Moderne Industriegesellschaften sind ohne Halbleiter nicht denkbar. Ob Mobiltelefone, Autos oder medizinische Geräte – nahezu kein technisches Erzeugnis kommt ohne diese „Kernelemente“ der Elektronikfertigung aus. Dennoch scheinen die Boomzeiten der Halbleiter mit rasanten zweistelligen jährlichen Wachstumsraten der Vergangenheit anzugehören – oder? „Das Schlimmste ist vorbei“, lautete denn auch die Botschaft vom Marktforschungsunternehmen Gartner im Januar 2017. Mitte des Jahres sagten die Analysten dann dem weltweiten Halbleitermarkt nach einem mäßigen Zuwachs von 1,5 Prozent im vergangenen Jahr, für 2017 ein deutliches Plus von 16,8 Prozent voraus. Der Umsatz soll dabei auf über 400 Mrd. US-Dollar steigen. Verantwortlich sind in der Hauptsache explodierende Preise für Speicherbausteine. Zusätzlich erreicht laut IC Insights der Wert des Halbleiteranteils in elektronischen Geräten in diesem Jahr den Rekordwert von 28,1 Prozent.

In den Hallen B1 und B2 können sich Fachbesucher ein Bild von den jüngsten Entwicklungen in der Halbleiterforschung und Halbleitertechnologie machen. Im Bild: Ein MEMS-Lautsprecher des Fraunhofer ENAS.

In den Hallen B1 und B2 können sich Fachbesucher ein Bild von den jüngsten Entwicklungen in der Halbleiterforschung und Halbleitertechnologie machen. Im Bild: Ein MEMS-Lautsprecher des Fraunhofer ENAS. Messe München

Halbleiterbranche im Wandel

Noch positiver gestaltet sich der Markt für Halbleiterproduktionsanlagen. Der Branchenverband Semi erwartet für dieses Jahr ein weltweites Wachstum von 19,8 Prozent, auf ein Volumen von 49,4 Mrd. Dollar. China mit über 60 Prozent und Europa mit über 50 Prozent verzeichnen dabei die größten Steigerungen. Gespeist wird der vermehrte Bedarf an Equipment unter anderem aus dem hohen Innovationsdruck der Branche und zunehmend diversifizierten Kundenanforderungen.

Zudem ist die komplette Halbleiterindustrie im Umbruch. Nach gut fünf Jahrzehnten verliert der „Moore’sche Fahrplan“, wonach alle zwei Jahre doppelt so viele Transistoren auf einen Mikroprozessor gepackt werden, allmählich seine Gültigkeit. Die Physik spielt nicht mehr mit, die Halbleiterwerke (Fabs) für die nächsten Chip-Generationen sind kaum mehr zu bezahlen, und für immer weniger Chips macht es Sinn dem Moore’schen Gesetz zu folgen. So liegt etwa in mobilen Geräten der Fokus abseits von reiner Rechenleistung auf Konnektivität und Energiemanagement.

Ein Zeichen für den Wandel ist die Konsolidierung der Branche. Seit ein paar Jahren jagt ein Milliarden-Deal den nächsten. Die Halbleiterhersteller reduzieren so ihre Kosten und erhöhen die Profitabilität, verbreitern aber auch ihr Produktportfolio. Denn Unternehmen die bisher hauptsächlich den mittlerweile gesättigten PC- und Smartphone-Markt adressiert hatten, müssen zunehmend Wachstumssegmente wie das Internet der Dinge, Industrieanwendungen, Automotive oder die Datenspeicherung bedienen. Und das bei immer kürzeren Zyklen.

Innovation ist Pflicht

Die Megatrends Energie-Effizienz, Mobilität und Konnektivität fordern laufend neue Lösungen. Und speziell das sogenannte Internet der Dinge, in dem bald Milliarden vernetzter Geräte miteinander kommunizieren werden, hat die Geschwindigkeit noch einmal erhöht. So entscheidet neben dem Preis und neuen Features vor allem „Time-to-Market“ über den Erfolg eines Produktes. Da wundert es nicht, dass die Halbleiterbranche zu den am meisten von Innovationen getriebenen Branchen gehört.

Die productronica 2017 bildet zusammen mit der erstmals parallel stattfindenden Semicon auf dem Gelände der Messe München den größten Mikroelektronik-Event Europas.

Die productronica 2017 bildet zusammen mit der erstmals parallel stattfindenden Semicon auf dem Gelände der Messe München den größten Mikroelektronik-Event Europas. Messe München

Die Folge: Hohe Investitionen in Forschung und Entwicklung. Staatliche Unterstützung und weitreichende Kooperationen federn hier zumindest einen Teil der Kosten ab. So haben sich erst vor kurzem elf Institute des Fraunhofer-Verbundes Mikroelektronik (Halle B2, Stand 317) und zwei Institute der Leibniz-Gemeinschaft zur „Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland“ (FMD) zusammengeschlossen. Damit soll Kunden aus der Großindustrie, kleinen und mittleren Unternehmen sowie Universitäten die gesamte Wertschöpfungskette für die Mikro- und Nanoelektronik aus einer Hand angeboten werden.

Für Anlagen und Geräte erhalten die dreizehn beteiligten Forschungseinrichtungen insgesamt rund 350 Mio. Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Ein weiteres wichtiges Industrie-Netzwerk für die Mikroelektronik ist mit Silicon Saxony (Halle B1, Stand 416) auf der Semicon Europa vertreten. Der Gemeinschaftsstand bündelt eine ganze Reihe von Unternehmen, Forschungsinstituten und Universitäten, die spezifische Anwendungsgebiete der Halbleitertechnologie wie Automotive, Internet der Dinge, 3D-Packaging und Hybridelektronik zeigen.

 

Europas größter Mikroelektronik-Event

Solche Hightech-Produkte stellen hohe Anforderungen an die Fertigungsbedingungen. So finden nahezu alle Halbleiterprozesse im Reinraum statt, um schädliche Kontaminierungen durch Staubpartikel zu verhindern. Mittlerweile sind die Bauteile jedoch auf Strukturgrößen geschrumpft, bei denen selbst molekulare Verunreinigungen eine Gefahr darstellen. Die „Special Show Cleanroom“ (Halle B2) auf der diesjährigen productronica zeigt, wie man da „saubere“ Arbeit leistet. Eine Messeneuheit ermöglicht Besuchern via Virtual Reality (VR) den Zugang in einen imaginären Reinraum.

Die enge Verzahnung der Semicon Europa (Halle B1) mit der productronica bietet den Messebesuchern dieses Jahr ein komplettes Informationsangebot. Neben der Halbleiterfertigung, der Herstellung von Displays, LEDs und diskreten Bauelementen werden hier auch die Themen Photovoltaik-Fertigung, Micronano-Production sowie Materialbearbeitung und Reinraumtechnik abgebildet. Zusätzlich profitieren Branchenvertreter von einem umfangreichen Rahmenprogramm mit hochkarätigen Konferenzen. Der ideale Ort, um sich über die neuesten Trends und Technologien auszutauschen und so den technologischen Fortschritt voranzutreiben. Der Besuch der beiden Messen productronica und Semicon Europa ist mit einer Eintrittskarte möglich.