Exklusiv-Interview mit SVP Alain Mutricy Globalfoundries: Politische Unterstützung fehlt!

Während Chip-Fertigung in Taiwan Staatsräson ist und TSMC 3nm-Chips plant,ist das Thema »Leading Edge« am Standort Dresden ausgeträumt.Warum China Europa und den USA weit voraus ist und dennoch Optimismus in Dresden angesagt ist,sagt SVP Alain Mutricy im Exklusiv-Interview mit der DESIGN&ELEKTRONIK.

DESIGN&ELEKTRONIK: Die Herstellung von Halbleiter-Chips ist sehr teuer, viele Regionen konkurrieren weltweit um Fabriken, Arbeitsplätze und nicht zuletzt um ein Ökosystem, das noch mehr Arbeitsplätze bietet. Welche Art von Unterstützung ist für Foundries wie Globalfoundries seitens der Regierungen in Bezug auf Subventionen, die Bereitstellung von Immobilien usw. erforderlich? Welches sind die Entscheidungskriterien für oder gegen den Bau einer Fab an einem bestimmten Standort?

Alain Mutricy: Die Investitionen sind extrem hoch, Sie brauchen ein Minimum-Durchsatz von Wafern pro Monat, um überhaupt wettbewerbsfähig zu sein. Lassen Sie uns mal 50.000 Wafer annehmen. Wenn Sie in 7-Nanometer-Fertigung investieren, kostet Sie das rund 300 Mio. Dollar pro 1000 Wafer, das heißt bei 50.000 Wafern sind Sie bei 15 Milliarden Dollar.

Die Folge ist, dass TSMC bei 28-Nanometer und darunter rund 75 Prozent und bei 16-Nanometer und darunter rund 90 Prozent Marktanteil hat. Bei 7-Nanometer wird TSMC für ein bis zwei Jahre 100 Prozent Marktanteil haben. Wir haben eine Monopolsituation und ich bin mir nicht sicher, ob die Leute am Markt das überhaupt so realisieren. Die Frage ist daher, worin investieren Sie?

Die Frage kann ich Ihnen nicht beantworten, ich hoffe, Sie können es!

Wenn Sie in Commodity-Technologie investieren, haben Sie niedrige durchschnittliche Verkaufspreise und geringe Rendite. Wenn Sie in Leading-Edge investieren, müssen Sie nicht nur die erwähnten 15 Milliarden in Fab-Equipment, sondern auch noch Milliarden in F&E investieren. Weltweit können das nur noch vier Teams: Eines von Intel, eines von Samsung, eines von TSMC und eines von Globalfoundries. Und dann brauchen Sie die Kundenunterstützung. Und dann die Unterstützung der Regierung, um das Geschäft am Leben zu halten.

 » Fehlende politische Unterstützung schadet Europa seit 10 Jahren massiv! «

Was genau muss die Regierung liefern? 
Derzeit fehlt politische Unterstützung von allen Seiten, was Europa und die USA mittlerweile seit zehn Jahren massiv schadet. Das Grundproblem ist, dass Politiker ihre Karrieren und politische Inhalte von einer Wahl zur nächsten planen, also in Vier- beziehungsweise 5jahreszyklen. Das trifft nicht nur in Europa zu, sondern auch in den USA. Es gibt aber ein Land, wo es anders ist: China. Dort gibt es einen Zwanzigjahresplan. Was in China gerade an Fortschritten in künstlicher Intelligenz passiert, ist beeindruckend, auch für Fab-Betreiber, nehmen Sie nur mal die Optimierung der Energieversorgung.

Marktführer für Prozessoren in Rechenzentren, die ja unmittelbar mit künstlicher Intelligenz zusammenhängen, ist aber eine US-Firma, nämlich Intel…. 
Intel hat nebenbei bemerkt auch keine politische Unterstützung in den USA, aber wo werden denn zukünftig die elektronischen Gehirne designt und gefertigt? In China! Abgesehen davon befinden sich 50 Prozent des Marktes in China und wenn Sie daran partizipieren wollen, müssen Sie in China investieren. Das ist alles sehr kompliziert. Ich glaube, künstliche Intelligenz ist für Europa sehr wichtig.

 »Sollen 100 Prozent aller KI-Chips von einem Hersteller in Taiwan gefertigt werden? « 
 
Und was sind die Konsequenzen daraus? 
Die Frage ist, wollen Sie, dass in zehn Jahren möglicherweise 100 Prozent aller KI-Chips von nur einem Hersteller in Taiwan gefertigt werden? Was ist die Alternative? Möglicherweise Globalfoundries?

