PragmatIC-CEO Scott White

»Wir ermöglichen Billionen vernetzter Dinge!«

20. September 2021, 10:52 Uhr | Heinz Arnold
Scott White, CEO von PragmatIC
Scott White, CEO von PragmatIC: »Unser Prozess und unsere Fabs werden den gesamten Innovationsprozess deutlich beschleunigen. Wir können mit unseren Chips zwar nicht die aktuellen Probleme der Automobilindustrie lösen, aber dem IoT-Markt eröffnen wir ganz neue Möglichkeiten: Billionen vernetzter Dinge.«
© PragmatIC Semiconductor

Wie dies auf Basis des neuen Prozesses und der neuen Fabs gelingen soll und welches Geschäftsmodell dahintersteht, erklärt Scott White, CEO von PragmatIC Semiconductor, im Interview mit Markt&Technik.

Markt&Technik: PragmatIC Semiconductor behauptet, einen völlig neuen Prozess für die kostengünstige Fertigung von Chips auf Basis von TFTs entwickelt zu haben. Ganz neu klingt das nicht, vor allem LCD-Hersteller haben sich doch schon eingehend damit beschäftigt.

Scott White: Richtig, die Idee ist nicht neu. Hersteller von LCDs oder auch PlasticLogic arbeiten daran, Schaltungen auf Basis von TFTs auf LCDs zu realisieren. Wir haben dagegen seit unserer Gründung im Jahr 2010 an einem Wafer-basierten Prozess gearbeitet. Wir fertigen die ICs auf einem dünnen 200-mm-Wafer aus einer 30 µm dünnen Polyimidfolie. Und das mit hoher Dichte und relativ hoher Leistungsfähigkeit. Dazu haben wir spezifisches IP entwickelt, rund 200 Patente halten wir an dem Prozess. Soweit ich weiß, sind wir die einzigen, die einen solchen Prozess entwickelt haben und bereits kommerzielle Produkte in unserer speziell auf diesen Prozess ausgelegten Fab fertigen. 

Seit wann fertigt PragmatIC Chips, die in realen Produkten zum Einsatz kommen?

Wir haben die kommerzielle Produktion in unserer Fab Ende vergangenen Jahres aufgenommen, wo wir hunderte Millionen Chips produzieren können. Es handelt sich vor allem um unsere „ConnectICs“, die im RFID-Umfeld Einsatz finden. Derzeit liegen typische Aufträge im Bereich von 10 Millionen Stück pro Jahr. Die Nachfrage steigt aber schnell, deshalb werden wir in Kürze mit dem Bau einer zweiten Fab beginnen, um unsere Kapazität auf Chips zu erweitern. 

PragmatIC macht also bereits Umsatz?

Über Projekte haben wir schon sehr früh Umsatz generiert. Aber seit dem Einstieg in die kommerzielle Fertigung Ende vergangenen Jahres steigt der Umsatz rasant an, schneller als wir selber gedacht hätten: Wir liegen bereits 50 Prozent über Plan. 

Wie groß sind die Chips, die in der „FlexLogIC Fab“ gefertigt werden?

Die Mitglieder unserer ConnectIC-Familie nehmen eine Fläche von ungefähr 3 mm2 ein. Der kürzlich beschriebene „PlasticARM“ ist ein Demonstrator, der zeigen soll, was mit unserer Technik möglich ist. Er ist 9 mm × 9 mm groß. 

Trotz der großen Fläche kosten die FlexLogicICs weniger als die herkömmlichen winzigen Silizium-RFID-ICs?

Unsere Chips haben eine größere Fläche, sind dafür aber wegen des einfacheren Prozesses und der hohen Ausbeute viel billiger. Ihr niedriger Preis erlaubt es erstmals, Alltagsgegenstände jedweder Art mit RFID-Tags zu versehen, beispielsweise Verpackungen oder die Produkte selbst, um sie durch die Lieferkette verfolgen zu können. Ein anderes Beispiel: Die Endkunden können den Frischegrad von Lebensmitteln über ihr Smartphone auslesen. 

Was kostet ein Chip der ConnectIC-Familie?

