Halbleiter 01.10.1999, 17:23 Uhr

Chiphersteller wollen aus dem Taiwan-Beben lernen

Das Erdeben in Taiwan traf auch die Chiphersteller hart. Im erdbebengefährdeten Silicon-Valley will man aus den Erfahrungen lernen.

Noch am 15. September hatten sich die Spitzen der weltweiten Halbleiterverbände auf der Semicon Taiwan 99 in Taipeh versammelt, um die wirtschaftlichen Implikationen ihrer rapide steigenden F&E-Aufwendungen zu erörtern. Dann kam, im Morgenrauen des 21. September, das große Beben. Diesmal nicht als Finanz-Crash, der Börsen und Banken erschütterte. Auch nicht als dumpfes Säbelrasseln von Festlandchina. Sondern „the real thing“: 2000 Tote, 6000 Verletzte, 100 000 Obdachlose, weite Zerstörungen der Bausubstanz und der Infrastruktur in dichtbe-siedelten Bevölkerungszentren und Industrieregionen.
Damit ist eine Kernregion der weltweiten High-Tech-Industrie empfindlich getroffen – ausgerechnet im Aufschwung nach zweijähriger Rezession. Aus Taiwan kommen mittlerweile 6 % bis 10 % der Dram-Speicherchips und 50 % aller Prozessorplatinen für PC. Zwei taiwanesische Hersteller, TSMC und UMC, beherrschen mit 75 % das weltweite Foundry-Geschäft – sie beliefern im Lohnauftrag andere Chipmacher mit deren Designs.
Konsequenz: Nur eine Woche nach dem kollegialen Roadmap-Forum mußte Semi wieder ein Team nach Taipeh schicken – diesmal mit seismischen Experten, das die Produktionsausfälle und Umwelt- und Gesundheitsschäden des Bebens der Stärke 7,6 und seiner Nachbeben abschätzen soll. „Die Halbleiterindustrie der Insel erkennt erst jetzt die volle Wirkung des Erdbebens“, sagt Semi-Präsident Stan Myers. „Ich glaube, die Rolle eines weltweiten Verbandes sollte es sein, eigene Ressourcen einzusetzen, um aus der schrecklichen Erfahrung zu lernen und um den Bereitschaftsgrad der ganzen Halbleiterindustrie zu erhöhen.“
Hauptaufgabe der Experten von Semi wird es sein, spezifische Schwachstellen der taiwanesischen Chipfabrikation aufzudecken und Architekturen, Material-Logistiken und Energieversorgungen zu identifizieren, die Bauten und Fertigungseinrichtungen, Mitarbeiter und Produkte erfolgreich gegen Stöße von unten schützen können.
Denn nicht nur bei Semi weiß man, daß wesentliche Teile der Welt-Chipproduktion in oder nahe seismisch aktiven Zonen liegen. Das gilt auch für das kalifornische Silicon Valley, das 50 km lang unmittelbar neben und entlang des San-Andreas-Grabens verläuft. Er separiert den pazifischen „Ring of Fire“ vom nordamerikanischen Kontinent. Und er könnte eines Tage, so fürchten Pessimisten, dessen westliche Scholle im pazifischen Ozean versinken lassen.
Die kalifornischen Chipmacher, nach bösen Erfahrungen durch strikt eingehaltene Bauauflagen und redundante Stromversorgung zumindest gegen moderate Erdbeben gesichert, wollen ihr Wissen in Taiwan auffrischen. Auch die Hersteller von Halbleiter-Fertigungsanlagen sollen verstärkt in die Planung eingebunden werden.
Verheerender als bauliche Schäden sind die Verluste durch anhaltende Stromausfälle. Die High-Tech-Küstenstadt Hsinchu im Norden ist mehr als 100 km vom Epizentrum des Bebens bei Nantou entfernt. Die Unterbrechung der Stromversorgung traf fast alle Waferfabs von Hsinchu. Denn sie werden über eine einzige, bislang unvernetzte Überlandleitung vom zentralen Generatorkomplex Tienhuen versorgt. Deren Unterbrechung hatte ganz Taiwan bereits am 29. Juli einen halben Tag lang in einen inselweiten Blackout versenkt. Er verursachte bei großen Dram-Herstellern wie Mitsubishi den Verlust eines zweiwöchigen Produktionsvolumens. Fast die Hälfte von Mitsubishis Dram-Speicherchips werden bei der taiwanesischen Foundry Powerchip Semiconductor Corp. gefertigt.
Für die Chipmacher ist die Länge des Stromausfalls weniger relevant als der Fakt des Ausfalls selbst. Betroffen sind alle Arbeitsgänge des vielstufigen Waferprozesses, deren genau profiliertes Temperaturverhalten beeinträchtigt ist, oder deren Justage durch Temperaturschwankungen aus dem zulässigen, eng tolerierten Bereich läuft. Backend-Prozesse wie Gehäuseeinbau oder Tests sind weniger beeinträchtigt. Sie werden unterbrochen, aber anschließend wieder hochgefahren.
Anders bei den Wafern, die auf ihrem Weg durch den 20- bis 30tägigen Prozeß gerade einen der vielen Diffusionsöfen oder Ionen-Implanter durchlaufen. Zu jeder Zeit ist das etwa ein Drittel aller 80 000 Wafer, die in einer modernen Waferfabrik in Arbeit sind, schätzt Industrieanalyst Dan Hutcheson von VLSI Research in San Jose. Ein Drittel dieser kostbaren Siliziumscheiben mit jeweils mehreren hundert Chips repräsentiert einen Wert von mehr als 80 Mio. Dollar. Temperaturgeschädigte Wafer sind Ausschuß. Sie taugen höchstens als Testexemplare.
Ähnlich schwerwiegend ist der Ausfall der gigantischen Luftumwälzanlagen und Filter. Sie müssen die Reinräume der Chipfertigung extrem staubfrei halten. Mildernd wirkt sich aus, daß die Wafer der diversen Fertigungsstufen in Mini-Environments getrennt bearbeitet werden.
Kein Wunder, daß sich der Halbleitermarkt Sorgen um die Versorgung im Weihnachtsgeschäft der westlichen Industrieländer macht. Und wo Versorgungs-Sorgen aufkommen, da klettern gleich spekulativ die Preise – insbesondere für die Massenware Speicherchip. Aber auch für LCD-Bildschirme der Notebooks. Etwa 15 % aller Halbleiter bezieht der Weltmarkt heute aus Taiwan. An den Spotmärkten für gängige 64-Mbit-Drams zogen die Preise noch am Tag des Bebens von 12 Dollar auf 16 Dollar an. Für alle Chiphersteller, die jahrelang unter ruinösen Preiskämpfen gelitten haben, ein, wenn auch makabrer, Anlaß zur Freude. Doch die Einsicht in die Marktverwerfungen durch die unübersichtliche Versorgungslage dämpfte prompt die Euphorie.
Alles das zeigt, wie wichtig und wertvoll die „abtrünnige chinesische Provinz“ als High-Tech-Fertigungsbasis geworden ist. Das ging so schnell, daß die Infrastruktur nicht nachgekommen ist. Für einige Wochen ist die Stromversorgung Taiwans rationiert. Denkbare Vorkehrung für die Zukunft: noch weitere territoriale Diversifikation der Fertigungsstandorte für Chips.
WERNER SCHULZ
Die Chip-Produktion leidet im Falle eines Erdbebens vor allem unter Stromausfällen.

Von Werner Schulz
Von Werner Schulz

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