Samsung Foundry Forum 2022

1,4 nm bis 2027 und Kapazitätsausbau um den Faktor 3

11. Oktober 2022, 11:10 Uhr | Iris Stroh

Samsung Electronics enthüllt auf seinem Samsung Foundry Forum 2022 in München seine Pläne für den Ausbau der Produktionskapazitäten und gibt Details über seine Technologie-Roadmap bis zu 1,4 nm bekannt.

MoonSoo Kang, Executive Vice President und Head of Business Development Team bei Samsung Electronics, ist überzeugt, dass der Foundry-Markt in den nächsten Jahren wachsen wird und beruft sich auf Gartner-Zahlen. Diese besagen, dass zwischen 2020 und 2026 das durchschnittliche Jahreswachstum 12 Prozent betragen wird, was zu einem Volumen von 150 Mrd. Dollar in 2026 führen soll. Damit wachse der Foundry-Umsatz schneller als der Halbleiterumsatz, der im selben Zeitraum jährlich um 9 Prozent pro Jahr zulegen soll. Das stärkere Wachstum auf der Foundry-Seite hat bereits Tradition, denn laut Kang lagen die durchschnittlichen Umsatzzuwächse pro Jahr bei den Foundries zwischen 2010 und 2020 bei 9 Prozent, auch in diesem Zeitraumen kam die Halbleiterwelt nur auf 4 Prozent.

Samsung Foundry ziele auf hohes Wachstum, so Kang weiter. Das heißt, dass das Unternehmen zwischen 2021 und 2027 seinen Umsatz verdreifachen will. Den stärksten Anteil am Wachstum soll der Bereich »HPC und Auto« (HPC: High Performance Computing) haben, er soll zwischen 2019 und 2027 um den Faktor 3,5 wachsen und damit neben »Mobile« zu einem weiteren wichtigen Standbein für das Foundry-Geschäft werden. Damit adressiert Samsung mit seinem Foundry-Geschäft neben »HPC/Auto« und »Mobile« auch noch »Consumer« und »others«. Das heißt, dass Samsung davon ausgeht, dass »Non-Mobile«-Anwendungen wie HPC oder Automotive 2027 vorrausichtlich mehr als die Hälfte des Foundry-Portfolios ausmachen werden.

Laut Kang hat sich die Anzahl der Kunden von Samsung Electronics zwischen 2019 und heute mehr als verdoppelt, bis 2027 soll die Anzahl im Vergleich zu 2019 mehr als verfünffacht werden. Je nach Region erwartet Kang unterschiedlich starke Zuwächse in den verschiedenen Regionen. So soll beispielsweise der Umsatz mit amerikanischen Unternehmen zwischen 2019 und 2017 um den Faktor 12 wachsen, genau dasselbe soll in der EMEA-Region passieren, für die Region »Asia« wird eine Steigerung des Umsatzes um den Faktor 6 erwartet. Kang: »Wir haben den größten Marktanteil wenn es um 5G-RF geht, wir konkurrieren auch um den größten Marktanteil im ADAS-Segment, indem wir mit den wichtigsten Automotive-Unternehmen zusammenarbeiten.«

Kang betont außerdem, dass Samsung im Foundry-Bereich technologisch durchaus führend ist. So habe das Unternehmen als erste Foundry HK/MG bei 28 nm eingeführt, auch bei der FinFET-Technik wäre Samsung die erste Foundry gewesen. Kang weiter: »Darüber hinaus war Samsung das erste Unternehmen bei der 10-nm- und der 7-nm-Technologie und auch das erste Unternehmen, das bei seinem SF3-Prozess mit 3-nm-Strukturen auf eine GAA-Technologie setzt.« Das Unternehmen hatte im Juni dieses Jahres angekündigt, dass die Produktion des 3-nm-Prozesses mit GAA-Transistoren (Gate-all-Around) gestartet wurde. Laut Kang ermöglicht der SF3E-Prozess im Vergleich zum 5-nm-Prozess eine um 23 Prozent höhere Geschwindigkeit, eine um 45 Prozent reduzierte Leistungsaufnahme und einen um 16 Prozent verringerten Platzbedarf. Kang erklärt weiter, dass das Unternehmen bereits an der zweiten GAA-Technologie (SF3) arbeitet, die laut Zeitplan 2024 fertig sein soll. Außerdem soll die 2-nm-Technologie bereits 2025 in die Serienfertigung kommen, die 1,4-nm-Technologie ist für 2027 geplant. Kang weiter: »Wir investieren viel Geld in unsere GAA-Technologien.«

