Sachverhalt:
A. A.a Die X._ GmbH (Beschwerdeführerin) mit Sitz in A._, Deutschland, und die Y._ Corporation (Beschwerdegegnerin) mit Sitz in B._, Russland, schlossen am 23. Oktober 2000 einen Exklusiv-Vertrag über die Lieferung von Ferrotitan (ELV 2000). Zudem schlossen die Parteien einen undatierten, am 1. Januar 2004 in Kraft getretenen weiteren Exklusiv-Vertrag (ELV 2004). Beide Verträge enthielten unter anderem folgende Klauseln:
"Für diesen Vertrag gilt schweizerisches Recht.
Die Parteien werden sich stets bemühen, etwaige Streitigkeiten einvernehmlich zu regeln. Sollte dies in einem Einzelfall unmöglich sein, so ist der Gerichtsstand Zürich."
A.b Die Parteien schlossen sodann fünf als Sukzessivlieferverträge bezeichnete Vereinbarungen, so den Vertrag Nr. 2800164F vom 20. Juni 2002 (Vertrag 64F), den Vertrag Nr. 2800165F vom 2. April 2004 (Vertrag 65F), den Vertrag Nr. 2800166F vom 2. Juni 2004 (Vertrag 66F), den Vertrag Nr. 2800167F vom 25. März 2005 (Vertrag 67F) und den Vertrag Nr. 2800168F vom 5. Mai 2005 (Vertrag 68F). In diesen Verträgen wurde unter anderem Folgendes stipuliert:
"Im Falle eines Streits bei der Erfüllung des Vertrags gilt russisches Recht. [...] Alle Streitigkeiten und Meinungsverschiedenheiten, die bei der Erfüllung des Vertrages entstehen, unterliegen, unter Ausschluss des allgemeinen Gerichtsweges, dem Schiedsspruch der Internationalen Handels-Schiedskommission bei der Kammer für Handel und Industrie der Russischen Föderation auf Basis des dortigen Reglements."
A.c Am 18. Juli 2006 vereinbarten die Parteien die "ERGÄNZUNG Nr. 2 zum Exklusiv-Vertrag vom 23. Oktober 2000 und vom 1. Januar 2004" (Ergänzung Nr. 2). Danach wurde die Gerichtsstandsklausel der Exklusiv-Verträge durch folgende Schiedsklausel ersetzt:
"Streitigkeiten, Meinungsverschiedenheiten oder Ansprüche aus oder im Zusammenhang mit diesem Vertrag, einschliesslich dessen Gültigkeit, Ungültigkeit, Verletzung oder Auflösung, sind durch ein Schiedsverfahren gemäss der Internationalen Schiedsordnung der Schweizerischen Handelskammern zu entscheiden. Es gilt die zur Zeit der Zustellung der Einleitungsanzeige in Kraft stehende Fassung der Schiedsordnung. Das Schiedsgericht soll aus drei Schiedsrichtern bestehen. Der Sitz des Schiedsverfahrens ist Zürich; die Sprache des Schiedsverfahrens ist deutsch."
B. B.a Gestützt auf die Schiedsklausel der Ergänzung Nr. 2 leitete die Beschwerdeführerin am 7. März 2007 vor der Zürcher Handelskammer gegen die Beschwerdegegnerin ein Schiedsverfahren ein. Sie beantragte, die Beschwerdegegnerin zu verpflichten, ihr USD 12'000'000.-- zuzüglich 5 % Zins seit 7. März 2007 zu bezahlen (Rechtsbegehren 1; Ansprüche aus den Exklusiv-Verträgen ELV 2000 und ELV 2004 sowie im Umfang von USD 300'000.-- aus dem Vertrag 68F). Zudem sei festzustellen, dass der Beschwerdegegnerin keine Ansprüche aus den Verträgen 67F und 68F zustehen (Rechtsbegehren 2). Die Beschwerdegegnerin beantragte in ihrer Antwort, wegen Unzuständigkeit des angerufenen Schiedsgerichts auf das Rechtsbegehren 1 in der Höhe von USD 300'000.-- und auf das Rechtsbegehren 2 nicht einzutreten. Im Übrigen sei die Klage abzuweisen.