Ein Chip kostet deutlich unter 1 Cent, ein gehäuster RFID-Chip kommt auf knapp 1 Cent. Außerdem lässt sich die Antenne sehr kostengünstig integrieren. 
Es geht aber nicht nur um die Kosten pro Chip. Unsere FlexLogIC Fab bietet noch viel mehr Vorteile: Für RFID-Hersteller ist es ein großes Problem, die Supply Chain zu managen. Sie benötigen Milliarden von RFID-Tags pro Jahr und der Produktmix muss ständig angepasst werden. Weil wir schon zwei Wochen nach Eingang des Tape-outs liefern, bieten wir gegenüber herkömmlichen Fabs einen riesigen Vorteil. Außerdem können die Kunden ihren Produktmix täglich ändern. Vor allem besteht die Möglichkeit, sehr schnell Hardware-Optimierungen durchzuführen. Deshalb wird es sich für große Hersteller lohnen, eine FlexLogIC Fab direkt auf ihrem Firmengelände zu bauen. Dann arbeiten das Design-Team und die Fab in enger Nachbarschaft. Das verkürzt die Iterationsschritte weiter; unser Prozess und unsere Fabs werden den gesamten Innovationsprozess deutlich beschleunigen. Wir können mit unseren Chips zwar nicht die aktuellen Probleme der Automobilindustrie lösen, aber dem IoT-Markt eröffnen wir ganz neue Möglichkeiten.

Es gibt aber doch viele Firmen, die ICs dünnen und auf Folien platzieren, sodass sie ebenfalls flexibel sind. Ist das nicht ein großer Wettbewerb?

Nein, diese Technik hat seine Berechtigung und wir wollen gar nicht mit den Silizium-Chips in Konkurrenz treten. Wenn es auf die Baugröße und Rechenleistung ankommt, sind diese Bauelemente genau das Richtige, etwa für den Einsatz in Autos, in der Luft- und Raumfahrt sowie im militärischen Bereich. Diese Chips werden allerdings wegen der hohen Fertigungskosten des Siliziums nie auf das um Größenordnungen niedrigere Preisniveau kommen, das wir anbieten können. Aber damit visieren wir auch ganz andere Märkte an. 

Die im Prozess von PragmatIC gefertigten Chips sind so billig, dass sie einfach weggeworfen werden, etwa mit der Verpackung?

Das wäre schade! Nein, die Chips werden sogar maßgeblich dazu beitragen, die Kreislaufwirtschaft zu ermöglichen. Denn die Chips können die Verpackungen dem Recycling zugänglich machen und sie durch die entsprechenden Prozesse steuern. Die Verpackungen können so viel genauer klassifiziert werden, als es mithilfe von Kameras möglich wäre. 

Wie groß sind die Fabs und wie viel kosten sie?

Die FlexLogIC Fab nimmt in der kleinsten Konfiguration eine Fläche von 200 m2 ein und kommt mit Standard-Maschinen aus. Entscheidend ist, dass wir nicht die teuersten Maschinen benötigen. Wir kommen ohne Diffusionsmaschinen und ohne Ionen-Implanter aus. Die Lithografieprozesse übernehmen iLine-Stepper. Die Wafer laufen über ein Band von Maschine zu Maschine, und es muss nur für eine Reinraumumgebung um die Wafer gesorgt werden. Damit kann alles sehr kompakt ausgeführt werden, die Prozesse laufen vollautomatisch ab. Deshalb schlägt unsere FlexLogIC Fab nur mit einigen 10 Millionen Dollar Investitionskosten zu Buche. 
Das auch bedeutet, dass sie weniger Ressourcen benötigt. Weil der Prozess viel einfacher ist, werden weniger Materialien verbraucht, was ebenfalls kostengünstig ist. Einen weiteren Vorteil, der auf die einfache Prozesstechnik zurückzuführen ist, hatten wir anfangs gar nicht im Auge gehabt: Der CO2-Fußabdruck unserer Fab liegt um den Faktor 1000 unter dem von CMOS-Fabs. Wir werden das jetzt weiter verbessern, um ICs CO2-neutral zu fertigen. Das wird künftig ein wichtiges zusätzliches Argument für unseren Prozess sein. Wir ermöglichen also nicht nur die Kreislaufwirtschaft mit unseren Produkten, wir werden sie auch sehr umweltfreundlich herstellen. 

Wann rechnen Sie damit, dass erste Unternehmen eine FlexLogIC Fab auf ihrem Gelände bauen? 

Das wird 2023 der Fall sein. 

