News TSMC: Neuer Zeitplan für 450-mm-Wafer

Volker

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Ein neues Jahr, ein neuer Termin. So ehrgeizig die Pläne für die Fertigung von 450 mm großen Wafern auch einmal war, die Realität hat alle forschenden Unternehmen eingeholt. Und so musste TSMC im Rahmen der Quartalszahlen bekanntgeben, dass sich diese Fertigungstechnik wohl weiter verschieben wird.

Zur News: TSMC: Neuer Zeitplan für 450-mm-Wafer
 
2015/2016, das ist keine News wert.

wayneto18.gif
 
Man verschiebt doch nur die Zahlen nach hinten damit man später sagen kann: "wir haben es doch schon 1 Jahr früher fertig". Und niemand denkt mehr daran dass zuvor jahrelang die Zahlen nach hinten korrigiert wurden.

Verständlich, dass neue Technik selbst von den Größten nicht gleich sofort mahbar ist, gewisse Dinge müssen erstmal realisiert werden, aber es ist dennoch schön darüber zu lesen, wenn sich was tut.

Klar sind das keine großen Weltnews, aber: es sind Computernews. Womöglich nichtmal exklusiv, aber ich wußte es noch nicht. Auch wenn es nichtmal wayne interessiert.
 
Gibt es da eigentlich einen technischen Grund, warum die die Größe (bzw. der Druchmesser) zwingend um 50% steigen muss?

200 ---> 300 ---> 450

Ich meine wenn 450mm so schwierig ist, warum macht man nicht früher 350-400mm?

Fabriken werden doch eh im wenige Jahrestakt neu und für eine spezielle Produktion gebaut, bzw. umgerüstet.

Aber ich glaube nun nicht dass die von TSMC und INTEL zu blöde sind, daher kann mich vielleicht jemand aufklären, weswegen solche Zwischenschritte nicht gehen oder halt keinen Sinn machen.

Gruß

Doc
 
Zuletzt bearbeitet:
Nun ja nach einem Jahr ist man auf (wenn überhaupt) dem Break Even Point und erst ab da macht man Geld. und mit 50% mehr Fläche kann man 50% mehr verkaufen.
 
was haben wir als kunde jetzt für einen vorteil? meint ihr ernsthaft, dass die gesunkenen kosten an die kunden weitergegeben werden? ansonsten ist die news so viel wert wie: auftragsfertiger xy kann kosten sparen durch effizientere personalgestaltung....
 
und mit 50% mehr Fläche kann man 50% mehr verkaufen.
So weit ich weiss, sind die (nahezu) Wafer rund.

Daher berechnet sich die Fläche: A = r² * Pi
Somit steigt die Fläche quadratisch mit dem Radius ( aber auch Durchmesser).
1,5²=2,25

Die Fläche wird also 2,25 mal so groß.

ABER das ist nur ein Vorteil bei gleichen Fertigungkosten pro Wafer. Also egal ob 300mm oder 450 mm.
Und das ist halt nicht der Fall.

Erstmal muss man die großen Wafer halt dahin bringen, dass sie pro Fläche gleich teuer oder halt billiger sind als die kleinen.

Ein Vorteil von größeren Wafern ist aber, vor allem bei großen Chips, dass prozentual weniger Verschnitt anfällt. Aber ohne das jetzt durchzurechnen zu wollen, glaube ich nicht, dass das mehr als 10% Preisvorteil bringt. Eher noch weniger.
 
Zuletzt bearbeitet:
@Anwalt Dr. Gonzo: Erst mal gut beobachtet :)

Dann würde ich sagen: Hast du auch erkannt, weniger Verschnitt. 1. Vorteil. 2. Vorteil: Höhere Ausbeute (Yield). Die nimmt zum Rand hin ab Da der Rand bei größeren Wafern "weiter weg" ist, sind also die yields besser. 3. Punkt: Mehr Chips in kürzerer Zeit. Ein Wafer braucht einfach eine gewisse Zeit (nagelt mich nicht fest aber 3-4 Wochen auf jeden Fall) um die Fabrik zu durchlaufen. Ein 450mm Wafer ersetzt natürlich zwei 300mm Wafer, somit kann ich in der halben Zeit produzieren oder in der gleichen Zeit die doppelte Menge.


Wirklich schade also, dass das so lange dauert..