Nachdem die Beschwerdeführerin ihr Rechtsbegehren 2 bereits in ihrer ergänzenden Einleitungsanzeige änderte, ersetzte sie es an der ersten Verhandlung vor dem Schiedsgericht nochmals wie folgt:
"Es sei festzustellen, dass der Beklagten [Beschwerdegegnerin] aus den gestützt auf die Exklusiv-Verträge vom 23. Oktober 2000 und vom 1. Januar 2004 vereinbarten Sukzessivlieferverträgen (namentlich aus den Verträgen Nr. 2800164F vom 20. Juni 2002, Nr. 2800165F vom 2. April 2004, Nr. 2800166F vom 2. Juni 2004, Nr. 2800167F vom 25. März 2005 und Nr. 2800168F vom 5. Mai 2005) keinerlei Ansprüche gegen die Klägerin [Beschwerdeführerin] auf Kaufpreiszahlungen, Strafzahlungen und/oder anderweitige Ansprüche zustehen."
Ferner beantragte sie, die partielle Unzuständigkeitseinrede der Beschwerdegegnerin abzulehnen.
B.b Das Schiedsgericht setzte sich zusammen aus Rechtsanwalt Dr. Daniel Wehrli (Obmann), Dr. Pierre A. Karrer (von der Beschwerdeführerin benannt) und Prof. Dr. Daniel Girsberger (von der Beschwerdegegnerin benannt).
Mit Schiedsspruch vom 28. September 2007 erkannte das Schiedsgericht, in Gutheissung der partiellen Unzuständigkeitseinrede werde auf das klägerische Rechtsbegehren 1 nur bezüglich des Betrags von USD 11'700'000.-- zuzüglich 5 % Zins seit 7. März 2007, nicht aber über den darüber hinausgehenden weiteren Betrag von USD 300'000.-- eingetreten (Ziffer 1). Auf das klägerische ergänzte Rechtsbegehren 2 werde mangels Zuständigkeit bezüglich aller darin erwähnten Sukzessivlieferverträge nicht eingetreten (Ziffer 2).
C. Die Beschwerdeführerin beantragt mit Beschwerde in Zivilsachen, die Ziffern 1 und 2 des Schiedsspruchs vom 28. September 2007 über die partielle Unzuständigkeitseinrede aufzuheben und die Sache an die Vorinstanz zu erneuter Entscheidung zurückzuweisen.
Die Beschwerdegegnerin beantragt, die Beschwerde abzuweisen, soweit darauf einzutreten sei. Das Schiedsgericht liess sich nicht vernehmen.
Erwägungen:
1. 1.1 Unter den Voraussetzungen der Art. 190-192 IPRG ist gegen Entscheide von Schiedsgerichten die Beschwerde in Zivilsachen zulässig (Art. 77 Abs. 1 BGG).
Der Sitz des Schiedsgerichts befindet sich vorliegend in Zürich. Beide Parteien haben ihren Sitz nicht in der Schweiz. Da die Parteien die Bestimmungen des 12. Kapitels des IPRG nicht schriftlich ausgeschlossen haben, gelangen diese zur Anwendung (Art. 176 Abs. 1 und 2 IPRG).
Nach Art. 77 Abs. 3 BGG prüft das Bundesgericht nur die Rügen, die in der Beschwerde vorgebracht und begründet worden sind. Dabei gelten nach wie vor die strengen Begründungsanforderungen, die das Bundesgericht unter der Herrschaft von Art. 90 Abs. 1 lit. b OG stellte (vgl. BGE 128 III 50 E. 1c S. 53), da das BGG insofern keine Änderungen vornehmen wollte (Klett, Basler Kommentar, N. 8 zu Art. 77 BGG).
1.2 Vorliegend entschied das Schiedsgericht über seine Zuständigkeit durch einen Vorentscheid im Sinne von Art. 186 Abs. 3 IPRG. Das Schiedsgericht hat sich in Gutheissung der partiellen Unzuständigkeitseinrede der Beschwerdegegnerin betreffend den einen Teil der Klagebegehren für zuständig und betreffend den anderen Teil für unzuständig erklärt. Angefochten ist der Entscheid einzig, soweit sich das Schiedsgericht für unzuständig erklärte.
