Über die neue Fab in Magdeburg
Halbleiterspeicher made in Germany
Drei im deutschsprachigen Raum verwurzelte Unternehmen teilen eine große Vision: Sie wollen die Supply Chain für die Fertigung von Halbleiterspeichern vollständig nach Europa holen.
Dazu liefert das Dresdener Start-up-Unternehmen FMC die grundlegende technologische Entwicklung, eine neue nichtflüchtige Speicher-Technologie. Neumonda bringt nicht nur sein tiefes Wissen im Bereich des Speicher-Tests in das Design der ferroelektrischen Speicher von FMC ein (Design for Testability), sondern liefert auch die selbst entwickelten Hardware-Testplattformen, mit deren Hilfe der Test sehr kosteneffektiv durchgeführt werden kann. Die Backend-Fertigung übernimmt Swissbit, ein in Europa führender Anbieter von Speicher- und Advanced-Packaging-Technologien, der in Berlin-Marzahn eine neue Fab aufgebaut hat. Dort fertigt Swissbit mit modernen Advanced-Packaging-Prozessen komplexe Speicherprodukte und Systeme der heterogenen Integration – es ist einer der ganz wenigen Standorte, die eine solche Fertigungstiefe in Europa überhaupt noch beherrschen.
Ideale Kombination für KI-Rechenzentren
Den Kern bildet die spezielle ferroelektrische Speichertechnologie, die FMC entwickelt hat und deren Wurzeln noch auf Qimonda zurückgehen. Die ferroelektrischen Speicher von FMC erreichen hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten und sehr hohe Speicherdichten bei einer sehr geringen Leistungsaufnahme. Eine ideale Kombination für KI-Rechenzentren, denn sie könnten deren Leistungsaufnahme insgesamt drastisch reduzieren. Besonders interessant dabei: Die ferroelektrischen Speicher lassen sich parallel in bestehenden DRAM-Fabs fertigen – sie sind also auch kostengünstig, was die Betreiber der Rechenzentren zusätzlich freuen dürfte.
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Thomas Rückes, CEO von FMC, ist sich bereits sicher, dass sich die eigenen Speicher-Chips in hohen Stückzahlen fertigen lassen. »Wir werden in Kürze die Stückzahlproduktion in einer Foundry in Asien hochfahren, wir befinden uns bereits im abschließenden Qualifizierungsprozess«, erklärte er im Interview mit Markt&Technik.
Die Vison der drei Unternehmen ist es, eine DRAM-Fab in Magdeburg zu errichten. Gesprächen mit den staatlichen Stellen in Sachsen-Anhalt und der Bundesrepublik sowie auf EU-Ebene liefen laut Rückes bereits, nähere Details dazu kann er derzeit nicht nennen.
Technologisch unabhängig werden
Die Überlegungen der drei Unternehmen kommen genau zur richtigen Zeit: Aufgrund der geopolitischen Spannungen haben die europäischen Länder und die EU das Ziel, sich technologisch so unabhängig zu machen wie möglich. Auf dem Gebiet der Halbleiterspeicher, die sowohl in im Consumer-Markt als auch in der Industrie in Fahrzeugen, in Rechenzentren und den kritischen Infrastrukturen so dringend benötigt werden, wäre das sicherlich besonders wünschenswert.
Dazu kommt der KI-Boom, der die Nachfrage nach HBMs in die Höhe treibt. Die großen DRAM-Hersteller – Samsung, SK hynix und Micron – verlagern ihre Kapazitäten auf die Fertigung dieser in Advanced-Packaging-Prozessen hergestellten DRAM-Stacks und sie können die riesige Nachfrage immer noch nicht decken.
Weil jetzt die geringeren Kapazitäten für die Produktion von DRAMs in älteren Prozessen – die noch dringend benötigt werden – ebenfalls nicht mehr ausreichen, um den Bedarf zu decken, steigen die Preise explosionsartig. Statt 2 Dollar sollen verzweifelte Anwender bereits 40, ja sogar 100 Dollar für DDR4-DRAM-Typen bezahlen, wie von Insidern zu hören ist. Solche Speicher bald aus Europa beziehen zu können, wäre also auch aus dieser Sicht wünschenswert. Wie lange die Knappheit anhalten wird, weiß natürlich heute niemand. Fest steht allerdings: Die KI-Revolution mischt die Karten neu – bisher sieht es nicht so aus, als ob der DRAM-Bedarf in den kommenden Jahren sinken würde.
