Chipfertigung 07.12.2012, 20:10 Uhr

Europa setzt auf 450-mm-Wafer

Lange hat es gedauert, aber nun setzt sich in der weltweiten Chipindustrie die Erkenntnis durch, dass die Fertigung auf 450 mm großen Halbleiterscheiben (Wafern) kommen wird. Dafür sind gigantische Investitionen zu stemmen. Europas Industrie will da mit von der Partie sein, um nicht kritisches Know-how zu verlieren.

Wafer werden immer größer.

Wafer werden immer größer.

Foto: IBM

Bei Halbleitern und Mikrosystemen stehen wieder einmal – gemäß dem Moore“schen Gesetz – neue, wichtige Übergänge an: Die Strukturgeometrien schrumpfen auf wenige Nanometer. Und, noch kapitalintensiver, ihre Fertigung migriert auf extrem große Siliziumwafer mit künftig 450 mm Durchmesser.

Die Großen drei der Branche, Intel, Samsung und TSMC, forcieren die 450-mm-Technik seit Langem mit dem Ziel, sie ab 2018 einzusetzen. Nach langer Skepsis der Zulieferer und Fab-Ausrüster wegen der immensen Entwicklungskosten besteht nun Konsens darüber, dass die 450-mm-Scheiben kommen. Die Frage ist, welche Position Europa in diesem Geschehen einnimmt, nachdem das US-basierte Konsortium G450C an der University of Albany in New York im September 2011 die Führungsrolle übernommen hat.

Europäische Hightechförderung soll 450-mm-Wafer-Technologie nachhaltig vorantreiben

Nun münden Diskussionen über Gremien und Programme der europäischen Hightechförderung meist reflexhaft im Klischee der „Brüsseler Bürokratie“. Dabei wird übersehen, dass in der Industriepolitik der EU, anders als im bundesstaatlichen Ordnungsrahmen der USA, alle Industriesektoren und Regionen ihr Plazet immer vor ihrer nationalen Öffentlichkeit legitimieren müssen.

Das ist demokratisch, braucht viel Zeit und noch mehr Papier, doch es führt zu nachhaltigen Erfolgen – siehe Raumfahrt und Telekommunikation. Und auch für die Mikro- bzw. Nanoelektronik gilt: Europa muss dabei sein, will es nicht den Anschluss an die Hightechentwicklung verlieren und einen kritischen Verlust an Know-how riskieren. Zu diesem Schluss kommt eine 2010 von der EU-Kommission in Auftrag gegebene Studie der Marktforschungshäuser Decision und Future Horizons vom Februar 2012.

Drei mögliche Szenarien zeigt die Studie auf: Am einfachsten wäre „Business as usual“ – Unterstützung der 450-mm-Entwicklung durch existierende Mechanismen. Dazu zählt das Eureka-Programm „Catrene“ (Cluster for Application and Technology Research in Europe on Nanoelectronics), ganz in der Tradition von Jessi und Medea. Und als Neugründung die „Eniac Joint Undertaking“-Initiative (European Nano-
electronics Initiative Advisory Council) als eine neue Partnerschaft zwischen Industrie und Politik.

Mögliches Szenario: Der „europäische 450-mm Masterplan“

Szenario 2 ist ambitionierter: ein „europäischer 450-mm Masterplan“. Er soll die national verstreuten Forschungsaktivitäten, wie die Fraunhofer-Gesellschaft, Leti, Imec, etc. zusammenfassen und koordinieren. Ziel ist eine europäische Pilotlinie für 450-mm-Wafer. Sie könnte in Leuven beim Imec, in Dresden oder im irischen Leixlip bei Intel stehen.

Als dritte Variante, die weitaus anspruchsvollste Lösung, gilt die Einrichtung einer kompletten kommerziellen Chipfertigung auf 450-mm-Wafern. Sie könnte als „EuroFab“ firmieren und gemeinsam von den verbliebenen europäischen Chipmachern als Foundry betrieben werden. Das wäre der „Airbus of Chips“, von dem Kommissarin Neelie Kroes kürzlich gesprochen hat.

Ob es dazu kommt, ist mehr als fraglich – denn die drei europäischen Chiphersteller von Weltrang, STMicroelectronics, Infineon und NXP, sind derzeit nicht am Einstieg in die 450-mm-Wafer interessiert.

Schon heute werden im Sinne des ersten Szenarios zahlreiche industrienahe Forschungsansätze verfolgt, deren Ergebnisse als Bausteine einer 450-mm-Strategie fungieren sollen. So befasst sich das 2009 von den führenden europäischen Equipment-Anbietern propagierte und von Eniac unterstützte EEMI450-Projekt mit diversen Einzelschritten der Waferherstellung.

Bestehende Programme treiben die 450-mm-Wafer-Technologie bereits voran

Weitere Projekte, die bis 2014 laufen und von Catrene gefördert werden, entwickeln das Wafer-Handling. Ein Eniac-Projekt soll bis 2015 Systeme für eine 450-mm-Pilotlinie bereitstellen. Ein gerade begonnenes Projekt namens Enable450 – von der Kommission unter dem noch laufenden Rahmenprogramm FP7 gefördert – entwickelt mit zwölf Industriepartnern Materialien und Messtechniken für die Chipfertigung, und es koordiniert die europäischen Aktivitäten mit den USA, Japan, Korea und Taiwan.

Richtig Wind in die Segel der Europäer soll ein im November aufgelegter Vorstoß von Catrene und der speziell gegründeten Industriegruppierung „Aeneas“ (Association for European Nanoelectronics Activities) bringen. Titel: „Nanoelectronics beyond 2020“. Ein von Industrie und Forschung gemeinsam lanciertes, strategisches Innovationsprogramm mit einer gigantischen jährlichen Investitionssumme von 100 Mrd. €. Bis 2020 soll damit, in privat-öffentlicher Partnerschaft, eine neue, europäisch basierte Nanoelektronikindustrie entstehen, die Jahresumsätze von 200 Mrd. € erwirtschaftet – und zugleich 250 000 Arbeitsplätze schafft.

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