Ein Schiedsentscheid, mit dem das Schiedsgericht seine Zuständigkeit verneint, gilt als Endentscheid; ein solcher, mit dem es seine Zuständigkeit bejaht, als Zwischenentscheid. Ein die Zuständigkeit bejahender Zwischenentscheid kann nach Art. 190 Abs. 3 IPRG einzig aus den in Art. 190 Abs. 2 lit. a und b IPRG genannten Gründen angefochten werden. Für den die Zuständigkeit verneinenden Endentscheid gilt diese Beschränkung nicht (vgl. BGE 130 III 76 E. 4, 755 E. 1.2.2 S. 762; Poudret, Les recours au Tribunal fédéral suisse en matière d'arbitrage international, ASA 2007, S. 669 ff., S. 690 und 693; Kaufmann-Kohler/Rigozzi, Arbitrage international, Bern 2006, S. 306, Rz. 711; Berger/Kellerhals, Internationale und interne Schiedsgerichtsbarkeit in der Schweiz, Bern 2006, S. 233, Rz. 654 f.; Wenger/Schott, Basler Kommentar, N. 65 zu Art. 186 IPRG; Berti/Schnyder, Basler Kommentar, N. 86 zu Art. 190 IPRG; Heini, Zürcher Kommentar, N. 13 zu Art. 186 IPRG und N. 67 zu Art. 190 IPRG).
2. Die Beschwerdeführerin rügt, das Schiedsgericht habe seine Zuständigkeit zu Unrecht verneint (Art. 190 Abs. 2 lit. b IPRG).
2.1 Das Bundesgericht prüft die Zuständigkeitsrüge nach Art. 190 Abs. 2 lit. b IPRG in rechtlicher Hinsicht frei, einschliesslich materiellrechtlicher Vorfragen, von deren Beantwortung die Zuständigkeit abhängt. Allerdings überprüft das Bundesgericht die tatsächlichen Feststellungen des angefochtenen Schiedsentscheids auch im Rahmen der Zuständigkeitsrüge nur, wenn gegenüber diesen Sachverhaltsfeststellungen zulässige Rügen im Sinne von Art. 190 Abs. 2 IPRG vorgebracht oder ausnahmsweise Noven berücksichtigt werden (BGE 133 III 139 E. 5 S. 141; 129 III 727 E. 5.2.2 S. 733 mit Hinweisen).
2.2 Streitig ist vorliegend die Auslegung der Schiedsklausel der Ergänzung Nr. 2. Die Beschwerdeführerin ist der Ansicht, die Klausel erfasse auch Streitigkeiten aus den Sukzessivlieferverträgen. Demgegenüber bezieht die Beschwerdegegnerin die Schiedsklausel ausschliesslich auf die beiden Exklusiv-Verträge.
2.3 Die Auslegung einer Schiedsvereinbarung folgt den für die Auslegung privater Willenserklärungen allgemein geltenden Grundsätzen. Massgebend ist in erster Linie das übereinstimmende tatsächliche Verständnis der Parteien. Kann ein solcher tatsächlicher Parteiwille nicht festgestellt werden, ist die Schiedsvereinbarung objektiviert auszulegen, d.h. die Willenserklärungen sind nach dem Vertrauensprinzip so auszulegen, wie sie vom Empfänger nach Treu und Glauben verstanden werden durften und mussten (BGE 130 III 66 E. 3.2 S. 71 mit Hinweisen).
2.4 Vorliegend hielt das Schiedsgericht fest, der von der Beschwerdeführerin geltend gemachte subjektive Parteiwille sei nicht genügend substantiiert. Es schritt daher zu einer objektivierten Auslegung der Schiedsklausel. Die Analyse des Wortlautes ergebe, dass die Ergänzung Nr. 2 die Sukzessivlieferverträge mit keinem Wort erwähne und keinen Hinweis darauf gebe, dass die Schiedsklausel auch für Streitigkeiten aus den Sukzessivlieferverträgen gelten solle. Die Schiedsklausel der Ergänzung Nr. 2 ersetze ausdrücklich die Gerichtsstandsklausel der Exklusiv-Verträge ELV 2000 und ELV 2004. Hätten die Parteien darüber hinaus auch die bereits bestehenden Schiedsvereinbarungen in den Sukzessivlieferverträgen ersetzen wollen, hätten sie dies in der Ergänzung Nr. 2 ohne grossen Aufwand festhalten können. Zudem hätten bereits vor Abschluss der Ergänzung Nr. 2 die in den Exklusiv-Verträgen enthaltene Gerichtsstandsklausel zu Gunsten der Gerichte von Zürich mit den in den Sukzessivlieferverträgen enthaltenen Schiedsvereinbarungen zu Gunsten der ICAC in Moskau koexistieren können. Die von der Beschwerdeführerin angeführte Gefahr sich widersprechender Urteile und ihre verfahrensökonomischen Bedenken hätten daher schon vor Abschluss der Ergänzung Nr. 2 bestanden. Entsprechend könnten diese Überlegungen die Ansicht der Beschwerdeführerin, dass die Schiedsklausel die anders lautenden Schiedsvereinbarungen in den Sukzessivlieferverträgen ebenfalls ersetze, nicht stützen. Zwar könnte sich die Formulierung "aus oder im Zusammenhang mit diesem Vertrag" auch auf andere Verträge beziehen. Dies könne aber nicht gelten, wenn diese anderen Verträge klare anderweitige Streiterledigungsklauseln enthielten und ein Parteiwille, diese zu ersetzen, nicht dargetan sei. Da bereits vor Vereinbarung der Schiedsklausel der Ergänzung Nr. 2 die Exklusiv-Verträge und die Sukzessivlieferverträge unterschiedliche Streiterledigungsklauseln enthalten hätten, spreche das Vertrauensprinzip dafür, dass dies ohne gegenteilige Parteivereinbarung auch nachher so gelten solle.