Um abschließend deine Frage zu beantworten (versuchsweise): Die Werkzeuge für die Fertigung müssen *vermutlich* komplett neu entwickelt werden (also ALLES), auch wenn der Wafer nur 10% größer wird. Das lohnt sich natürlich nur, wenn der Ertrag hinten raus entsprechend groß ist. Weil sonst kommt man einfach billiger, wenn man die alte Fertigung weiter verwendet.
 
Anwalt Dr.Gonzo schrieb:
Gibt es da eigentlich einen technischen Grund, warum die die Größe (bzw. der Druchmesser) zwingend um 50% steigen muss?

200 ---> 300 ---> 450

Ich meine wenn 450mm so schwierig ist, warum macht man nicht früher 350-400mm?

Fabriken werden doch eh im wenige Jahrestakt neu und für eine spezielle Produktion gebaut, bzw. umgerüstet.

Aber ich glaube nun nicht dass die von TSMC und INTEL zu blöde sind, daher kann mich vielleicht jemand aufklären, weswegen solche Zwischenschritte nicht gehen oder halt keinen Sinn machen.

Gruß

Doc

weill die entwicklung der dazu apssenden Maschinen das teuerste ist und nicht der bau der maschinen an sich da die stückzahlen extrem gering sind. und da geht es nicht nur im die chip produktionsmaschinen sondern von der zücktung der Kristalle bis zum zersägen der einzelnen chips
 
@ Anwalt Dr.Gonzo
Kann ich dir sagen, du brauchst öfters neue Maschinen, für jeden Prozess kannst du erstmal Jahrelang deinen Technologen drauf hetzen damit der Prozess was wird. Kostetet alles also eine Menge Geld und Zeit.

Zumal heutige Halbleiter Maschinen (neubau) zum größten Teil schon für 450mm vorgesehen sind. Der größte Dt. Wafer Hersteller hatt schon die passenden Anlagen in seiner Dt. und Singapur Fab. stehen aber aktuell kommen da halt nur 300er raus.
 
Und wieso ist das so schwierig, ich kann mir das nicht vorstellen, da ist doch bloß die Platte größer wo man mit dem Licht drauf blitzelt :)
 
Hehe,

So einfach ist das nicht wie man sich das vorstellt. Wenn man bedenkt das jedes kleinste Partikelchen (wir sprechen von größen ca. 6000 mal kleiner als das Menschliche Haar) einen Chip nutzlos machen ist der Aufwand immens einen größeren Wafer zu fertigen.

Jeder Schritt, ob nun Ätzen, Lithographie, hochtermische Prozesse, Plasmaverfahren usw. müssen neu überprüft werden ob der Wafer die neuen Parameter überhaupt übersteht. Geschweigenden ob die Funktionen des Chips noch arbeiten. Zudem überlappen sich bei fast allen Verfahren mehrere Faktoren (Auflösung, hab ich zu viel Unterätzung, sind meine Konturen scharf usw. ).
Ehe man einen stabil laufenden Prozess hat kann es Monate dauern (erste Tests-> Maschine unpassend->neue Maschine-> einarbeiten in die Maschine-> neue Tests-> Maschine macht nicht was sie soll...usw.).

Profitabel ist es nur wenn man die alte Auslastung mit den neuen Wafern schafft. Da das Geschäft mit den Halbleitern so schwankend ist wie die Haltung mancher Politiker wagen sich bisher nur wenige die 300mm Linien zu etablieren. Wenn die Schwellenländer (China, Indien, Brasilien...) ihren Durst nach Technologie stillen wird diese Technologie auch Marktreif.

MOE
 
So ein grosser Wafer biegt sich halt leicht durch , und schon ist die Belichtung fürn Eimer.
Ich glaube die sind nichtmal nen mm dick. Es muss ja alles haargenau passen, und das macht das ganze so teuer.
 
achso, das schwierige ist den Wafer Herzustellen, ja gut das ergibt sinn, ich dachte irgendwie das es darum geht das die diese 450mm Platten da liegen haben und keine chips raus kriegen, aber so kapier ich es :)
 
Nasenbär schrieb:
So ein grosser Wafer biegt sich halt leicht durch , und schon ist die Belichtung fürn Eimer.
Ich glaube die sind nichtmal nen mm dick. Es muss ja alles haargenau passen, und das macht das ganze so teuer.

Durchbiegen tut sich da nix. Die dicke steigt natürlich bei grösser werdenden Radius. Siliziumwafer sind sehr stabil solange man sie nicht fallen lässt.