Wer baut die Fabs, wem gehören sie und wie verdient PragmatIC damit Geld?

PragmatIC baut die Fab, sie gehört aber dem Kunden. Wir betreiben die Fab und der Kunde bezahlt für diesen Service. Der Kunde entscheidet, was dort täglich produziert wird und wie der Produktmix aussieht. 

PragmatIC wird aber auch weiterhin als Foundry fertigen?

Ja, deshalb bauen wir die Kapazitäten aus. Kunden, die kleinere Volumen in Auftrag geben, lassen bei uns fertigen. Aber für sehr große Kunden, die große Stückzahlen benötigen, wird sich der Bau eigener Fabs lohnen.

Wer sind die Kunden von PragmatIC?

Das ist ganz unterschiedlich. Das können IC-Hersteller sein und Hersteller von RFID Tags. Avery Dennison, einer der weltweit führenden Hersteller von RFID Tags, ist sogar einer unserer Investoren. Wir arbeiten mit IC-Firmen wie Arm und WDC zusammen, aber auch mit EMS-Firmen und Systemherstellern. Neu und vielversprechend ist, dass wir jetzt mit vielen Unternehmen ins Gespräch kommen, die bisher gar nichts mit Elektronik zu tun hatten, beispielsweise Hersteller von Verpackungen. Dann sind meist Design-Häuser und Design -Consultants beteiligt und wir übernehmen den Foundry Service. 

Wie sieht die Design-Umgebung für den Entwurf der Chips aus?

Wir bieten ein SDK an, der Rest geschieht über die Tools der bekannten EDA-Unternehmen. Für die Entwickler der Chips macht es keinen Unterschied, ob sie ein Silizium-CMOS-IC oder ein FlexIC für die Fertigung in der FlexLogicIC Fab entwerfen. Wir übernehmen die Fertigung, genauso wie es auch die klassischen Foundries tun.

PragmatIC entwickelt aber auch komplexere ICs, sogar Mikrocontroller können integriert werden. Warum?

Wir entwickeln beispielsweise Schnittstellen wie A/D-Wandler, um Sensoren einbinden zu können, wobei wir bestimmte Sensorfunktionen wie die Ermittlung von Feuchte und Temperatur auch in unsere Chips integrieren können. Dass wir inzwischen ganze Prozessoren fertigen können, haben wir mit dem flexiblen 6502-Typ gezeigt. Wenn wir weitere Sensortypen anbinden wollen, dann sind zumindest kleine Prozessoren erforderlich. 

Ist das nur ein Demonstrator oder könnten Sie sich vorstellen, dass es kommerzielle Produkte auf Basis des 6502 geben wird? 

Zunächst ist er als Demonstrator gedacht, um zu zeigen, wie schnell wir zu Tape-outs fertig stellen können – in diesem Fall waren es zwei Wochen –, wie schnell wir Hardware-Änderungen durchführen können und wie hoch die Ausbeute ist. Ich könnte mir aber auch vorstellen, dass Kunden interessante Ideen entwickeln und auf der Basis des 6502 flexible Chips entstehen, die in realen Produkten Einsatz finden. 

Gilt das auch für den PlasticARM, der erste Arm-Chip der Welt, der nicht auf Silizium basiert?

Das ist ein reines Proof of Concept. Der PlasticARM ist ein vollständiges System-on-a-Chip auf Basis des 32-Arm-Cortex-M0. Für den kommerziellen Einsatz kommt er im Moment nicht infrage. Aber er zeigt, wohin der Weg geht. Allein die schlichten FlexICs für den Einsatz im RFID- und NFC-Umfeld werden in Billionen-Stückzahlen zum Einsatz kommen. Es gibt noch viel mehr potenzielle Anwendungen als im RFID- und NFC-Umfeld, auch Einsatzfälle, an die wir ursprünglich gar nicht gedacht hatten. Da kommt es in erster Linie gar nicht auf den Preis an, die Kunden stellen dort ganz andere Anforderungen, die wir mit unserem speziellen Prozess erfüllen können, während klassische Silizium-ICs nicht infrage kämen. Wir stehen erst am Anfang einer neuen Entwicklung, an deren Ende es kaum ein Produkt auf der Welt geben wird, das nicht ins Internet of Everything eingebunden sein wird – dank der neuen Prozesstechnik. 

Das Interview führte Heinz Arnold.

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