2.5 Die Beschwerdeführerin wirft dem Schiedsgericht vor, bei der Auslegung der Schiedsvereinbarung das Vertrauensprinzip (Art. 2 ZGB, Art. 1 OR) verletzt zu haben.
2.5.1 Sie bringt insbesondere vor, wenn das Schiedsgericht ausführe, die Schiedsvereinbarung könne sich lediglich auf Streitigkeiten beziehen, die ihre Anspruchsgrundlage in den Exklusiv-Verträgen ELV 2000 und ELV 2004 hätten, so missachte es den klaren Wortlaut, der von "Ansprüchen aus oder im Zusammenhang mit diesem Vertrag" spreche.
Der Sicht der Beschwerdeführerin kann nicht gefolgt werden. Die Formulierung "im Zusammenhang mit diesem Vertrag" muss nicht so verstanden werden, dass damit auch Ansprüche aus anderen Verträgen mit anderslautenden Schiedsvereinbarungen gemeint sind. Vielmehr umfassen so formulierte Schiedsklauseln auch Streitigkeiten über das Zustandekommen und die Wirksamkeit des Vertrags sowie über die aus der Vertragsbeendigung allenfalls resultierenden Ansprüche oder Ansprüche aus unerlaubter Handlung (Wenger/Müller, Basler Kommentar, N. 35 zu Art. 178 IPRG; Berger/Kellerhals, a.a.O., S. 160 f. Rz. 466 und S. 163 f. Rz. 473).
2.5.2 Die Beschwerdeführerin nennt gewisse Elemente, die eine Konnexität der Sukzessivlieferverträge mit den Exklusiv-Verträgen dartun sollen. Aus dieser Konnexität leitet sie ab, dass die Schiedsklausel der Ergänzung Nr. 2, insbesondere im Hinblick auf die Formulierung "im Zusammenhang mit diesem Vertrag", auch Ansprüche aus den Sukzessivlieferverträgen erfasse.
Selbst wenn eine gewisse Konnexität zu bejahen wäre, würde dies der Beschwerdeführerin nicht weiterhelfen. Wie erwähnt (Erwägung 2.5.1), sind unter der Formulierung "im Zusammenhang mit diesem Vertrag" weitere Ansprüche im Zusammenhang mit dem besagten Vertrag (Zustandekommen, Beendigung etc.) zu verstehen, nicht aber ohne weiteres auch Ansprüche aus anderen, mit diesem Vertrag in gewissen Elementen verbundenen Verträgen. Dass mit der entsprechenden Formulierung auch letztere Ansprüche zu verstehen wären, muss vor allem dann nicht gefolgert werden, wenn die konnexen Verträge klar abweichende Schiedsvereinbarungen stipulieren. Dies hat das Schiedsgericht zutreffend erkannt.
