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<!DOCTYPE html>

<title>Halbleiterwerk</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Halbleiterwerk</span></h1>

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</div>

<p>Ein <b>Halbleiterwerk</b> (<span style="font-style:normal;font-weight:normal"><a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a></span> <span lang="en-Latn" style="font-style:italic"><b>fab</b></span>, kurz für <span lang="en"><i>semiconductor fabrication plant</i></span>), auch <b>Halbleiter-</b> oder <b>Chipfabrik</b> genannt, ist eine <a href="Fabrik" title="Fabrik">Fabrik</a>, in der <a href="Integrierter_Schaltkreis" title="Integrierter Schaltkreis">integrierte Schaltkreise</a> (IC) für die Halbleiter- und <a href="Mikroelektronik" title="Mikroelektronik">Mikroelektronikindustrie</a> produziert werden.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Aufbau">Aufbau</h2></div>

<p>An die <a href="Produktionssteuerung" class="mw-redirect" title="Produktionssteuerung">Produktionssteuerung</a> werden erhebliche Ansprüche gestellt. Den zentralen Teil eines Halbleiterwerks stellt der <a href="Reinraum" title="Reinraum">Reinraum</a> dar, in welchem für eine möglichst geringe <a href="Stoffreinheit" title="Stoffreinheit">Kontamination</a> der Luft durch Partikel Sorge zu tragen ist, da diese die <a href="Ausbeute_(Halbleitertechnik)" title="Ausbeute (Halbleitertechnik)">Ausbeute</a> maßgeblich beeinflussen. Daneben muss er einen Bereich bieten, in dem Temperatur und Luftfeuchtigkeit geregelt werden können und zudem Schutz gegen Erschütterungen gewährleisten. Da in einer Halbleiterfabrik kontinuierlich produziert wird, das heißt 7 Tage pro Woche und 24 Stunden pro Tag, müssen diese und weitere Rahmenbedingungen (z. B. Versorgung mit Verbrauchsmedien und Elektroenergieversorgung) ständig gewährleistet sein. Die Fertigung erfolgt in <a href="Losfertigung" title="Losfertigung">Losfertigung</a>, das heißt, die eigentlichen „Werkstücke“, die <a href="Wafer" title="Wafer">Wafer</a>, werden in einem <a href="Los_(Produktion)" title="Los (Produktion)">Los</a> (üblicherweise 25 Wafer) zusammengefasst und zusammen bearbeitet. Die Produktionsdauer für ein Los ist abhängig von der Komplexität des Produktes und liegt zwischen einigen Tagen bis wenigen Monaten.

</p><p>Im Reinraum befinden sich Produktionsanlagen für die zahlreichen Verfahren der <a href="Halbleitertechnik" title="Halbleitertechnik">Halbleitertechnik</a>, mit deren Methoden die integrierten Schaltkreise hergestellt werden. Zu diesen Anlagen zählen unter anderem <a href="Stepper_(Halbleitertechnik)" title="Stepper (Halbleitertechnik)">Stepper</a>, <a href="%C3%84tzen" title="Ätzen">Ätzanlagen</a>, Reinigungsanlagen, <a href="Ionenimplantation" title="Ionenimplantation">Ionenimplantationsanlagen</a> und Messtechnik, wie <a href="Ellipsometer" class="mw-redirect" title="Ellipsometer">Ellipsometer</a>, <a href="Rasterelektronenmikroskop" title="Rasterelektronenmikroskop">Rasterelektronenmikroskope</a> oder <a href="Dunkelfeldmikroskop" class="mw-redirect" title="Dunkelfeldmikroskop">Dunkelfeldmikroskope</a>. In einem Halbleiterwerk sind die Anlagen nicht wie in anderen Branchen der Massenproduktion, z. B. die Automobilindustrie, mit einem Fließband verbunden (vgl. <a href="Flie%C3%9Ffertigung" class="mw-redirect" title="Fließfertigung">Fließfertigung</a>), sondern stehen in der Regel in Gruppen gleicher Anlagen bzw. Anlagen gleicher Produktionsabschnitte zusammen (vgl. <a href="Werkst%C3%A4ttenfertigung" class="mw-redirect" title="Werkstättenfertigung">Werkstättenfertigung</a>). Durch eine zunehmende Automatisierung (inkl. automatischem An- und Abtransport der Lose) wird diese Gruppierung bzw. die Nachbarschaft zu Anlagen vorhergehender oder nachfolgender Produktionsschritte weniger relevant, so dass diese Anlagenanordnung weniger streng umgesetzt werden muss.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Halbleiterwerke">Halbleiterwerke</h2></div>