Und wer hier nach mehr Innovation schreit kann ja einfach mal IEEE Paper lesen und feststellen wieviel Innovation abgesehen von der Wafergrösse in seiner CPU GPU RAM oder SSD steckt.....nämlich verdammt viel.

Mikrosystemtechnik gleicht Voodoorezepten.

Sie sind kompliziert man muss penibel auf die Parameter achten und am ende klappt der Prozess doch nicht und man weiss nicht warum, obwohl er letzte Woche noch funktioniert hat, bis man vom Techniker gesagt bekommt, das Komponente XY von einem neuen Lieferanten kommt und eigentlich das gleiche tuen sollte.

Aber Leute die noch nie Dinge etwas im Reinraum gearbeitet haben darf man unverständniss nachsehen.
 
Natzcape schrieb:
Durchbiegen tut sich da nix. Die dicke steigt natürlich bei grösser werdenden Radius. Siliziumwafer sind sehr stabil solange man sie nicht fallen lässt.
Ich kann nur das sagen was mir bei einer Exkursion bei Quimonda von einem Ingenieur gesagt worden ist. Und er meinte bei der Einführung von 300mm Wafern wäre dass das größte Problem gewesen.
Es geht ja auch nicht darum dass die Dinger kaputt gehen beim durchbiegen, sondern dass die Genauigkeit bei der Belichtung (und anderen Fertigungsschritten) nicht mehr gegeben ist.
Und um das zu verhindern ist ein Riesenaufwand notwendig.
 
Hatte schon mal bisschen was zu den 450-mm-Wafern hier geschrieben. Links gehen leider nicht mehr, da war alles zur Umstellung sehr detailliert beschrieben :(
Mr. Snoot schrieb:
Interessant ist die Durchbiegung vor allem beim Wafertansport. Der Abstand der Wafer im FOUP muss beachtet werden, damit sich die Wafer nicht berühren, die Waferhandler brauchen neuartige Auflageflächen. Die Wafergröße bereitet auch Probleme bei ganzflächig abgeschiedenen Schichten, weil der Wafer - auf Grund des größeren Durchmessers - durch Schichtspannungen leichter verformt werden kann.

Die Dicke, um eine Durchbiegung zu unterbinden, lässt sich auch nicht beliebig hochschrauben. Da wie gesagt Kosten ein Problem sind. Daneben spielt die Eigenfrequenz der Wafer eine ganz wichtige Rolle, so dass diese beim Transport nicht in Schwingung geraten und brechen.

Zudem bedeutet ein größerer Wafer im ersten Moment nicht automatisch eine billigere Produktion, da ja auch eine größere Fläche bearbeitet werden muss. D.h. die Energiekosten pro cm² müssen um den Faktor 2,25 gesenkt werden, damit man das Niveau eines 300 mm Wafers erreicht.

Zusätzlich dauert die Herstellung der Wafer mehr als doppelt so lang, was wiederum mehr Möglichkeiten bietet, dass sich Fehler ins Kristallgitter einbauen können.


Wer Lust hat, kann sich auch hier mal durchlesen, dann sieht man mal, was für ein Rattenschwanz da hinten dranhängt:



Nett aussehen tun die Scheiben jedenfalls :)

 
Mr. Snoot schrieb:
Zusätzlich dauert die Herstellung der Wafer mehr als doppelt so lang, was wiederum mehr Möglichkeiten bietet, dass sich Fehler ins Kristallgitter einbauen können.

Das verstehe ich nicht ganz? Wieso verdoppelt sich die Herstellung?


Ein weiterer Punkt ist für mich auch das Waferhandling durch das Personal. Ich finde, dass dies mit 8" Scheiben schon wesentlich komplizierter ist als z.B. mit 6". Und auf dem Foto sieht man gut wie riiiesig die 450mm Wafer sind.


PS: Weiß jemand zufällig, wieviel ein nicht bearbeiter Wafer kostet? Im Bereich von 3000-4000 Euro, oder?
 
Die Waferherstellung dauert doppelt so lang, nicht die Waferbearbeitung/Chipherstellung. Das Herstellungsverfahren ist bei 450 mm extrem schwierig.

Die Wafer werden automatisch transportiert, nicht von den Mitarbeitern. So gesehen ist das Handling nur bzgl. der Abmessungen der Tools/Waferhandler problematisch.

4000 € pro Wafer kommt gut hin.
 
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