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Halbleiter bilden die Grundlage der Industrie und der Gesellschaft unterstützt durch moderne Halbleiterproduktionsanlagen

Japan war einmal der weltweit führende Halbleiterhersteller

Die Mehrzahl der in den 1980er Jahren in Japan hergestellten Halbleiter waren DRAM, die 50 % des weltweiten Volumens ausmachten. Nach dem wirtschaftlichen Konflikt zwischen den USA und Japan über den Halbleiterhandel*1 verzögerte Japan den Wechsel zu logischen Halbleitern und verlor seine Führungsposition an Hersteller in anderen Ländern wie etwa Intel Corporation (USA), TSMC (Taiwan) und Samsung Electronics Co., Ltd. (Korea) (Abb. 1). 

Japan verfügt weltweit über die meisten Halbleiterproduktionsstätten

Japan produziert derzeit logische und Leistungshalbleiter – sogenannte Vorgängerhalbleiter –, deren Leiterbreite zwischen 28 und 130 nm*2 beträgt, während aktuelle Produktionsstätten durch internationale Allianzen restrukturiert wurden. 

Im Hinblick auf hochmoderne Halbleiter und die Produktion von High-End-Schaltungen mit Leiterbreiten von 5 bis 16 nm für Smartphones haben DC*3 und 5G aufgrund der globalen Digitalisierung rapide zugenommen. Die Nachfrage nach Halbleitern im mittleren Bereich mit Leiterbreiten von 20 bis 40 nm ist aufgrund der zunehmenden Produktion von Kraftfahrzeugen, Industriemaschinen und Haushaltsgeräten ebenfalls weltweit gestiegen. Dies hat technische Innovationen und die Erhöhung der Produktionskapazität durch nationale Strategien für die stabile Versorgung mit Halbleitern beschleunigt. Japan hat außerdem Maßnahmen umgesetzt, um die  Halbleiterindustrie wieder zu priorisieren, und somit die letzten 30 Jahre auszugleichen.

Halbleiterproduktionsanlagen (SPE) sind für die Herstellung hochmoderner Halbleiter unverzichtbar

Während das Ausland bisher die Halbleiterproduktion dominiert hat, haben japanische Halbleiterproduktionsanlagen (SPE) die erstklassige Qualität durch zahlreiche technische Verbesserungen aufrechterhalten und werden seit langem als wesentliche Komponente für die hochpräzise High-End-Halbleiterfertigung in der Produktion von mehr als 30 % des weltweiten Volumens eingesetzt. Die Semiconductor Equipment Association of Japan (SEAJ) hatte prognostiziert, dass der SPE-Umsatz im Geschäftsjahr 2021 einen Rekordbetrag von 3,3 Trillionen Yen erreichen würde, was einem Anstieg von 40 % gegenüber dem Vorjahr entsprechen würde. Dies zeigt, dass in Japan hergestellte Halbleiter eine extrem hohe Qualität aufweisen. 

*1: Die USA beschwerten sich in den 1980er Jahren, dass die Preise für in Japan gefertigte Halbleiter gegen Anti-Preisdumping-Gesetze verstießen. Um dieses Problem zu lösen, wurde im September 1986 das U.S.-Japan Semiconductor Agreement unterzeichnet. 
*2: 1 nm entspricht 1/1 Milliardstel Meter.
*3: Das Datenzentrum ist auf den Betrieb einer Vielzahl verschiedener Computer und Geräte für die Datenkommunikation spezialisiert. 

Halbleiterfertigungsprozesse (Front-End-Prozess) und Fertigungsanlagen

Die Halbleiterfertigung wird allgemein in den Front-End-Prozess, in dem Schaltkreise auf der Oberfläche eines Wafers gebildet, und dem Back-End-Prozess, der das Zuschneiden des Wafers zu Chips sowie die anschließende Inspektion und Verpackung umfasst, unterteilt.

Im Front-End-Prozess wird die Schaltung ähnlich wie in der Fotografie durch Lithografie-Technik auf den Wafer projiziert und Isolatoren und Halbleiter werden teilweise durch wiederholtes Ätzen und Auftragen bearbeitet. Die Verbesserung der Ertragsrate ist wichtig für die Wettbewerbsfähigkeit, und dies erfordert eine hochreine Umgebung und ultrapräzise und hocheffektive betriebliche Abläufe. Aus diesem Grund finden die äußerst zuverlässigen japanischen Halbleiterproduktions- und Inspektionsanlagen weithin Verwendung (Abb. 3). 