Daneben setzt Samsung im Foundry-Bereich auch auf »Spezialtechnologien«, konkret auf CIS-, HV- und RF-Technologien (CIS: CMOS-Image-Sensor). Auch hier legt Kang eine Roadmap vor. Demnach soll im dritten Quartal dieses Jahres der im CIS-Bereich der 17 LPV CIS ISP (Image Sensor Processor) in Serie gehen, im vierten Quartal 2025 wiederum ist der Start des HV-Prozesses »17LPV« geplant. Und der RF-Prozess mit 5 nm soll im vierten Quartal 2025 starten.

Auf den Automotive-Markt bezogen, erklärt Kang, dass Samsung zwar spät in diesem Markt gestartet ist, aber schnell aufholen konnte »und mittlerweile umfangreiche Erfahrung bei der Serienfertigung von Automotive-Komponenten sammeln konnten.« Derzeit bietet die Foundry drei FinFET-Technologien mit 14-, 8- und 5-nm-Strukturen, plus eFlash mit 28 nm Strukturen. Im ersten Quartal 2025 soll ein 4-nm-Prozess verfügbar sein, beim nichtflüchtigen Speicher setzt das Unternehmen in Zukunft auf MRAMs, der entsprechende Prozess mit 14-nm-Strukturen soll im ersten Quartal 2024 zur Verfügung stehen. Kang weiter: »Samsung Foundry unterstützt alle internationalen Automotive-Standards wie ISO 26262, IATF 16949 oder AEC-Q100.« Darüber hinaus bietet Samsung auch fortschrittliche Gehäusetechnologien an. Hier sieht die Roadmap vor, dass die 3D-Packing X-Cube mit Micro-Bump-Interconnection 2024 für die Massenproduktion bereit sein wird und der Bump-less X-Cube soll ab 2026 verfügbar sein.

Kang: »Die Nachfrage nach fortschrittlichen Technologien steigt enorm, getrieben durch KI, autonomes Fahren, Big Data etc.« Für diese Anwendungen stehen den Entwicklern bereits 5, 4 und 3-nm-Technologien zur Verfügung, für die Samsung jetzt die Kapazitäten kräftig ausbauen will. Konkret sollen die Kapazitäten in diesen Prozessen in den nächsten Jahren jährlich durchschnittlich um 70 Prozent wachsen, gemessen in 12-Zoll-Wafer-Äquivalenten. Das heißt, dass bis zum Jahr 2027 die Produktionskapazitäten für moderne Nodes im Vergleich zu diesem Jahr um mehr als das Dreifache steigen werden. Samsung hat Fabs für seine Foundry-Produktionslinien in fünf Städten in Korea und den Vereinigten Staaten: Giheung, Hwaseong, Pyeongtaek, Austin und Taylor, Texas (noch im Bau befindlich, soll 2024 in Produktion gehen). Auch wenn in Europa keine Fab geplant ist, betont Kang, dass der Markt für Samsung wichtig ist. Kunden würden über verschiedene Niederlassungen in ganz Europa betreut, und diese Dienstleistungen sollen ebenfalls ausgebaut werden.

Zum Schluss wendet sich Kang noch dem bestehenden Ecosystem rund um die Foundry zu. Mittlerweile gehören laut seiner Aussage 53 Partner im IP-Bereich zum Ecosystem, so dass mehr als 4.000 IP-Cores verfügbar sind. Dazu kommen noch 22 Partner aus dem EDA-Bereich, 10 Partner aus dem OSAT-Bereich, 9 Cloud-Partner, plus 9 Partner, die Design-Services anbieten. Kang abschließend: »Wir bieten für unsere adressierten Märkte nicht nur Technologien an, sondern komplette Design-Plattformen mit entsprechend optimierten IPs, speziellen Gehäusetechnologien oder besonderen Design-Methodiken.«