TSMC hat vor kurzem mit der Entwicklung eines völlig neuen Fertigungsverfahrens begonnen, das die heute weit verbreiteten runden Siliziumscheiben mit einem Durchmesser von 300 Millimetern, die die fertigen Chips aufnehmen, ersetzen könnte. Geplant ist, die kreisförmigen Siliziumscheiben durch eine rechteckige Lösung mit 510 Millimetern Breite und 515 Millimetern Länge zu ersetzen.
Warum ist das neue Format gut? Beschleuniger für den KI- und HPC-Markt erfordern die Herstellung großer und komplexer Chips, und die Situation könnte sich in den kommenden Jahren noch verschärfen, was bedeutet, dass runde Siliziumwafer für eine effiziente Herstellung immer weniger geeignet sind. Die rechteckige Version wird nicht nur deshalb effizienter sein, weil sie die Menge an Abfallmaterial an den Rändern verringern kann, das nicht für die Herstellung weiterer Chips verwendet werden kann, sondern auch, weil sie 3,7 Mal größer sein wird als die derzeitige Version. Die größere Oberfläche bedeutet, dass viel mehr Chips auf einen einzigen Silizium-Wafer gepackt werden können, was die Fertigungseffizienz verbessern kann, während gleichzeitig eine effizientere Nutzung der Materialien und die Herstellung von mehr Chips möglich ist. Es gibt einen Nachteil: Wenn ein Silizium-Wafer beschädigt wird, werden mehr Chips verschwendet, da mehr Chips in einer rechteckigen Version enthalten sind, aber das ist nur eine Randnotiz.
Das neue Format ist natürlich nicht mit den derzeitigen Produktionsgeräten kompatibel, die für runde Siliziumscheiben mit einem Durchmesser von 200 mm, 250 mm oder 300 mm ausgelegt sind. TSMC stellt hauptsächlich letztere her. Auch die CoWoS-Technologie des Unternehmens verwendet derzeit 300-Millimeter-Siliziumwafer, die eine runde Form haben und für das fortschrittliche Chip-Packaging unerlässlich sind. Die fortschrittlichen Chip-Prototyping-Technologien von TSMC werden u. a. von Nvidia, AMD, Amazon und Google eingesetzt.
Die Umstellung ist auch deshalb schwierig, weil die Produktion moderner Chips ein hohes Maß an Präzision erfordert, das weit über das hinausgeht, was der Markt von Leiterplatten und Displays gewohnt ist, weshalb der Übergang zu rechteckigen Siliziumwafern eine komplexe und langwierige Aufgabe sein kann.
Solche Pläne sind in der Regel sehr langfristig angelegt, d. h. es kann 5-10 Jahre dauern, bis die erforderlichen Fertigungsanlagen, Produktionslinien und anderen Komponenten fertiggestellt sind. Um erfolgreich zu sein, muss auch mit den Entwicklern der Produktionsanlagen und den Lieferanten der Siliziumwafer zusammengearbeitet werden, damit die Umstellung so effizient wie möglich verläuft.
Natürlich handelt es sich hier nur um einen Entwurf, und es gibt keine Garantie dafür, dass er nach seiner Entwicklung zu greifbaren Produkten führt - es kann sein, dass der Übergang aufgrund seiner Komplexität und möglicher Risiken aufgegeben wird.