2.5.3 Weiter macht die Beschwerdeführerin geltend, das Schiedsgericht habe bei der Beurteilung des mutmasslichen Parteiwillens nicht beachtet, was vernünftige Parteien gewollt hätten. Vernünftige Parteien hätten unterschiedliche Zuständigkeiten für Ansprüche aus den Exklusiv-Verträgen und für solche aus den Sukzessivlieferverträgen zweifellos lieber behoben als perpetuiert. Dafür spreche die strukturelle und inhaltliche Konnexität der Verträge, sodann die Gefahr sich widersprechender Urteile, ferner Überlegungen der Verfahrensökonomie und der Kosten. Auch könnten die unterschiedlichen Zuständigkeiten zu einem faktischen Verrechnungsausschluss führen, wenn die Beschwerdegegnerin in den Verfahren vor der ICAC in Moskau in einem Zeitpunkt vollstreckbare Urteile erhalte, lange bevor das Schiedsgericht in Zürich über die weniger liquiden Ansprüche der Beschwerdeführerin entschieden habe.
Das Schiedsgericht ist zu Recht vom klaren Wortlaut der Ergänzung Nr. 2 ausgegangen. Schon in der Überschrift "ERGÄNZUNG Nr. 2 zum Exklusiv-Vertrag vom 23. Oktober 2000 und vom 1. Januar 2004" wird ausschliesslich auf die Exklusiv-Verträge Bezug genommen. In der Präambel wird sodann explizit ausgeführt, dass die Parteien die Bestimmungen des Exklusiv-Vertrags vom 23. Oktober 2000 bzw. vom 1. Januar 2004 samt Ergänzung Nr. 1 ändern, ergänzen und verdeutlichen wollen. In der Folge werden einzelne Bestimmungen des Exklusiv-Vertrags ersetzt, so insbesondere dessen Gerichtsstandsklausel durch die vorliegend streitige Musterschiedsklausel der "Swiss Rules". Weder der Wortlaut noch der Aufbau der Ergänzung Nr. 2 lassen zudem auf den Einbezug der Sukzessivlieferverträge schliessen.
Die von der Beschwerdeführerin vorgebrachten Argumente mussten nicht zum gegenteiligen Schluss führen. Wohl mag es sinnvoll sein, einheitliche Zuständigkeiten vorzusehen. Es kommt aber doch vor, dass unterschiedliche Gerichtsstände vereinbart werden. Entsprechende Streitigkeiten müssen dann vor verschiedenen Schiedsgerichten ausgetragen werden (vgl. Berger/Kellerhals, a.a.O., S. 165 f., Rz. 478). Dass es geradezu unvernünftig sei, unterschiedliche Zuständigkeiten vorzusehen, kann nicht gesagt werden. Vorliegend fällt auf, dass die Parteien die Exklusiv-Verträge schweizerischem Recht unterstellten, die Sukzessivlieferverträge dagegen russischem Recht. Die unterschiedlichen Gerichtsstände (Zürich/Moskau) entsprechen dieser Rechtswahl. In der Ergänzung Nr. 2 wird nichts an der Rechtswahl geändert, was ebenfalls dafür spricht, dass sich die dort stipulierte Schiedsvereinbarung nicht auf die dem russischen Recht unterstellten Sukzessivlieferverträge beziehen sollte. Es gibt demnach durchaus sachliche Gründe für die Annahme, dass die Parteien an den unterschiedlichen Schiedsvereinbarungen festhalten wollten. Hätten die Parteien tatsächlich - wie die Beschwerdeführerin vorbringt - die unterschiedlichen Zuständigkeiten für Ansprüche aus den Exklusiv-Verträgen und für solche aus den Sukzessivlieferverträgen beseitigen wollen, ist nicht nachvollziehbar, weshalb sie in der Ergänzung Nr. 2 die Sukzessivlieferverträge mit keinem Wort erwähnten, sondern sich diesbezüglich gänzlich ausschwiegen.
2.6 Zusammenfassend erweist sich der Vorwurf, das Schiedsgericht habe den Vertrauensgrundsatz verletzt, als unbegründet. Die Auslegung der Schiedsklausel der Ergänzung Nr. 2 durch das Schiedsgericht ist nicht zu beanstanden.
3. Die Beschwerdeführerin rügt weiter eine Verletzung des Anspruchs auf rechtliches Gehör nach Art. 29 Abs. 2 BV, namentlich des sich daraus ergebenden Anspruchs auf Begründung eines Entscheids.
3.1 Sie bringt vor, das Schiedsgericht habe lediglich formal auf ihre Argumente Bezug genommen, sich aber nicht sachgerecht mit ihnen auseinander gesetzt. Mit dem Argument betreffend Vertragshierarchie und den von ihr geltend gemachten Billigkeitsüberlegungen habe sich das Schiedsgericht überhaupt nicht beschäftigt. Die Verletzung des rechtlichen Gehörs nach Art. 29 Abs. 2 BV habe zu einer zu Unrecht erfolgten Verneinung der Zuständigkeit geführt.
