EU Chips Act zeigt Wirkung Fokus auf Stromspar-ICs: Neue 300-mm-Chipfabrik in Frankreich

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Die Melange aus Krisen, Chipmangel und EU Chips Act ist offenbar eine Initialzündung für die Chipindustrie in Europa: Nach Infineon, Bosch und Intel wollen nun auch STMicroelectronics und GlobalFoundries mehrere Milliarden Euro in zusätzliche Fertigungskapazitäten auf dem Kontinent stecken. Im Fokus der gemeinschaftlichen Investition stehen die Stromspar-Prozesstechnik FD-SOI und Prozessknoten bis hinunter zu 18 nm.

Halbleiterentwickler und -hersteller STMicroelectronics (ST) und Auftragsfertiger GlobalFoundries (GF) wollen eine neue, gemeinsam betriebene 300-mm-Chipfabrik (Fab) im französischen Crolles bauen. Dazu haben beide Partner eine Absichtserklärung unterzeichnet. Bis 2026 soll die Fab ihre volle Kapazität erreichen und bei voller Auslastung bis zu 620.000 300-mm-Wafer pro Jahr produzieren. ST und GF haben Produktionsanteile von 42 respektive 58 Prozent vereinbart.

Der an die bestehende 300-mm-Anlage von ST angrenzende Neubau soll mehrere Technologien unterstützen, insbesondere FD-SOI („Fully Depleted Silicon-on-Insulator“) und mehrere Varianten. Dazu gehören etwa die FDX-Prozesstechnik von GF sowie die umfassende Roadmap von ST bis hinunter zu Prozessknoten von 18 nm. Beide Partner erwarten über die nächsten Jahrzehnte eine hohe Nachfrage in den Bereichen Automotive, IoT und mobile Anwendungen sowie Kommunikationstechnik. Das 2009 aus der Halbleiterfertigungssparte von AMD hervorgegangene GF unterhält bereits eine moderne Fab in Dresden. Mehrheitlicher Anteilseigner ist heute die Advanced Technology Investment Company (ATIC) des Emirates von Abu Dhabi.

Stromsparchips auf Basis von FD-SOI-Prozesstechnik

Die jetzige Ankündigung kommt wenig überraschend: Erst im April hat ein Konsortium aus europäischen Forschungseinrichtungen und Industrieunternehmen sowie dem US-amerikanischen Auftragsfertiger GlobalFoundries angekündigt, die CMOS-Prozesstechnik FD-SOI verbessern zu wollen. Mit dabei, neben GF, CEA-Leti und Soitec: ST. Der französisch-italienische Konzern ist der einzige Chipentwickler mit eigener Produktion in der Allianz – und hat schon früh auf FD-SOI gesetzt: Bereits seit mehreren Jahren produziert ST kundenspezifische Chips und Standardprodukte für unterschiedliche Endmärkte auf Basis dieser Technik.

Die Konzentration auf FD-SOI zeigt: Energieeffizienz gewinnt einen immer höheren Stellenwert in der modernen Chipfertigung. Eine wichtige Stellschraube dafür ist die Verkleinerung der aktiven Strukturen, eine weitere eben die zugrunde liegende Fertigungstechnik. So lassen sich etwa mit FD-SOI besonders stromsparende ICs produzieren. Ein weiterer Vorteil: Funktionen wie Hochfrequenzschaltungen für Funk-Frontends (RF) und mmWave-Technik lassen sich laut ST einfacher integrieren als mit herkömmlicher CMOS-Technik.

Nach Angaben von ST hat die FD-SOI-Prozesstechnik ihren Ursprung im Raum Grenoble (Frankreich). Sie sei von Anfang an Teil der Technologie- und Produkt-Roadmap von ST in seinem Werk in Crolles gewesen. Später wurde sie für die Fertigung im Dresdner Werk von GF kommerzialisiert.

