Verbundhalbleiter

Endlich raus aus der Nische!

13. September 2022, 8:43 Uhr | Heinz Arnold
IQE
Die »Mega-Foundry« von IQE in Newport: Es handelt um das weltgrößte Epitaxie-Werk für Verbundhalbleiter. Hier können Wafer mit Durchmessern von 200 mm und sogar 300 mm gefertigt werden.
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Verbundhalbleiter? Teuer, kommen nur in Frage, wo Silizium keinesfalls ausreicht, nichts als Nische, so die Standard-Meinung. »Doch das gilt längst nicht mehr«, sagt IQE-CEO Americo Lemos. »Sie wandern in den Mainstream.« Hier erklärt er, wie IQD den Wandel vorantreiben will.

IQE hat sich einiges vorgenommen: ein weltweites Ecosystem rund um Verbundhalbleiter zu schaffen – und damit die Grundlage für aufstrebende Märkte von Lidar und ADAS über erneuerbare Energien und Infrastrukturen bis hin zum Multiversum zu legen. Americo Lemos, seit sechs Monaten CEO von IQE, strotzt vor Optimismus. Aus vielen sich rasch entwickelnden Märkten – E-Mobility, 5G, Metaversum, erneuerbare Energien, Hochfrequenztechnik – kommen Anforderungen bezüglich Leistungsfähigkeit und Qualität, die nur Komponenten erfüllen können, die auf Basis von Verbundhalbleitern gefertigt werden: »Der Markt kommt uns mit Riesenschritten entgegen!«, so Lemos. Er denkt sogar schon darüber nach, zum TSMC am Markt für Verbundhalbleiter aufsteigen zu können, doch dazu später.

Immerhin ist sein Optimismus gut begründet. So hat der Bedarf an optoelektronischen Komponenten stark zugenommen, und diese Komponenten werden vor allem auf Basis von III-V-Halbleitern wie GaAs, GaN und InPh, aber auch auf Basis von SiGe gefertigt – und auf die Produktion solcher Epi-Wafer hat sich IQE spezialisiert. Zu den Komponenten, die darauf gefertigt werden, zählen unter anderem VCSELs (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), die im 3D-Sensing – beispielsweise in Smartphones – und in Lidar-Systemen in Autos Einsatz finden.

200-mm-Wafer für VCSELs – ein Durchbruch

Auf diesem Gebiet konnte IQE kürzlich einen technischen Durchbruch erzielen: Als erstes Unternehmen liefert IQE Epi-Wafer auf Basis von Germanium mit einem Durchmesser von 200 mm, auf denen VCSELs gefertigt werden. »Jetzt können wesentlich mehr VCSELs auf einem Wafer produziert werden, als das mit den bisher üblichen 150-mm-Wafern möglich war, was die Kosten deutlich reduzieren wird. Das erlaubt es den Herstellern, neue Marktsektoren anzuvisieren, die weit über das 3D-Sensing im Smartphone und Lidar im Auto hinausgehen«, ist Lemos überzeugt. Lidar werde für das gesamte Transportwesen zu einer entscheidenden Technik aufsteigen.

Ohne µLEDs kein Metaversum

Genauso ist er überzeugt davon, dass die Nachfrage nach µLEDs über die nächste Zeit kräftig steigen wird – die Vorteile von aus µLEDs aufgebauten Bildschirmen seien im Vergleich mit herkömmlichen Techniken unschlagbar; insbesondere würden sie sich auch für den Einsatz in AR/VR-Brillen eignen, die nach Expertenmeinung im Metaversum das kommende Hochvolumenprodukt werden, das die Smartphones noch überholen werde. »Eine völlig neue Geräteklasse, für deren Erfolg die Epitaxie-Schritte die Voraussetzung sind, weil sie über die Qualität der µLEDs entscheiden«, so Lemos. Deshalb würden sich die Hersteller der µLEDs nach Lieferanten umsehen, die die entsprechenden Substrate liefern könnten.

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Im Mai hatte IQE die weltweit ersten Epi-Wafer mit einem Durchmesser von 200 mm für die Produktion von VCSELs vorgestellt. Das wird den Weg zu neuen Foundry-Partnerschaften ebnen, auch mit Foundries, die auf Basis von Silizium-Wafern fertigen. Außerdem lassen sich so Verbundhalbleiter auch auf Silizium realisieren, was den Zugang zu neuen Märkten eröffnet.
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Diese Märkte werden sich über die nächsten Jahre stürmisch entwickeln, genauso wie dies in einigen Sektoren schon heute der Fall ist: Ob für den Antriebsstrang in Autos, für die Infrastruktur oder die Kommunikation – überall werden Leistungs- und HF-Komponenten benötigt, die die Nachfrage nach Verbundhalbleitern wie GaN gerade rasant in die Höhe treiben. Keine neue Energiewelt ohne III-V-Substrate.

Das alles sind gute Nachrichten für IQE, die sich seit über 30 Jahren auf nichts anderes als Verbundhalbleiter konzentriert. »Ich bin immer wieder erstaunt von dem Wissen und der Expertise, die die Mitarbeiter von IQE seit der Gründung von IQE 1988 angesammelt haben«, freut sich Lemos. Das wiederum habe IQE in die Lage versetzt, »die heute bei Weitem umfangreichste Roadmap unter den Herstellern von Verbundhalbleitern anbieten zu können. Von GaAs bis GaN und sämtlichen weiteren relevanten III-V-Kombinationen ist jetzt alles dabei«.

Inzwischen verfügt das Unternehmen über acht Fertigungsstandorte rund um die Welt: in Asien (Taiwan), den USA (Massachussetts) und Europa (Cardiff, Newport, Milton Keynes) – laut Lemos neben der tiefen technischen Expertise ebenfalls ein Alleinstellungsmerkmal. »Wir sind der einzige Hersteller, der in allen Weltregionen mit Fabs vertreten ist.« Hier hinke sogar der Vergleich mit TSMC. »Diese globale Präsenz hat selbst die weltgrößte Silizium-Foundry derzeit nicht!«, erklärt er stolz.

Genau das sei heute besonders interessant, denn IQE könne damit dem Wunsch der Kunden nachkommen, Second Sources zu bieten. Insgesamt wird dadurch die Lieferkette sehr widerstandsfähig – wie wichtig das ist, haben die Ereignisse über die vergangenen Jahre gezeigt. »Die Weltwirtschaft entkoppelt sich gerade, es werden sich verschiedene Regionen herauskristallisieren, die bevorzugt untereinander Handel treiben«, so Lemos. Jetzt komme es darauf an, nicht nur am kostengünstigsten Standort zu fertigen, sondern in allen Regionen vertreten zu sein. Deshalb hält er an den Fabs in Großbritannien nicht nur fest, sondern will sie weiter ausbauen.


  1. Endlich raus aus der Nische!
  2. Wird es bald eine Verbundhalbleiter-Foundry in UK geben?
  3. »IQE ist einzigartig im Ecosystem positioniert«

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