Globalfoundries hat die EU-Kommission gebeten, die Art und Weise zu bewerten, in der TSMC Geschäfte tätigt - Sie beschuldigen TSMC des unlauteren Wettbewerbs, beispielsweise der Verwendung von Exklusivitätsklauseln und Loyalitätsrabatten. Was passiert in diesem Fall und wann erwarten Sie, dass die EU eine Strafe verhängt? Und warum beschuldigen Sie TSMC in Europa zuerst? Warum nicht auch in den USA?

Bitte haben Sie Verständnis dafür, dass ich ein laufendes Verfahren nicht kommentieren kann. Aber nebenbei bemerkt: Wir haben TSMC nicht bei der EU angezeigt, die EU hat selbstständig eine Untersuchung gegen TSMC eingeleitet.

Ihr Standort in Dresden, der im 32-Nanometer-Zeitalter führende Hersteller für AMD, war daran interessiert, Leading-Edge-Fertigung zu behalten, konnte aber schließlich nicht mit dem Bundesstaat New York konkurrieren. Jetzt sind Ihre Kollegen auf 28 Nanometer und darüber sowie FD-SOI limitiert. Wurde die Entscheidung wegen fehlender Unterstützung der Bundesregierung und/oder der Europäischen Kommission getroffen, die finanzielle Unterstützung für Globalfoundries abgelehnt hat?

Lassen Sie es mich so ausdrücken: Für neue Technologien eine neue Fab zu bauen, ist langfristig der bessere Weg als eine bestehende Fab für neue Technologien umzurüsten. Dresden läuft gut bis zu 22 Nanometer, wenn Sie darunter gehen wollen, brauchen Sie erhebliche zusätzliche Investitionen. Wir investieren fortlaufend in Dresden, um 28-Nanometer-Kapazitäten in 22-FDSOI umzuwandeln. Wir haben diesbezüglich gute Unterstützung vom Freistaat Sachsen und von der Bundesregierung. Um es klar zu sagen: Im Leading-Edge gibt es keine Chance mehr gegen einen Wettbewerber mit fast 100 Prozent Marktanteil. Wir transformieren Dresden von einer Ex-Leading-Edge-Second-Source mit 5 oder zeitweise sogar nur 3 Kunden in diverse differenzierende Plattformen, ein bisschen 40-Nanometer, ein bisschen 28-Nanometer, jetzt 22-Nanometer-FDX und Erweiterungen wie HF und so weiter Jetzt haben wir über 100 kleine und mittlere Kunden und eine wie ich glaube sehr lange Laufzeit dieser Fertigungsprozesse von 10 bis 20 Jahren.

Damit haben Sie zum Glück Ihre Abhängigkeiten reduziert…

Genau, stellen Sie sich vor, unsere 3 bis 5 Ex-Leading-Edge-Kunden haben zur selben Zeit entschieden, auf den nächsten Fertigungs-Node zu wechseln. Unser Geschäft wäre innerhalb von Quartalen auf Null gesunken.

Offensichtlich werden FD-SOI-basierte Produkte für Massenanwendungen wie 5G oder Mobile nicht in Europa, sondern hauptsächlich in Asien hergestellt. Es gibt eine Wachstumsstory, die Europa nicht miterzählen kann, weil die absolute Anzahl der verkauften Autos weltweit (80 Millionen Einheiten) fast nichts ist verglichen mit der Anzahl der mobilen Geräte und anderer Konsumgüter wie PCs und so weiter. Wie werden Sie die Dresdner Fabs auslasten, besonders wenn der AMD-Fab-Vertrag irgendwann ausgelaufen sein wird?

» Mit AMD machen wir heute in Dresden so gut wie kein Geschäft mehr. «

Also, mit AMD machen wir schon heute so gut wie gar kein Geschäft mehr in Dresden, dafür umso mehr in unserer 14-Nanometer-Fab in Malta für Server, PCs und Grafikkarten. Wie schon gesagt, wir haben über 100 kleine und mittlere Kunden in 40 bis 22 Nanometer für Dresden, welche uns eine gute Auslastung bringen.

Ihre Niederlassung in Dresden startete 22FDX, während die chinesische Stadt Chengdu 100 Millionen Dollar investierte, um ein FD-SOI-Ökosystem aufzubauen, und nicht zuletzt eine 300-Millimeter-Fab, die von einem Joint Venture mit Ihrem Unternehmen gebaut wurde. Wird am Ende des Tages die Auslastung Ihres Standorts Dresden sinken, was zu Umsatzeinbußen führen wird, weil es sinnvoller ist, den chinesischen Markt durch eine in China gelegene Fabrik zu beliefern?

