In de Amerikaanse en Europese politiek is dit jaar veel te doen geweest over het ‘lokaliseren’ van de semiconductor supplychain, oftewel het in de VS en Europa opbouwen van een complete keten voor de fabricage van chips. Dit om de afhankelijkheid van de chipproductie in Azië – waar momenteel 70 procent van de fabricage plaatsvindt – terug te dringen. De Europese politiek wil het aandeel in de wereldmarkt opvoeren van de huidige 8 procent naar 20 procent. De VS wil dat ook. Daarom worden bedrijven als TSMC en Samsung momenteel verleid fabs in Europa en de VS neer te zetten. Het gaat productielijnen van (tientallen) miljarden euro’s die jaren vergen om op te bouwen. Maar daarmee is dan maar één schakel van de keten gelokaliseerd.
- Halfgeleiderfabricage is een opeenvolging van fotolithografische en chemische bewerkingsstappen (zoals oppervlaktepassivering, thermische oxidatie, vlakdiffusie en junctie-isolatie). Zo worden miljarden schakelingen aangebracht op een wafer van halfgeleidend materiaal. Het volledige fabricageproces neemt zes tot acht weken in beslag.
- Om dat proces uit te voeren zijn machines en apparaten nodig van hooggespecialiseerde machinebouwers. De meest bekende en meest dominante is vanzelfsprekend ASML zonder wiens EUV-apparatuur de meest geavanceerde chips niet geproduceerd kunnen worden. Maar de productielijn voor en achter de ASML-machine bestaat uit nog vele andere apparaten, ontwikkeld en geproduceerd door bedrijven die hun besluitvormende hoofdkantoren en hun r&d- en productievestigingen in tal van landen hebben.
- Lokaliseren vergt dat die ondernemingen bereid moeten worden gevonden kopieën van hun productie-/assemblage-plants in Japan, Nederland, Duitsland, de VS, et cetera, incluis de lokale toeleverketens, op te gaan zetten op die continenten waar ze nog niet aanwezig zijn. Duidelijk mag zijn dat dat zeer grote investeringen vergt die niet zomaar zijn terugverdiend. En daarmee is dan de productie gelokaliseerd, maar nog niet de r&d. De afhankelijkheid van hoogwaardige kennis van elders blijft. Volledig lokaliseren is niet realistisch.
Raw wafers -> Shin-Etsu Chemical (Japan); Sumitomo Corporation (Japan); Global Wafers (Taiwan)
Semiconductor chip manufacturing -> TSMC (Taiwan); Samsung (Z-Korea); Infineon (D); NXP (NL); Hynix; (Zuid-Korea); SMIC (China);
- Wafer processing
- Wet cleans -> Tokyo Electron (Japan); DNS (Japan)
- Surface passivation -> Schott (D)
- Photolithography -> ASML (NL); Nikon (Japan); Canon (Japan)
- Ion implantation -> AMAT (VS); Axcelis (VS)
- Etching (microfabrication) -> Tokyo Electron (Japan); LAM Research (VS); Applied Materials (VS)
- Plasma ashing -> Plasma Etch (VS)
- Thermal treatments -> Tokyo Electron (Japan); Kokusai (Japan);
- Chemical vapor deposition (CVD) -> Horiba (Japan)
- Atomic layer deposition (ALD)-> Sentech (D); ASMI (NL)
- Physical vapor deposition (PVD) Lam Research (VS); Applied Materials (VS)
- Molecular beam epitaxy (MBE) -> Riber (F)
- Electrochemical deposition (ECD) – > Applied (USA); Lam Research (VS); Tokyo Electron (Japan)
- Chemical-mechanical polishing (CMP) Applied Materials (VS); EBARA (Japan); 3M (VS); Entegris (VS)
- Wafer testing -> JTAG Technologies (NL)
- Die preparation
- Through-Silicon Via manufacture -> Applied Materials (VS)
- Wafer mounting -> Semiconductor Equipment Corp. (VS)
- Wafer backgrinding and polishing[13] -> Syagrus Systems (VS)
- Wafer bonding and stacking (voor 3D-IC’s en MEMS) -> Applied Materials (VS); BE Semiconductor Industries (NL, CH)
- Redistribution layer manufacture -> Cadence technology (VS, Ierland)
- Wafer Bumping -> Confovis (D)
- Die cutting or Wafer dicing ->ASM PT (NL, Singapore)
- IC packaging
- Die attachment -> Advanced Packaging (VK); Palomar Technologies (VS)
- IC bonding: -> K&S Lithography (Singapore, NL)
- IC encapsulation or integrated heat spreader (IHS) installation -> Bitspower (Taiwan)
- IC testing -> KLA (VS, Singapore); Nearfield Instruments (NL)
Link magazine editie december thema 2021 Sociale Innovatie: Beter innoveren, beter produceren. Lees Link digitaal of vraag een exemplaar op: mireille.vanginkel@linkmagazine.nl’
Dit stroomschema toont de hoofdstappen van het chipfabricageproces met daarbij steeds de namen van een of meerdere fabrikanten (niet per se de belangrijkste) van de machines die daarvoor nodig zijn, plus het land waar het hoofdkantoor en belangrijke productieplants gevestigd zijn.
