Halbleiterhersteller

mini|391 San Antonio Road, dem ehemaligen Ort des Shockley Semiconductor Laboratory, wo die „verräterischen Acht“ und Fairchild-Semiconductor-Gründer arbeiteten. Fairchild war ein Pionier der Halbleiterhersteller im Silicon Valley. Aufnahme von 2019 Ein Halbleiterhersteller oder Chip-Hersteller oder Mikroelektronikunternehmen ist eine Organisation oder ein Unternehmen, das mikroelektronische Bauteile, d. h. integrierte Schaltungen (ICs) oder „Chips“, die auf Halbleitermaterialien wie Silicium basieren, entwirft, produziert und vermarktet. Vollintegrierte (meist) multinationale und börsennotierte Unternehmen, die alle Bereiche abdecken werden auch als engl. Integrated Device Manufacturer (IDM) bezeichnet.

Zu den Produkten zählen einfache halbleiterbasierte Bauelemente wie Dioden oder Transistoren (diskrete Halbleiter) oder komplexe Produkte wie Mikrocontroller, Mikroprozessoren, Halbleiterspeicher, oder Systems-on-a-Chip (SoC). Es existieren tausende weitere Bausteine, die auf Digitallogik und Digitalspeichern basieren und auch Funktechnik integrieren, sogenannte RF-Chips.

Halbleiterhersteller zählen zur Halbleiterindustrie und somit zur Elektroindustrie. Diese Industrie ist seit der Globalisierung weltweit aufgestellt und bedient als Zulieferer von Halbleiterprodukten andere Absatzmärkte und Abnehmer wie die Automobilindustrie, die Computerindustrie (Informations- und Kommunikationstechnik), die Unterhaltungselektronik uvm. Die Halbleiterindustrie wiederum ist Abnehmer der Wafer- bzw. Siliziumhersteller, die als Zulieferer agieren. Es existiert eine große Zulieferindustrie, welche die Maschinen und Fertigungsanlagen für die Produktion von Halbleitern bereitstellt. Der hohe Wettbewerbsdruck zwischen diesen Unternehmen hat in den vergangenen Jahrzehnten zu zahlreichen Fusionen und Übernahmen von oder durch Halbleiterunternehmen geführt.

Geschichte

Halbleiterherstellung mini|Video: So werden Mikrochips hergestellt

Einsatzstoffe Als „Rohstoff“ für die Halbleitertechnologie zählen hochreine, monokristalline Silicium-Wafer. Hierfür existieren eigene Hersteller, siehe die Liste der Siliziumhersteller. Außerdem werden eine Vielzahl von Spezialchemikalien und Edelgase zur Herstellung benötigt sowie gut ausgebildetes Personal.

Verfahren Die Prozesse der Halbleitertechnik haben sich im Verlauf der Jahrzehnte weiterentwickelt. Die Grundlagen bilden die Halbleiter- und Festkörperphysik. Die Fertigungsverfahren beruhen jedoch weiterhin auf fotolithografischen Prozessschritten einschließlich Belichtung und nachfolgender Entwicklung sowie auf chemischen Prozessen, die als Nass- oder Trockenchemie (z. B. Plasmaätzen) umgesetzt werden – von der Planartechnik bis hin zur modernen EUV-Lithografie. Dabei kommen zahlreiche hochautomatisierte Maschinen zum Einsatz. Bis zur Auslieferung der Dies an die Gehäusemontage durchläuft die Fertigung von Mikroelektronik hunderte Prozessschritte und Kontrollpunkte.

Produktionsbedingungen Aufgrund der enormen Kosten, die sowohl bei der Entwicklung als auch der Produktion von komplexen Halbleitern mit immer kleineren Strukturen anfallen, setzte seit den 2000er Jahren (vgl. Technologieknoten) eine zunehmende Spezialisierung ein. Beispielsweise lässt sich laut dem Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) eine Chipfabrik nicht kostendeckend betreiben, wenn sie nicht konstant zu mindestens 85 Prozent ausgelastet ist. Das Produktionsniveau umzustellen dauert laut ZVEI drei bis vier Monate und kostet – wenn die Produktion aufgestockt wird – Milliarden im zweistelligen Bereich.

Halbleiterprodukte Typische Produkte der Halbleiterindustrie sind sowohl diskrete Halbleiterbauelemente, wie Dioden, Transistoren, Thyristoren oder Leuchtdioden, als auch komplexere mikroelektronische Erzeugnisse, wie Halbleiterspeicher und integrierte Schaltkreise (ICs). Des Weiteren zählen mikrosystemtechnische Bauelemente (MEMS), Opto-Elektronische Geräte usw. zu den Produkten der Halbleiterindustrie.

