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Studie von Knometa Reserach

Zahl der 300-mm-Waferfabs steigt bis 2026 um 25 Prozent

4. März 2022, 15:00 Uhr | Ralf Higgelke

153 Halbleiter-Fabs weltweit konnten Ende letzten Jahres 300-mm-Wafer prozessieren. Bis 2026 soll diese Zahl auf über 200 ansteigen, geht es nach den Analysten von Knometa. Getrieben wird dieses Wachstum nicht nur von ICs, sondern auch von Leistungshalbleitern.

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Im Jahr 2021 stieg die Zahl der 300-mm-Waferfabriken um 14 – so viele wie seit 2005 nicht mehr. Im Jahr 2022 sollen zehn Fabs eröffnet werden, gefolgt von weiteren 13 im Jahr 2023 und zehn im Jahr 2024. Damit befindet sich die Halbleiterbranche auf dem besten Weg, bis 2026 mehr als 200 solcher Fertigungslinien in Betrieb zu haben. Dies sind die Prognosen in dem neuen Bericht Global Wafer Capacity 2022 von Knometa Research.

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Eine steigende Zahl von 300-mm-Fabriken fertigt Leistungstransistoren. Die Kostenvorteile durch die Chipfertigung auf großen Wafern kommen bei Bauelementen zum Tragen, die sich durch große Chipabmessungen und hohe Stückzahlen auszeichnen. Beispiele für integrierte Schaltungen mit diesen Merkmalen sind DRAMs, Flash-Speicher, Bildsensoren, komplexe ICs mit Logik und Mikrokomponenten, PMICs, Basisband-Prozessoren, Audio-CODECs und Display-Treiber.

Obwohl Leistungstransistoren im Vergleich zu den Chipgrößen dieser ICs immer noch klein sind, werden sie in großen Mengen eingesetzt und sind groß genug, um eine 300-mm-Fertigung auf einem kosteneffizienten Produktionsniveau auszulasten. Nach Angaben von IC Insights erreichte die Nachfrage nach Leistungstransistoren im Jahr 2021 um die 43,5 Milliarden Stück für MOSFETs und um die 2,2 Milliarden Stück für IGBTs.

Unternehmen	Name der Fab	Standort	gefertigte Produkte
CR Micro	Runxin Microelectronics	Chongquin, China	Leistungshalbleiter
Silan	Xiamen Silan	Xiamen, Fujian, China	diskrete Leistungshalbleiter, Sensoren
SK Hynix	M15, Phase 2	Chenongju, Südkorea	NAND-Speicher
SMIC	SMIC Shenzhen	Shenzhen, China	Foundry
STMicroelectronics / Tower	Agrate300	Agrate, Italien	Mixed-Signal, Leistungshalbleiter, HF, Foundry
Texas Instruments	RFAB2	Richardson, Texas, USA	Analog
TSMC	Fab 18, Phase 4	Tainan, Taiwan	Foundry
TSMC	Fab 16, Phase 2	Nanjing, Jiangsu, China	Foundry
TSMC	Fab 18, Phase 5	Tainan, Taiwan	Foundry
Winbond	Kaohsiung Fab, Phase 1	Kaohsiung, Südkorea	DRAM-Speicher

Tabelle 1: Eröffnungen von 300-mm-Waferfabs im Jahr 2022 (Quelle: Knometa Research)

Von den insgesamt zehn 300-mm-Waferfabriken, die 2022 in Betrieb gehen sollen, werden zwei auf die Herstellung diskreter Leistungshalbleiter ausgerichtet sein. Bei der einen handelt es sich um eine Fab von CR Micro in Chongqing, China, und bei der anderen um eine Anlage in Xiamen, China, die zu Silan Microelectronics gehört.

Ein Drittel der neuen 300-mm-Fabriken, die in diesem Jahr eröffnet werden sollen, baut TSMC. Als Reaktion auf die hohe Nachfrage nach seinen Foundry-Dienstleistungen hat das Unternehmen seine Investitionsausgaben bis 2021 um 74 Prozent auf 30 Milliarden US-Dollar erhöht. Ein Großteil dieser Ausgaben floss in die Ausrüstung der Phase-4- und Phase-5-Fabriken auf dem Fab-18-Campus in Tainan. Darüber hinaus stellt das Unternehmen eine zweite Fabrik am Standort Fab 16 in Nanjing, China, fertig, um die Nachfrage nach ausgereiften Technologien, insbesondere 28-nm-CMOS, zu decken.

Texas Instruments und STMicroelectronics (sowie ihr Fab-Partner Tower Semiconductor) schließen den Bau der 300-mm-Fab in Agrate für die Produktion von Analog- und Mixed-Signal-ICs ab. Texas Instruments meldete für 2021 einen enormen Anstieg der Investitionsausgaben, die im Laufe des Jahres um 279 Prozent höher ausfielen als im Jahr 2020. Der Großteil des Geldes ging in den Kauf neuer Ausrüstung für die zweite Fab des Unternehmens im texanischen Richardson – die nunmehr dritte 300-mm-Fab von TI. RFAB2 soll die Waferkapazität am Standort Richardson mehr als verdoppeln.

Nur zwei der neuen 300-mm-Fabriken, die 2022 eröffnet werden sollen, sind auf Speicherprodukte ausgerichtet. SK Hynix wird voraussichtlich eine Phase-2-Linie für 3D-NAND an seinem M15-Fab-Standort in Cheongju, Korea, in Betrieb nehmen, während Winbond eine neue DRAM-Fab in Kaohsiung, Taiwan, in Betrieb nehmen will.