete im Übrigen auf eine Vernehmlassung. D. Mit Verfügung vom 30. April 2013 wies das Bundesgericht das Gesuch der Beschwerdeführerin um Erteilung der aufschiebenden Wirkung ab.