Geräte und Maschinen aus der Halbleiter-Zulieferindustrie umfassen z. B. Produktions- und Prozessanlage (Reinraum-Technologie, Lithographie usw.), siehe die Beispiele unter Zweige.

Produktsegmente und Hersteller Aufgrund der Vielzahl der möglichen Halbleiterprodukte, haben sich eigene Hersteller für z. B. optoelektronische Bauelemente (LEDs, Laser usw.) herausgebildet. Im Folgenden sind einige Beispiele (Hersteller) aufgezählt. Nicht zu den Halbleiterherstellern, aber mit angrenzenden Tätigkeiten (z. B. Backend) zählen die Electronic Manufacturing Service (EMS) Anbieter, wie z. B. Foxconn. Die Liste ist insofern nicht vollständig, da einige Hersteller auch andere Produkte aus den verschiedenen Segmenten herstellen. Die Liste gibt nur einen groben Überblick und Beispiele zur Orientierung.

Mikroprozessoren / Grafikprozessoren Für Desktops, Server u. a.

Apple, eigene Chips wie die M-Serie AMD (mittlerweile Fabless durch Ausgründung von Globalfoundries) IBM Intel Nvidia Ehemals auch Sun Mirco Siehe auch die SoC-Hersteller weiter unten.

Mikrocontroller und andere ICs

Infineon Microchip NXP Renesas Sony STMicro Texas Instruments

System-on-a-Chip (SoC), Controller und IP-Kerne

ALi (Fabless) ARM und Intel mit der ARM-Architektur bzw. der Weiterentwicklung XScale (auch Intel Quark oder Intel Edison) Altera (später Intel), Microsemi (später Microchip Technology) und Xilinx (später AMD) mit diversen SoC-Plattformen in FPGAs Broadcom mit diversen Kommunikationschips bzw. -controllern Cypress (später Infineon) für PSoC programmierbare System on Chip ImgTec (vormals PowerVR, nur GPU-Kerne) Infineon und NXP mit SoC-ICs für mobile Endgeräte wie Handys oder auch xDSL-Modems (Datenübertragung-ICs) LSI Logic mit Controllern für Netzwerk und Speicherprodukte MIPS und Lizenznehmer wie etwa AMD mit der AU1000-Serie MediaTek (Fabless), diverse SoC-Prozessoren u. a. Bausteine Motorola/Freescale/NXP und IBM mit diversen PowerPC-Derivate wie MCP5xxx Qualcomm für moderne Smartphone-SoCs (Snapdragon) STMicro mit verschiedenen Produkten TDK-InvenSense mit Sensor-SoCs für Bewegung und Lage, Bild und Ton im Gamecontroller, Handy und Head-Mounted Display Texas Instruments mit OMAP, DSPs und RF-Modulen ULi (Fabless),

Leistungshalbleiter Für Anwendungen in der Leistungselektronik:

Bosch Infineon Onsemi STMicroelectronics Vishay Mitsubishi Electric Fuji Electric Rohm Toshiba Renesas Nexperia ZF und Wolfspeed

Kommunikation/Mikrowellen/MMICs Es gibt Hersteller, die Halbleiterprodukte für die Kommunikations- und Funktechnik herstellen, z. B. Ethernet oder WLAN-Chips. Funkchips werden auch „Radiochips“ oder RF-Chips (Radio-Frequency-Chips) genannt. Im Spezialfall der Mikrowellentechnik spricht man von monolithisch integrierten Schaltkreisen (MMICs). Intel MACOM Marvell Qorvo (ehem. TriQuint) Raytheon Realtek Skyworks

Opto-Halbleiter Hersteller von optoelektronischen Bauelementen (auch Laserdioden u. a.):

Coherent Cree (übernommen von Wolfspeed) Osram Opto Semiconductors (heute JV bzw. Zusammenschluss mit ams) Nichia

Halbleiterspeicher Hersteller von Speicherbausteinen bzw. Halbleiterspeichern:

ChangXin Memory Technologies (CXMT) Crucial (übernommen von Micron) Cypress (übernommen von Infineon) Elpida Memory (Joint Venture von NEC und Hitachi) Hitachi IBM Infineon Kioxia Micron Mitsubishi Nanya NXP (früher Philips) Phison Samsung Electronics SK Hynix (Merger zwischen Hynix Semiconductor, früher Hyundai Electronics) Sony Toshiba Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. (YMTC) Speichermodule für Konsumenten oder B2B (die meisten Unternehmen sind Fabless und integrieren die Speicher):

Acer ADATA Corsair Hewlett Packard Enterprise (HPE) für Server u. a. Kingston OCZ Transcend

Unternehmen wie Kingston Technology sind auf die Endfertigung und den Vertrieb (Marketing) spezialisiert. Sie stellen die Halbleiterspeicher nicht selbst her, sondern beziehen sie von Zulieferern. Der damals größte Speicherhersteller war Mostek.

