Kommentar Warum die IC-Preise nicht mehr so schnell sinken werden

Heinz Arnold, Chefredakteur Markt&Technik
Heinz Arnold, Chefredakteur Markt&Technik

Die Flash-Speicher stehen an vorderster Front der Technik und werden die 20-nm-Schwelle als erste nach unten durchstoßen - Toshiba hat gerade als erster einen 19-nm-Flash-Speicher angekündigt. Die DRAMs werden bald folgen, sie kommen an der 25-nm-Schwelle an. Intel arbeitet mit Hochdruck an einem 22-nm-Prozess und will ihn noch in diesem Jahr in die Produktion bringen, damit steht die Logik knapp vor der 20-nm-Schwelle.

Das klingt zunächst einmal gut für die Anwender. Sie können sich weiterhin auf sinkende Preise bzw. konstante Preise bei steigender Funktionalität freuen. Denn kleinere Strukturgrößen bedeuten mehr Transistoren pro Flächeneinheit und damit lassen sich mehr Chips pro Wafer fertigen - also sinken die Preise: Moore´s Law. 

Nun ist das Ende von Moore´s Law schon oft vorhergesagt worden. Doch wenn schon jemand wie kürzlich Morris Chang sein Ende in sechs bis acht Jahren prognostiziert, dann dürfte schon etwas dran sein. Wer schon in der Strukturierung bei einigen wenigen  Atomschichten angelangt ist, der weiß, dass physikalisch nicht mehr viel zu machen ist.

Selbst dem Zugpferd von Moore´s Law, der Lithografie, scheint langsam der Atem aus zu gehen. Die neue Lithografie-Generation - Extreme Ultraviolett (EUV) - ist immer noch nicht produktionsreif, die Hersteller verwenden weiterhin die Lithografie mit 193 nm. EUV sollte spätestens bei unter 20 nm in die Fertigung Einzug halten - doch sieht es nach weiteren Verzögerungen aus. Denn der Probleme gibt es viele, angefangen von den Strahlungsquellen, die noch nicht die für einen wirtschaftlichen Durchsatz erforderliche Leistung bringen.

Die Frage ist nun, ob es sich überhaupt noch lohnt, in teure neue Techniken zu investieren. Eins dürfte aber fest stehen: Die steigenden Komplexität der Fertigungstechnik wird sicherlich dazu führen, dass die Preise künftig nicht mehr in dem Maße sinken können, wie bisher gewohnt. Denn selbst wenn die EUV-Geräte kommen, dann dürften sie zwischen 60 und 80 Mio. Dollar kosten.

Auch sonst vergrößert sich der Aufwand für die neuen Chip-Generationen enorm. Denn mit kleineren Strukturen ist es nicht getan, neue Materialien - etwas die schwierig zu beherrschenden Low-k-Dielectrics - müssen in den Fertigungsprozess integriert werden, was die ganze Sache zunehmend teuer macht. Und selbst die vielen Tricks, mit denen die 193-nm-Lithografie heute arbeitet, schlagen schon deutlich zu Buche.

Der einzige Weg, die Kosten zu reduzieren, besteht also darin, die Wafer-Durchmesser auf 450 mm zu erhöhen. Die wenigen großen Hersteller, die es sich das leisten können, arbeiten bereits daran, TSMC  etwa will eine Pilotlinie um 2013/14 in Betrieb nehmen. Dass sich aber nur sehr wenige Hersteller den Umstieg auf die 450-mm-Wafer-Generation leisten können, bedeutet, dass die Marktmacht der Platzhirsche wächst. Und was das wiederum bedeuten kann, haben wir gerade erst wieder an Ostern an den Tankstellen erlebt.

Steigende Prozesskomplexität, weniger Mitspieler in der Top-League - das spricht alles nicht dafür, dass sich die Erfahrungen aus 50 Jahre Halbleitergeschichte nahtlos fortsetzen ließen.