<p>Zu den größten Halbleiterwerken der Welt (nach Kapazität „Wafer pro Monat“), zählen z. B. die „GigaFabs“ von <a href="TSMC" title="TSMC">TSMC</a> in Taiwan. Das nach eigenen Angaben größte Halbleiterwerk der Welt (Stand 2017) wurde von Samsung in <a href="Pyeongtaek" title="Pyeongtaek">Pyeongtaek</a> errichtet.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Der chinesische Konzern GTA Semiconductor plant eine 300-mm-Fabrik mit Kapazität von 300.000 Wafern pro Jahr.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Geschichte">Geschichte</h2></div>

<div class="sieheauch" role="navigation" style="font-style:italic;"><span class="sieheauch-text">Siehe auch</span>: <a href="Halbleiterindustrie" title="Halbleiterindustrie">Halbleiterindustrie</a>, <a href="Fabless" title="Fabless">Fabless</a> und <a href="Foundry" title="Foundry">Foundry</a></div>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Ökonomie"><span id=".C3.96konomie"></span>Ökonomie</h2></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Geschäftsmodell"><span id="Gesch.C3.A4ftsmodell"></span>Geschäftsmodell</h3></div>

<p>Die Halbleiterindustrie hat ihre Geschäftsstrukturen über die letzten Jahrzehnte verändert und den technologisch-wirtschaftlich-politischen Gegebenheiten und Entwicklungen angepasst. Ein Halbleiterwerk muss heutzutage nicht gleich dem Unternehmen entsprechen, welches die Produkte entwickelt oder verkauft. Dieser Umstand ist dem <a href="Fabless" title="Fabless">Fabless</a>/<a href="Foundry" title="Foundry">Foundry</a>-Modell geschuldet. Dabei trennen sich entwicklungsstarke Unternehmen (Fabless) von Produktionsstarken (Foundries). Foundries bieten des Weiteren auch Leistungen beim Design an, um die hochintegrierten Prozesse mit dem Fabless-Design fließend zu verbinden. Dabei spielen hochentwickelte <a href="Electronic_Design_Automation" title="Electronic Design Automation">EDA</a>-Werkzeuge eine entscheidende Rolle. Nichtsdestotrotz betreiben z. B. die Unternehmen <a href="Intel" title="Intel">Intel</a> oder <a href="Samsung" title="Samsung">Samsung</a> eigene Halbleiterfabriken und entwickeln, verkaufen und vermarkten ihre eigenen Produkte.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Abgrenzung_Foundry">Abgrenzung Foundry</h3></div>

<p>Anhand des Geschäftsmodells lässt eine Abgrenzung zu Foundries festhalten. Foundries bieten ihre Prozesse und Produktion unterschiedlichen Kunden an. Hersteller-eigene Halbleiterwerke, z. B. von Intel produzieren vornehmlich Halbleiterprodukte aus eigener Entwicklung.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Kosten">Kosten</h3></div>

<p>Neue Fabriken unterliegen hohen Investitionskosten, wirtschaftlichem Druck (<a href="Time-to-Market" title="Time-to-Market">Time-to-market</a>) und müssen kontinuierlich ausgelastet sein, um wirtschaftlich <a href="Rentabilit%C3%A4t" title="Rentabilität">rentabel</a> zu sein. Aufgrund der stetig steigenden Anforderungen an kleinere Strukturgrößen, Leistung und Effizienz, sowie wachsender Waferdurchmesser (Multimilliarden-Dollar Umstieg der Industrie auf 300 mm ca. ab dem Jahr 2000<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>) stiegen die Baukosten für ein Halbleiterwerk seit Jahrzehnten kontinuierlich an. Die Baukosten für ein modernes Halbleiterwerk für 300-mm-Wafer lagen 2012 bei mehreren Milliarden US-Dollar. Beispielsweise kostete die 2012 in Betrieb genommene <i>Fab15</i> von <a href="TSMC" title="TSMC">TSMC</a> in Taiwan rund 9,3 Milliarden US-Dollar.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Anfang der 2010er Jahre wurde die Einführung von 450-mm-Wafern erwogen. U. a. wurde von Intel, TSMC, Samsung, IBM und Globalfoundries das „Global 450mm Consortium“ (G450C) gegründet, um diese Entwicklung voranzutreiben. Allerdings sind derartige Ideen nicht umgesetzt worden, nach wie vor sind 300 mm die Standardgröße für die Prozesse mit kleinsten Strukturen.<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Neuste Fabriken von z. B. TSMC (5 nm Strukturgrößen) bearbeiten rund 20.000 Wafer pro Monat und Kosten um die 12 Milliarden US-Dollar.<sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