MEMS Auch für Mikrosysteme (mikro-elektromechanisches Systeme, MEMS) gibt es eigene Unternehmen, siehe die Marktübersicht der Mikrosysteme. Zu den MEMS-Herstellern zählen auch Unternehmen aus anderen Wirtschaftszweigen, wie etwa die Halbleitersparte von Bosch.

Foundries

Die größte reine Foundry (oder „Fabs“, also Halbleiterfabriken) ist das taiwanische Unternehmen TSMC, mit einigem Abstand gefolgt von der US-amerikanischen Globalfoundries und der ebenfalls taiwanischen UMC. Ein weiteres Unternehmen ist die Systems on Silicon Manufacturing Cooperation (SSMC) aus Singapur oder die chinesische Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC). Zu den europäischen Foundries zählen z. B. die Unternehmen Ams-Osram, X-FAB oder LFoundry. Auch vollintegrierte Halbleiterhersteller (IDMs) wie die Intel oder Samsung bieten teilweise Foundry-Services an. Der Foundry-Markt teilt sich 2026 grob in 53 % IDM (vollintegrierte Unternehmen) und 47 % Foundry Service auf, mit einem Foundry-Markt von geschätzten 402 Mrd. US-Dollar.

Fabless-Unternehmen

In der folgenden Übersicht sind einige bekannte Unternehmen aufgezählt, die mit dem Fabless-Geschäftsmodell groß geworden sind oder heute noch damit arbeiten. Diese Unternehmen sind auf den Entwurf von Mikroelektronik spezialisiert und nicht auf deren Produktion. Dabei spielen IP-Kerne sowie deren Patentierung (Halbleiterschutzrechte) und Lizenzierung eine bedeutende Rolle. Des Weiteren bieten einzelne EDA-Unternehmen wie Synopsys oder Cadence IP-Bausteinen an.

Ehemalige Unternehmen (aufgelöst oder akquiriert) sind kursiv markiert. Die Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. 3dfx 3DLabs Actel Ageia Altera ALi Allwinner Technology AMD Apple Arm ATI Technologies Bitmain Broadcom Cadence Centaur Technologies CEVA Chips & Technologies Cirrus Logic Conexant Cyrix Dialog Semiconductor eSilicon HiSilicon Imagination Technologies Ingenic Semiconductor Lantiq LSI Corporation Marvell MediaTek MoSys NeoMagic NexGen Nordic Semiconductor Novatek Nvidia PortalPlayer PowerDsine Qualcomm Qualcomm Atheros Realtek RMI Corporation Rockchip S3 Graphics SandForce SanDisk Silicon Integrated Systems Silicon Labs Synopsys Tsinghua Unigroup ULi UNISOC VIA Technologies Wipro Wolfson Microelectronics Xilinx XMOS

Weitere Unternehmen

Rohstoff-Zulieferer Eine Reihe von Unternehmen liefert Rohstoffe für Halbleiterhersteller. Dazu zählen Siliciumhersteller und weitere Unternehmen der chemischen Industrie, z. B. für Spezialchemikalien für die Halbleiterprozesstechnik.

Technologie-Zulieferer Dazu zählen Unternehmen die Geräte, Maschinen und Anlagen für die Halbleiterprozesstechnik liefern. Einige bekannte Beispiele:

Applied Materials ASML (inkl. Carl Zeiss SMT) Aixtron Brother Industries Canon Epson KLA Lam Research Nikon Suss Microtec Tokyo Electron (TEL)

Rankings

Nach Marktkapitalisierung +Die größten Unternehmen aus der MikroelektronikbrancheRangTypUnternehmenMrd. US-DollarLand1FLNvidia5.181USA2FDYTSMC2.034Taiwan3FLBroadcom1.893USA4IDM/FDYSamsung Electronics1.005Südkorea5IDMSK Hynix621,66Südkorea6IDMMicron Technology568,70USA7ZLASML533,63Niederlande8IDMAMD526,96USA9IDM/FDYIntel424,79USA10ZLLam Research314,18USAFL := Fabless, IDM := Vollintegriert, FDY := Foundry, ZL := Zulieferer ; Quelle:

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