Die Fab in Chengdu ist bereits fertig, sie ist 470 Meter lang, wirklich beeindruckend. Sie ist so groß wie TSMCs Giga-Fab. Wir werden sie in der ersten Phase mit Commodity-Nodes eröffnen, um das Personal zu trainieren und sie zum Laufen zu kriegen. In Phase zwei in dem Jahr 2019/2020 starten wir mit FD-SOI. Währenddessen ist Dresden wie ich hoffe voll ausgelastet, es würde gar keinen Sinn ergeben, Produktion von Dresden nach Chengdu zu verlagern. Unsere Wette bezieht sich vielmehr auf den zukünftigen Erfolg der FD-SOI-Technologie und die Vollauslastung beider Standorte. Alle Wafer beider Standorte werden in alle Märkte weltweit verkauft.

Der Gesamtmarktanteil von TSMC betrug 2017 55,9 Prozent, Globalfoundries hatte 9,4 Prozent, UMC 8,5 Prozent und der zehnte Dongbu HiTek war auf 1,2 Prozent begrenzt. Es gibt wenige Branchen, die von einem Marktführer wie dem Foundry-Geschäft dominiert werden. Will Globalfoundries Marktanteile von TSMC angreifen oder akzeptieren Sie die Dominanz von TSMC – und die Kostenvorteile durch Skalierungseffekte – und suchen Sie nach neuen Nischen wie bei FD-SOI? Was ist Ihre Wachstumsstrategie?

 » FD-SOI wird keine Nische bleiben. «

Ich denke nicht, dass FD-SOI eine Nische bleiben wird. Ähnlich wie 28 Nanometer glaube ich vielmehr, dass FD-SOI ein Mainstream-Prozess wird schon auf Grund seiner HF- und mm-Wellen-Unterstützung. Da wollen wir kräftig wachsen.

Kommen wir zur Leading-Edge-Fertigung. Sie haben einen 7-Nanometer-Prozess angekündigt, der 10-Nanometer überspringt - zunächst mit Immersions-Belichtung und Triple-Patterning auf einigen Ebenen. Warum haben Sie 10-Nanometer übersprungen und warten nicht, bis EUV bereit für 7-Nanometer ist?

Wir glauben, dass 10-Nanometer ein Half-Node mit sehr kurzem Lebenszyklus sein wird. In dem Moment, wo 7-Nanometer verfügbar sein wird, werden diese Kunden sofort von 10-Nanometer auf 7-Nanometer wechseln. In unserem Fall wird 7-Nanometer ausgehend von 14-Nanometer eine Geometrieschrumpfung um 45 Prozent bedeuten und eine signifikante Erhöhung der Rechenleistung bringen. Da nicht nur die High-End-, sondern auch die Feature-Smartphones irgendwann alle bei 7-Nanometer landen werden, wird 7-Nanometer einen langen Lebenszyklus aufweisen. Was EUV angeht, wird dies für die Massenfertigung nicht vor 2019 verfügbar sein.

Sie haben angekündigt, in einem ersten Schritt EUV zu verwenden, um Kontakte und Durchkontaktierungen zu erstellen. Dabei werden 15 optische Schichten auf 5 EUV-Schichten reduziert, aber es gibt keine Geometrie-Schrumpfung. Derzeit sind die Fehlerhäufigkeiten für EUV-Systeme zu hoch, um die Systeme auch zur Herstellung von Metallschichten zu verwenden. Wann erwarten Sie eine Lösung für diese Herausforderung?

Sie haben Recht, im ersten Schritt wird kein Schrumpfen sichtbar sein. Wir wollen mit EUV den Prozess vereinfachen. Ich habe derzeit keine Idee, wann genau EUV auch für Metall-Schichten eingesetzt werden kann.

ASML hat ein Polysilizium-Pellikel entwickelt und das Imec-Forschungsinstitut arbeitet an einem Pellikel auf Nanoröhrchenbasis, um Masken während der Verarbeitung vor Kontamination zu schützen. Die Pellikel können leider mehr als 30 Prozent des EUV-Lichts absorbieren, was den Wafer-Durchsatz verringert. Gleiche Frage: Sehen Sie eine Lösung zu diesem Thema?

Auch hier kann ich derzeit keine konkrete Aussage treffen, sorry. Sie haben mit Ihrer Feststellung aber auch hier Recht. Deswegen ist der Ansatz, den wir gehen, richtig, zunächst mal die Anzahl der Schichten zu reduzieren und dann mit der Prozessentwicklung fortzufahren und weitere Vorteile der EUV-Belichtung zu erschießen.

EUV wird eine enorme Reduzierung der Zykluszeit und der Edge-Placement-Fehler ermöglichen ... aber auch eine Kostensenkung? Ihre teuren EUV-Tools kosten jeweils mehr als 100 Millionen US-Dollar und die erforderlichen e-Beam-Geräte für Inspektionszwecke kommen auch noch dazu. Wo liegt der Kostenvorteil?