Beschichtungsanlagen (globaler Anteil: 90 %), CVD-Anlagen (globaler Anteil: 30 %) und Ätzanlagen (globaler Anteil: 30 %) insbesondere zeigen die technischen Kapazitäten in Japan hergestellter Anlagen. Im Front-End-Prozess wird eine Vielzahl chemischer Wirkstoffe im Vakuum verwendet, da sie extrem wärme- und korrosionsbeständig sein müssen. 

Die Bauteile werden aus einer Vielzahl unterschiedlicher Materialien von allgemeinen Werkstoffen wie Aluminiumlegierungen, Edelstahl und FCD bis hin zu Inconel, Kovar und anderen schwer zu bearbeitenden Materialien wie Keramik, Einkristallsilizium, Siliziumkarbid, Quarzglas und anderen harten spröden Materialien hergestellt. 

Produkt-Lineup für eine Vielzahl unterschiedlicher Werkstoffe

Mitsubishi Materials bietet eine große Auswahl an Produkten für die Bearbeitung in zahlreichen unterschiedlichen Anwendungen unter Verwendung einer kumulierten Werkstoff- und Formungstechnologie. Die Sorte der MP9100-WSP für schwer zerspanbare Materialien, die Serie der AXD-Fräser für Aluminiumlegierungen und für die Bearbeitung schwer zerspanbarer Materialien, der DC-Bohrer für die Bearbeitung harter spröder Materialien und die DF-Serie der Hartmetall-Schaftfräsen insbesondere werden von einer großen Vielzahl unterschiedlicher Kunden hoch geschätzt. Wir fertigen Produkte, die sich durch die effektive und effiziente Bearbeitung von Aluminium und anderen nicht-eisenhaltigen Metallen sowie von schwer zerspanbaren Materialien auszeichnet. 

Produktübersicht

Geschwindigkeit und Innovation

Den Prognosen zufolge wird der Umsatz mit japanischen Halbleiterproduktions-anlagen Jahr für Jahr bis zum Geschäftsjahr 2023 neue Rekordwerte erreichen (Abb. 4). Darüber hinaus hat die japanische Regierung beschlossen, TSMC für die Fertigung hochmoderner Halbleiter (22 – 28 nm) und den Bau neuer Werke in Kumamoto zu unterstützen. Die Regierung hat weiterhin beschlossen, die Instandhaltung und den Ausbau alter Halbleiterfertigungsstätten zu fördern. Die staatliche Unterstützung der Halbleiterfertigung, die wirtschaftliche Sicherheit priorisiert, dient als Einflussfaktor für die Steigerung der Nachfrage nach Halbleiterproduktionsanlagen.

[Abb. 4. Umsatzprognosen für in Japan hergestellte Halbleiterproduktionsanlagen für die Geschäftsjahre 2021 bis 2023] (Überarbeitet)

Mitsubishi Materials fertigt Produktionsanlagenteile und Materialien wie etwa Silizium-Produkte und Beschichtungslösungen für den Backend-Prozess und kann direkt auf Anfragen der Anlagenhersteller reagieren. Mit anderen Worten: Mitsubishi Materials ist weltweit der einzige Hersteller, der in der Lage ist, nicht nur Teile und Materialien zu vermarkten, sondern auch Bearbeitungslösungen durch die Synchronisierung von Bearbeitungstechnologie aus der Forschungs- und Entwicklungsphase für neue Materialien bereitzustellen. 

Ab sofort müssen wir technische Innovationen einschließlich der Minimierung der Leitungsbreite von Halbleiterproduktionsanlagen (5 nm oder kleiner) und durch die CO-neutrale und energiesparende Produktion vorantreiben, um mit der Entwicklung zunehmend schwer zu bearbeitender Materialien Schritt zu halten.

Mitsubishi Materials nutzt in vollem Umfang unternehmensweite Synergien und seine weltweiten Netzwerke für das Geschäftswachstum der Anlagenhersteller und teileverarbeitenden Unternehmen, und konzentriert sich dabei besonders auf Geschwindigkeit und Innovation.