Vom Sandkorn zu Datenspeicher

Lieferzeiten bei Storage- Produkten optimieren

2. August 2022, 12:51 Uhr | Von Matthias Lippold, Product Sales Manager Storage Central Europe bei Rutronik

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Tausend Prozesswieder­holungen führen zum Chip

Die fertigen Wafer sind für die Produktion der Chips notwendig. Das ist ein aufwendiger Prozess, der aufgrund der Vielzahl von Einzelabläufen und Kontrollschritten ganze drei Monate dauern kann. Hierzu werden eine nichtleitende Oxidschicht und eine lichtempfindliche Schicht (Engl.: Resist) auf den Wafer aufgetragen. Im nächsten Schritt landen diese in den sogenannten Steppern, die mittels Fotolithografie mikrofeine Strukturen auf den Wafer projizieren. Die unbelichteten Teile sind für den Schutz der Oxidschicht verantwortlich. Die belichteten Teile entwickeln sich weiter und legen so die darunterliegende Oxidschicht frei. Mithilfe von nasschemischen Verfahren oder durch Plasmaätzen wird die freigelegte Oxidschicht an den entwickelten Stellen weggeätzt. Durch diesen Prozess lassen sich mikroskopisch feine Schichten abtragen. Nach mehr als eintausend Prozessschritten entstehen so die Speicherzellen als Floating-Gate-Transistoren (2D) oder die Charge-Trapping-Speicherzellen (3D). Das Zerteilen der Wafer in die einzelnen Chips erfolgt in der Regel durch Sägen. Anschließend werden die einzelnen Chips in ein Gehäuse eingebracht und kontaktiert.

[Herstellung einer industriellen SD oder microSD

Der Hersteller Swissbit aus Berlin schneidet mittels Laser Cutting in einem ersten Schritt die einzelnen Chips aus dem Wafer. Diese werden dann per Bonding übereinandergestapelt. Im Anschluss werden die einzelnen Ebenen mittels Wire Bonding miteinander verdrahtet, im weiteren Verlauf verkapselt (Molding) und schließlich beispielsweise in microSD-Karten vereinzelt.

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Matthias Lippold, Product Sales Manager Storage Central Europe bei Rutronik
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Nach dem Aufspielen der Firmware helfen verschiedene Tests, die Qualität der Ware zu prüfen. Der Contact Test, der Schreibtest oder der Write/Read Verify Test sind Beispiele für den komplexen Prüfvorgang. Im erweiterten Testing erhöht sich der Temperaturbereich bis zu den Grenzbereichen von –45 °C und +85 °C, um die Funktionsweise auch in industriellen Umgebungen garantieren zu können. Die Durchführung der Tests erfolgt mit jeder produzierten Karte. So wird etwaige Mangelware sicher vor der Auslieferung identifiziert und entfernt. Vor dem Verpacken werden abschließend Firmware, Seriennummer, Modellnamen und das optische Erscheinungsbild überprüft. Nun können die Produkte in Trays und Boxen abgepackt werden. Das anschließende Labeln und Hinterlegen von Lot- und Chargennummern helfen dabei, eine hundertprozentige Rückverfolgung sicherzustellen. Dieser letzte Schritt, der sich in insgesamt 37 verschiedenen Produktions- und Testprozesse aufteilt, dauert bei Swissbit etwa zwanzig Arbeitstage.

[Pünktliche Lieferung dank Distributoren und Prognosen

Der komplexe Prozess vom Quarzsand bis zum verpackten Produkt ist verantwortlich für die monatelange Lieferzeit der SD-Karten. Ungeplante Vorfälle wie beispielsweise Stromausfälle, Unterbrechungen der Lieferketten durch Naturereignisse oder politische Auseinandersetzungen können zu einer ganzen Reihe von Verzögerungen führen und damit die (Weiter-)Verarbeitung verhindern. Die Konsequenz sind erhebliche wirtschaftliche Einbußen bis hin zu einer Verschlechterung der Marktposition.

Daher sind industrielle Hersteller auf verlässliche Distributoren wie Rutronik angewiesen. Deren Experten besitzen genaue Kenntnisse über Lieferketten sowie Produktionskapazitäten. Das versetzt sie in die Lage, Informationen transparent weiterzugeben und Handlungsempfehlungen auszusprechen. Dank dieser Beratung entsteht eine fundierte Entscheidungsgrundlage, auf deren Basis eine langfristige Planung inklusive entsprechendem Forecast möglich ist. Dadurch kann die Prozessdauer verkürzt werden, da beispielsweise die Anschaffung und Produktion der Einzelteile schon vor der eigentlichen Fertigung stattfinden kann.

Sicherheitsbestände sorgen zudem dafür, dass bei kurzfristigen Auftragserhöhungen oder eventuell auftretenden Lieferschwierigkeiten von Herstellern schnell reagiert werden kann. Solche Puffer minimieren ein mögliches Ausfallrisiko erheblich. Mithilfe der leistungsstarken Logistik von Distributoren erfolgt die Lieferung der SD-Karten dann pünktlich, Just in Time zum gewünschten Termin.


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