European Chips Act: Frankreich fördert das Engagement erheblich

ST und GF erhalten für die neue Anlage erhebliche finanzielle Unterstützung vom französischen Staat. Inklusive der staatlichen Subventionen sollen mehrere Milliarden Euro in das Gemeinschaftsprojekt fließen – wie viel genau, haben die Konzerne nicht bekanntgegeben. Auf jeden Fall soll die neue Anlage laut ST auch einen wichtigen Beitrag zu den Zielen des European Chips Act leisten.

Dazu zählt, dass Europa bis 2030 einen Anteil von 20 Prozent an der weltweiten Halbleiterproduktion erreicht sowie eine weltweit führende Rolle einnimmt – was angesichts der massiven Investitionen in Halbleiterproduktionsanlagen vor allem in asiatischen Ländern wahlweise sehr ambitioniert erscheint oder unwahrscheinlich ist. Aktuell haben die europäischen Chipherstellern zusammen einen Anteil am IC-Weltmarkt von 8 bis 9 Prozent. Besonders stark sind sie im Bereich der Leistungshalbleiter.

Die umfangreichen, mehrjährigen Investitionen in die europäische Halbleiterfertigung sind trotzdem wichtig, da sie die Chiplieferketten für europäische, aber auch globale Kunden stabiler und widerstandsfähiger machen. Ganz konkret sollen in der Produktionsstätte rund 1.000 Arbeitsplätze am ST-Standort Crolles entstehen, weitere im gesamten Ökosystem von Partnern, Zulieferern und Interessengruppen.

Neue Fab ist wichtiger Baustein in STs Langzeitstrategie

ST-CEO und -President Jean-Marc Chery sieht die neue Fab als einen wichtigen Baustein in seiner langfristigen Strategie: „Die neue Produktionsstätte wird uns helfen, unser Umsatzziel von über 20 Milliarden Dollar zu erreichen.“ Die Zusammenarbeit mit GF werde es ST zudem ermöglichen, „schneller zu arbeiten, Risikoschwellen zu senken und das europäische 3FD-SOI-Ökosystem zu stärken“. Die zusätzlichen Kapazitäten könnten die eigenen Kunden außerdem „bei der Digitalisierung und Dekarbonisierung unterstützen“.

Chery macht klar, dass es nicht bei den Investitionen in Crolles bleiben wird: Auch in die 300-mm-Waferfabrik in Agrate bei Mailand in Italien werden Gelder fließen. Diese soll im ersten Halbjahr 2023 ihren Betrieb aufnehmen und voraussichtlich Ende 2025 voll ausgelastet sein. Auch in die vertikal integrierte Siliziumkarbid- und Galliumnitrid-Produktion will Chery weiter investieren.

GlobalFoundries setzt verstärkt auf 22FDX-Technik

Auch GF-CEO Dr. Thomas Caulfield betont die Vorteile der Kooperation: Für eigene Kunden würden dedizierte Foundry-Kapazitäten bereitstehen, wobei die eigene Prozesstechnik 22FDX für Automobil- und Industrieanwendungen einen Schwerpunkt bildet. Diese Linien würden von GF-eigenen Mitarbeitern betreut. GF und ST könnten beide von Skaleneffekten profitieren, zumal durch die Mitnutzung der bestehenden Infrastruktur des ST-Werks in Crolles die zusätzlichen Kapazitäten „auf äußerst kapitalsparende Weise bereitgestellt werden“. Mit der heutigen Ankündigung „erweitern wir die Präsenz von GF im dynamischen europäischen Technologie-Ökosystem und stärken unsere Position als führende Halbleiter-Foundry in Europa“, sagt Caulfield.

Das Projekt steht unter dem Vorbehalt des Abschlusses endgültiger Vereinbarungen und verschiedener behördlicher Genehmigungen, unter anderem durch die GD Wettbewerb der Europäischen Kommission, sowie des Abschlusses der Konsultation mit dem französischen Betriebsrat von ST.

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