De huidige productiefaciliteiten voor halfgeleiders zijn wonderen van de moderne wereld. De bouw vereist miljarden dollars aan kapitaaluitgaven (CapEx) en miljoenen werkuren binnen een korte periode. En veel van hen zijn gepland om de komende jaren online te komen.
De halfgeleiderindustrie zal naar verwachting in 2025 18 nieuwe fab-bouwprojecten starten, volgens SEMI’s laatste driemaandelijkse World Fab Forecast-rapport. De nieuwe projecten omvatten drie 200 mm- en vijftien 300 mm-faciliteiten, waarvan de meeste naar verwachting van 2026 tot 2027 in gebruik zullen worden genomen. Op langere termijn is de industrie van plan om te beginnen met de exploitatie van 97 nieuwe fabrieken met een hoog volume. Dit omvat 48 projecten in 2024 en 32 projecten die in 2025 van start gaan, met wafergroottes variërend van 300 mm tot 50 mm.
Veel nieuwe fabrieken zijn enorm: volgens Herbert Blaschitz, executive VP, global business unit advanced technology facilities (ATF), Exyte – Semiconductor Digest sprak hem op het recente SEMI Industry Strategy Symposium (ISS) – vereisen fabs een totale CapEx-investering van > $ 20 miljard, waarvan $ 4-6 miljard alleen voor de faciliteit. Exyte is in zijn 30-jarige geschiedenis betrokken geweest bij de bouw van bijna 300 fabrieken. De bouw vereist 30-40 miljoen werkuren om 83.000 ton staalwapening, 5.600 mijl bekabeling en 785.000 kubieke meter beton te beheren.
Dergelijke fabs kunnen bestaan uit een 430.000 ft2 (40.000 m2) cleanroom, met 2000 procesgereedschappen, met gemiddeld 50 individuele proces- en nutsaansluitingen per gereedschap. Dat zijn meer dan 50.000 proces- en nutsaansluitingen!
Een van de uitdagingen waarmee fab-bouwers in de VS en Europa worden geconfronteerd, is hoe efficiënt Taiwan is geworden (op de voet gevolgd door China en Zuidoost-Azië). Blaschitz toonde bijvoorbeeld een zeer grote fab-faciliteit die in ongeveer 20 maanden in Taiwan was gebouwd (hij weigerde het bedrijf te noemen, maar zei dat het eigendom was van de VS). Ter vergelijking: hij zei dat fabs in de VS 38 maanden nodig hebben om te bouwen, van vergunningen en ontwerp tot het moment waarop ze kunnen beginnen met de productie van wafers. Het is 34 maanden voor fabs in Europa.
Evenzo zijn de bouwkosten in de VS, vergeleken met Taiwan, ongeveer twee keer zo hoog (de kosten van procesapparatuur zijn vergelijkbaar). “Het bouwen van een waferfabriek in het westen kost twee keer zoveel en kost twee keer zoveel tijd om het in Taiwan te bouwen,” zei Blaschitz.
Een van de belangrijkste redenen? Ervaring: “Hun supply chain is gewoon ongelooflijk goed. En heel vaak is het niet dat ze veel preciezer zijn, maar ze weten wat ze doen,” zei Blaschitz. “Als je in Taiwan naar een tekening kijkt, ontbreekt de helft van de dingen die je in de westerse wereld hebt. Ze hebben die gedetailleerde informatie niet nodig; Ze doen het elke dag en dat maakt ze heel productief.”
De CHIPS Act in de VS is bedoeld om deze onevenwichtigheid te helpen overwinnen, maar het is niet genoeg. Blaschitz zei dat de beste oplossing is om gebruik te maken van wat hij ‘virtuele inbedrijfstelling’ noemt, die begint tijdens de plannings- en ontwerpfase. “Met de digitale tweeling kunnen we in principe de fabriek in gebruik nemen zonder dat de fabriek wordt gebouwd”, zei hij. Dit helpt om obstakels op te sporen en zelfs de bedrijfskosten en koolstofemissies te verlagen. Halfgeleiders worden gebruikt om meer halfgeleiders beter te bouwen – ik moet er dol op zijn! Bron Semiconductor Digest