Energiebedarf steigt durch KI-Rechenzentren
KI-Rechenzentren suchen händeringend nach Möglichkeiten, ihren immer stärker steigenden Energiebedarf zu decken. FMC könnte mit den neuen energieeffizienten Speichern dieses Problem zu einem guten Teil lösen – und sie künftig nicht nur in Foundries in Asien, sondern auch in einer neuen Fab in Magdeburg fertigen.
Doch eine vollständige DRAM-Fab in Europa aufbauen? Könnte sie mit ausreichend vielen Kunden rechnen, über deren Geschäft sich diese enorme Investition rechtfertigen würde?
Keine EUV-Lithografie laut Neumonda-CEO notwendig
Doch so astronomische Höhen wie sie für die derzeit modernsten DRAM-Fabs erforderlich sind, würden die Investitionen gar nicht erklimmen. Denn die Speicher-Arrays von FMC lassen sich mithilfe von relativ entspannten Prozessknoten herstellen. »Wir benötigen keine EUV-Lithografie, und somit müssen wir keine zweistelligen Milliardenbeträge in den Bau einer neuen Fab investieren. Ein mittlerer einstelliger Betrag würde ausreichen«, erklärte Peter Pöchmüller, CEO von Neumonda, gegenüber Markt&Technik.
Während des Zeitraums, in der die Fab gebaut wird, könnte FMC erste in Foundries gefertigte Produkte – sowohl unter der Marke »DRAM+« als auch unter der Marke »Cache+« – auf den Markt bringen und die Technologie weiterentwickeln. »Die geplante Fab würde dann mit der Fertigung der herkömmlichen DRAMs starten, mit denen wir auf den lukrativen Industriemarkt abzielen. Im nächsten Schritt würden dann die von FMC entwickelten innovativen ferroelektrischen »DRAM+«-Chips für den Einsatz in KI-Rechenzentren folgen«, sagt Thomas Rückes.
Sobald die Wafer die geplante Front-End-Fab verlassen, wird Swissbit übernehmen: »Unsere Back-End-Fab in Berlin wird sie mit Hilfe von Advanced Packaging in die fertigen Chips und Speichersysteme verwandeln«, erläutert Silvio Muschter, CTO von Swissbit, im Gespräch mit Markt&Technik. Seiner Meinung nach wären FMC, Neumonda und Swissbit eine wunderbare Kombination: »Die neuen ferroelektrischen Speicher, die FMC entwickelt, die Testverfahren und Plattformen von Neumonda und unsere Systemintegrationskompetenz führen zu einem weltweit sehr wettbewerbsfähigen Top-Produkt. Wir treiben schon seit Längerem in unserer Fab in Berlin moderne Advanced-Packaging-Verfahren voran, darunter auch Chiplet- und heterogene Integrationsansätze, was wunderbar zu den nichtflüchtigen »DRAM+«- und »Cache+«-Ansätzen von FMC passt. Damit lassen sich hochintegrierte Speicherlösungen auf Basis der ferroelektrischen Technologie realisieren, die in puncto Packaging und Leistungsfähigkeit neue Möglichkeiten eröffnen.«
Neue komplementäre Technologie für Swissbit
Darüber hinaus könne Swissbit das eigene Angebotsspektrum um eine vollkommen neue komplementäre Technologie ergänzen und um neue Speicherchips und -module erweitern – bis hin zu DRAM-Lösungen, deren Fertigung Swissbit vor einigen Jahren eingestellt hatte und die nun wieder als Teil einer europäischen, souveränen Lieferkette möglich wären. »Damit werten wir unser Portfolio deutlich auf«, betont Muschter.
Das werde nach seinen Worten auch unabhängig davon geschehen, ob die Fab in Magdeburg gebaut werde oder nicht. Denn grundsätzlich ist es für Swissbit unerheblich, ob die Wafer nun aus asiatischen Fabs oder aus der geplanten Fab bei Magdeburg kommen würden. »Allerdings bin ich der Meinung, dass diese Chance zu diesem günstigen Zeitpunkt auf jeden Fall ergriffen werden sollte: Europa könnte im Halbleiterspeichermarkt wieder ganz vorn dabei sein«, meint Muschter. »Und wir wären ein sehr starker Abnehmer der Wafer mit Sitz in Berlin, um die Ecke von der geplanten Fab bei Magdeburg. Swissbit hat jedenfalls alles parat, um die Wafer zu verarbeiten, und kann sofort loslegen!« Dasselbe gilt für FMC und Neumonda. Somit dürfte der Ball jetzt also im Feld der Politik liegen.
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