Ich kann Ihnen versichern, dass wir das alles gut kalkuliert haben und ganz klar einen Kostenvorteil über die antizipierten Laufzeiten sehen.

Sie haben gesagt, dass TSMC 100 Prozent des 7-Nanometer-Marktes zumindest für 2018 mit Samsung als wahrscheinlichem Konkurrenten im späteren Teil des Jahres 2019 einnehmen wird. Wie entwickelt sich Ihrer Ansicht nach Globalfoundries‘ Marktanteil in 7 Nanometer?

 » Wir haben bereits Kunden für 7 Nanometer gewonnen. « 

Wir haben bereits Kunden in 7-Nanometer gewonnen und Kunden in 14-Nanometer, die unsere Leistungsfähigkeit gut einschätzen können und mit denen wir in der 7-Nanometer-Entwicklung sind. Wir sind sicher nicht die ersten am Markt und wir haben nicht die größten Investitionen in 7-Nanometer-Kapazität getätigt, wenn Sie sich die Ankündigungen von TSMC und Samsung ansehen. Anders formuliert: Wir gieren nicht nach Marktanteilen, sondern wollen einen nachhaltigen Markt mit differenzierenden Produkten entwickeln. Nicht nur in Dresden mit FD-SOI, sondern auch in Singapur, wo wir beispielsweise BCD-Prozesse für Power-Management entwickelt haben.

Samsung und TSMC sprechen bereits von 5-Nanometer-Prozessen. Die Prozesse könnten EUV verwenden, um bis zu 5 Schnittmasken für FinFETs auf eine Schnittmaske zu reduzieren. Was sagen Sie zu diesen aggressiven Roadmaps? Welches sind die wichtigsten Herausforderungen für 5-Nanometer, die es zu überwinden gilt? Die Implementierung von Gate-all-around-Transistoren?

Absolut richtig, wir arbeiten mit dem Forschungszentrum in Albany an Dingen wie dem Gate-all-around-Transistor, TSMC hat in der Tat eine sehr aggressive Roadmap für 5-Nanometer- und 3-Nanometer-Fertigung angekündigt. Ich glaube, 7-Nanometer wird eine lange Zeit überdauern, schauen Sie doch mal, wieviele Firmen auf 7-Nanometer gehen: Einige wenige. Außer Server, wo Sie limitierte Stückzahlen, aber große Chips haben, Grafik, PCs und Smartphones ist da nichts mehr. Wer füllt Samsungs und TSMCs 7-Nanometer-Fabs?

Das ist eine gute Frage… 

Und dann stellt sich die Frage, wer füllt die 5-Nanometer- und 3-Nanometer-Fabs.

Die Bezeichnung von Herstellungsprozessen passt nicht mehr zu realen Geometrien, beispielsweise lieferte TSMC einen sogenannten 16-Nanometer-FinFET-Prozess, bei dem es sich um einen 20-Nanometer-Prozess handelte, der nur planare Transistoren durch FinFETs ersetzt. Der 10-Nanometer-Prozess von Intel, der derzeit hochgefahren wird, wird eine ähnliche Dichte aufweisen wie die führenden 7-Nanometer-Foundry-Prozesse. Warum verwirren Foundries die Öffentlichkeit mit Fantasienamen? 

(lacht) Das dürfen Sie mich nicht fragen! Relevant sind Rechenleistung, Energieverbrauch und Flächenbedarf. Es geht vordergründig gar nicht um die Anzahl der Transistoren pro Flächeneinheit, sondern die Frage, welche Rechenleistung und Energieverbrauch und Siliziumfläche können Sie zu welchem Preis liefern. Da geht es beispielsweise um die Frage, brauchen Sie Double- oder Triple-Patterning oder nicht. Ich sehe übrigens Intel nicht im traditionellen Foundry-Markt.

Intel hat aber auch das Foundry-Geschäft vorangetrieben, auch wenn es bisher nicht für die Top-10-Liste gereicht hat. Denken Sie, dass Intel in naher oder mittlerer Zukunft ein ernstzunehmender Konkurrent sein wird?

Das traditionelle Foundry-Geschäft ist sehr kostensensitiv. Ich sehe Intel, auch wenn sie einige Kunden haben, um ihre Fabs zu füllen, nicht als Wettbewerber, weil aus meiner Sicht die Differenzierung fehlt.

Ich denke nicht, dass sie sich wirklich in diesem Geschäftsmodell engagieren.

Herr Mutricy, vielen Dank für das Interview!