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Halbleiter-Ätzen wird immer teurer: 32 Milliarden Dollar für die erste 1-nm-Fabrik von TSMC

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Geschrieben von: Guillaume
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Dieser Artikel ist eine maschinelle Übersetzung

Unterstützt von der taiwanesischen Regierung bereitet sich das Unternehmen TSMC auf den Bau der modernsten und teuersten Halbleiterfabrik der Welt vor.

Wie Sie in der sehr interessanten Grafik unten sehen können, konnte sich die Welt 2002-2003 auf fast dreißig spezialisierte Unternehmen verlassen, um ihre Versorgung mit den neuesten Halbleitern sicherzustellen. Damals ging es nur um das 130-Nanometer-Verfahren, und unter den Unternehmen, die dazu in der Lage waren, befanden sich natürlich amerikanische, aber auch europäische, japanische, südkoreanische und taiwanesische Firmen. So gab es neben bekannten Namen wie IBM oder Texas Instruments auch weniger bekannte Unternehmen wie Freescale oder Rohm und, wie Sie sich denken können, die zukünftigen Marktführer Intel, Samsung und TSMC.

Im Laufe der Zeit wurde das Ätzen immer weiter verfeinert, um immer kleinere Transistoren zu ermöglichen. Auf einem Wafer können nun viel mehr Transistoren untergebracht werden, was bei gleicher Chipgröße zu mehr Chips führt. Die Bauteile haben sich jedoch vervollständigt, und statt mehr Bauteile zu produzieren, werden die Wafer vor allem dazu verwendet, umfangreichere Bauteile mit immer mehr Funktionen herzustellen. Innerhalb weniger Jahre sind wir von 130 nm auf 90 nm (2004-2006), 65 nm (2006-2008) und 45/40 nm (2008-2012) umgestiegen. Tatsächlich hat sich die Zahl der Unternehmen, die in der Lage sind, die modernsten Chips herzustellen, in weniger als zehn Jahren drastisch verringert.

Während wir 2004-2006 von 26 führenden Unternehmen sprachen, waren es 2008-2012 nur noch 14. Auf dem 32/28-nm-Knoten, der sich zwischen 2010 und 2012 verbreitet, sind es sogar nur noch 10. Zwei Jahre später sind es noch weniger (7), und selbst ein Gigant wie IBM lässt die Finger davon. In den Jahren 2014-2016, als 16/14 nm aufkam, waren nur noch 6 Unternehmen in der Lage, die wertvollen Komponenten zu produzieren: GlobalFoundries, Intel, Samsung, SMIC, TSMC und UMC. Heute, da von einer 5-nm-Ätzung die Rede ist, teilen sich drei Unternehmen den Kuchen: Intel, Samsung und TSMC. Drei Unternehmen, die massiv investieren, um ihre Fabriken immer weiter zu modernisieren.

Erst kürzlich berichtete Tom's Hardware über die Äußerungen des stellvertretenden taiwanesischen Premierministers Shen Jong-Chin. Ohne dass TSMC etwas bestätigt hätte, sprach er tatsächlich über die Zukunft, das 1-nm-Verfahren. Mit Unterstützung der taiwanesischen Regierung soll TSMC bereits einen geeigneten Standort für eine solche Fabrik gefunden haben, und zwar in der Nähe des Longtan Science Park in Taoyuan, natürlich auf der Insel Taiwan. Interessanterweise erwähnte Shen Jong-Chin die für diese Fabrik erforderliche Investition: 32 Milliarden US-Dollar, das sind 12 Milliarden mehr als die Kosten für eine 3-nm-Fabrik.

Wie die obige Grafik zeigt, steigen die Investitionen in einem rasanten Tempo, da es immer schwieriger wird, eine höhere Graduierungsfeinheit zu erreichen. Im Falle von 1 nm müssen insbesondere die gesamten Maschinen überarbeitet werden, und TSMC wird sich dann auf die neuesten lithografischen Werkzeuge von ASML, dem Marktführer in diesem Bereich, stützen, sogenannte " extreme ultraviolet "-Maschinen (EUV). Während TSMC angesichts der Kosten für 1 nm nicht aufgeben zu müssen scheint, ist es fraglich, ob Intel oder Samsung zu solchen Investitionen bereit sein werden. Wie viele Unternehmen beschäftigen sich mit dieser Technologie, die voraussichtlich nicht vor 2027 auf den Markt kommen wird? Und danach?