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<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<ul><li><a href="https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_semiconductor_fabrication_plants" class="extiw external" title="en:List of semiconductor fabrication plants">List of semiconductor fabrication plants</a> (englisch)</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://news.samsung.com/global/samsung-electronics-begins-mass-production-at-new-semiconductor-plant-in-pyeongtaek-south-korea"><i>Samsung Electronics Begins Mass Production at New Semiconductor Plant in Pyeongtaek, South Korea.</i></a> Samsung, 4. Juli 2017,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 17. Januar 2023</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AHalbleiterwerk&rft.title=Samsung+Electronics+Begins+Mass+Production+at+New+Semiconductor+Plant+in+Pyeongtaek%2C+South+Korea&rft.description=Samsung+Electronics+Begins+Mass+Production+at+New+Semiconductor+Plant+in+Pyeongtaek%2C+South+Korea&rft.identifier=https%3A%2F%2Fnews.samsung.com%2Fglobal%2Fsamsung-electronics-begins-mass-production-at-new-semiconductor-plant-in-pyeongtaek-south-korea&rft.publisher=Samsung&rft.date=2017-07-04&rft.language=en"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite">Tang Shihua: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.yicaiglobal.com/news/gta-semiconductor-opens-new-usd51-billion-wafer-plant"><i>GTA Semiconductor Opens New USD5.1 Billion Wafer Plant.</i></a> In: <i>Yicai Global.</i> Yicai Media Group, 31. Mai 2020,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 17. Januar 2023</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AHalbleiterwerk&rft.title=GTA+Semiconductor+Opens+New+USD5.1+Billion+Wafer+Plant&rft.description=GTA+Semiconductor+Opens+New+USD5.1+Billion+Wafer+Plant&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.yicaiglobal.com%2Fnews%2Fgta-semiconductor-opens-new-usd51-billion-wafer-plant&rft.creator=Tang+Shihua&rft.publisher=%5B%5BYicai+Media+Group%5D%5D&rft.date=2020-05-31&rft.language=en"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.chiphistory.org/semiconductor-wafer-of-300mm"><i>300mm Semiconductor Wafer Revolution in IC's Chip Industry.</i></a> In: <i>The Chip History Center.</i> TechInsights, 30. Juni 1998,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 17. Januar 2023</span> (amerikanisches Englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AHalbleiterwerk&rft.title=300mm+Semiconductor+Wafer+Revolution+in+IC%27s+Chip+Industry&rft.description=300mm+Semiconductor+Wafer+Revolution+in+IC%27s+Chip+Industry&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.chiphistory.org%2Fsemiconductor-wafer-of-300mm&rft.publisher=%5B%5BTechInsights%5D%5D&rft.date=1998-06-30&rft.language=en-us"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://pr.tsmc.com/english/news/1629"><i>TSMC Begins Construction on Gigafab In Central Taiwan.</i></a> TSMC, 16. Juli 2010,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 17. Januar 2023</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AHalbleiterwerk&rft.title=TSMC+Begins+Construction+on+Gigafab+In+Central+Taiwan&rft.description=TSMC+Begins+Construction+on+Gigafab+In+Central+Taiwan&rft.identifier=https%3A%2F%2Fpr.tsmc.com%2Fenglish%2Fnews%2F1629&rft.publisher=TSMC&rft.date=2010-07-16&rft.language=en"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite">Heiko Weckbrodt: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://oiger.de/2022/08/09/ex-forschungschef-tsmc-torpedierte-umstieg-auf-450-mm-wafer/183925"><i>Ex-Forschungschef: TSMC torpedierte Umstieg auf 450-mm-Wafer.</i></a> oiger.de, 9. August 2022,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 13. Juni 2025</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AHalbleiterwerk&rft.title=Ex-Forschungschef%3A+TSMC+torpedierte+Umstieg+auf+450-mm-Wafer&rft.description=Ex-Forschungschef%3A+TSMC+torpedierte+Umstieg+auf+450-mm-Wafer&rft.identifier=https%3A%2F%2Foiger.de%2F2022%2F08%2F09%2Fex-forschungschef-tsmc-torpedierte-umstieg-auf-450-mm-wafer%2F183925&rft.creator=Heiko+Weckbrodt&rft.publisher=oiger.de&rft.date=2022-08-09"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-6">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite">Scotten Jones: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://semiwiki.com/semiconductor-manufacturers/tsmc/285846-cost-analysis-of-the-proposed-tsmc-us-fab/"><i>Cost Analysis of the Proposed TSMC US Fab.</i></a> SemiWiki, 19. Mai 2020,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 17. Januar 2023</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AHalbleiterwerk&rft.title=Cost+Analysis+of+the+Proposed+TSMC+US+Fab&rft.description=Cost+Analysis+of+the+Proposed+TSMC+US+Fab&rft.identifier=https%3A%2F%2Fsemiwiki.com%2Fsemiconductor-manufacturers%2Ftsmc%2F285846-cost-analysis-of-the-proposed-tsmc-us-fab%2F&rft.creator=Scotten+Jones&rft.publisher=SemiWiki&rft.date=2020-05-19&rft.language=en"> </span></span>

</li>

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