3.2 Die Beschwerdegegnerin ist der Auffassung, auf diese Rüge sei nicht einzutreten.
Positive Zuständigkeitsentscheide können nach Art. 190 Abs. 3 IPRG ausschliesslich aus den in Art. 190 Abs. 2 lit. a und b IPRG genannten Gründen angefochten werden und eine Verletzung des Grundsatzes des rechtlichen Gehörs (Art. 190 Abs. 2 lit. d IPRG) kann daher gerade nicht gerügt werden. Beim vorliegenden Schiedsspruch vom 28. September 2007 handelt es sich jedoch - soweit er angefochten ist - um einen negativen Zuständigkeitsentscheid und damit um einen Teilendentscheid, welcher der Beschränkung der Rügegründe nach Art. 190 Abs. 3 IPRG nicht unterliegt (vgl. Erwägung 1.2). Auf die Rüge der Verletzung des Anspruchs auf rechtliches Gehör kann demnach vorliegend eingetreten werden. Indessen ist nicht Art. 29 Abs. 2 BV heranzuziehen, sondern der Grundsatz des rechtlichen Gehörs im Sinne von Art. 182 Abs. 3 und Art. 190 Abs. 2 lit. d IPRG.
3.3 Nach ständiger Rechtsprechung umfasst der Grundsatz des rechtlichen Gehörs nach Art. 182 Abs. 3 und Art. 190 Abs. 2 lit. d IPRG nicht auch den Anspruch auf Begründung des Entscheids (BGE 133 III 235 E. 5.2. S. 248 mit Hinweisen). Immerhin anerkennt das Bundesgericht auch für das Verfahren der internationalen Schiedsgerichtsbarkeit die minimale Pflicht des Schiedsgerichts, die rechtserheblichen Vorbringen der Parteien tatsächlich zu hören und zu prüfen. Das bedeutet jedoch nicht, dass sich das Schiedsgericht ausdrücklich mit jedem Argument der Parteien auseinander setzen muss (BGE 133 III 235 E. 5.2 S. 248; 121 III 331 E. 3b S. 333).
3.4 Vorliegend hat das Schiedsgericht rechtserhebliche Argumente der Beschwerdeführerin nicht etwa übersehen oder missverstanden. Namentlich hat es auch das Argument betreffend "Vertragshierarchie" in der Liste auf S. 9 (xi) des Schiedsspruchs aufgeführt, indem es von den gemäss der Beschwerdeführerin "untergeordneten Sukzessivlieferverträgen" spricht. Zutreffend ist, dass das Schiedsgericht die von der Beschwerdeführerin in der Einleitungsanzeige und der ergänzenden Einleitungsanzeige aufgeführten "Billigkeitsüberlegungen" nicht erwähnt. Worin die Billigkeitsüberlegungen bestehen sollen, hat die Beschwerdeführerin jedoch nicht konkretisiert und es ist nicht ersichtlich, inwiefern solche für die Auslegung der Schiedsklausel eine Rolle spielen könnten. Die Entscheiderheblichkeit ist diesbezüglich nicht dargetan. Das Schiedsgericht brauchte nicht auf alle Argumente einzeln einzugehen, soweit es sie aufgrund seiner Beurteilung als nicht erheblich betrachtete. Dass das Schiedsgericht die von der Beschwerdeführerin vorgebrachten Argumente zwar aufgelistet, aber sich nicht mit allen ausdrücklich auseinander gesetzt hat, begründet keine Verletzung des Grundsatzes des rechtlichen Gehörs nach Art. 182 Abs. 3 und Art. 190 Abs. 2 lit. d IPRG.
4. Die Beschwerde ist abzuweisen. Bei diesem Verfahrensausgang wird die Beschwerdeführerin kosten- und entschädigungspflichtig (Art. 66 Abs. 1 und Art. 68 Abs. 2 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 5'000.-- werden der Beschwerdeführerin auferlegt.
3. Die Beschwerdeführerin hat die Beschwerdegegnerin für das bundesgerichtliche Verfahren mit Fr. 6'000.-- zu entschädigen.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Schiedsgericht der Zürcher Handelskammer schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 29. Februar 2008
Im Namen der I. zivilrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Corboz Sommer