STMicroelectronics gaat waferfabriek bouwen in Italië

STMicroelectronics gaat een nieuwe waferfabriek bouwen in Italië. De fabriek gaat 730 miljoen euro kosten en moet in 2026 klaar zijn. Het plan is onderdeel van de Europese Chips Act om de chipsector in de regio te versterken.

STMicro bouwt de waferfabriek naast zijn bestaande fabriek in Catania. In het nieuwe gebouw worden siliciumcarbidesubstraten gemaakt. Die zijn met name geschikt voor de auto- en energie-industrie, waar een groeiende vraag is naar dergelijke substraten. In de fabriek worden 150mm-wafers geproduceerd. In de toekomst wil STM wafers van 200mm maken. De productie in de fabriek moet in 2023 van start gaan. STMicroelectronics investeert de komende vijf jaar in totaal 730 miljoen euro in de fabriek. Een derde van dat bedrag, 292,5 miljoen euro, wordt gesubsidieerd door de Italiaanse overheid.

De Europese Commissie zegt dat dat plan en de subsidie zijn goedgekeurd als onderdeel van de European Chips Act. Met die chipwet wil de Europese Unie zijn chipsector versterken, onder meer door onder voorwaarden staatssteun voor de bouw van chipfabrieken toe te staan. "De Italiaanse maatregelen zullen Europa's halfgeleidertoeleveringsketen sterker maken en ons helpen bij de digitale en groene transitie", zegt Eurocommissaris Margrethe Vestager. Ook Intel werkt onder de Chips Act aan chipfabrieken in Duitsland en een chippackagingfabriek in Italië.

IT-banen

Reacties (43)

markjanssen 6 oktober 2022 12:40

Ik verbaas me dat er blijkbaar nog (veel) gebruik wordt gemaakt van 150mm wafers... alle moderne processen gebruiken 300mm (en de wat oudere 200mm) wafers. Raar om nog te investeren in een 150mm fabriek.

Nou maakt STM natuurlijk voornamelijk microcontrollers en embedded devices, en niet echt state-of-the-art 7nm cpu's of memory/flash

[Reactie gewijzigd door markjanssen op 22 juli 2024 16:46]

kidde

Chipproductie
Marktontwikkelingen

@markjanssen • 6 oktober 2022 13:45

alle moderne processen gebruiken 300mm (en de wat oudere 200mm) wafers

Nee, dat heeft niets met modern te maken.

FinFETS op 7nm worden gebruikt om een paar lullige volt te schakelen, en dat voltage moet zo klein mogelijk zijn. Dus de transistor kan ook zo klein en goedkoop mogelijk.

Silliciumcarbide wordt gebruikt om zo hoog mogelijke voltages te schakelen. Dus je wilt dat die transistors groot zijn. Er zijn transistors voor 80 volt, of 300. Wat je bijvoorbeeld kan doen, is met gelijkstroom (van zonnecellen) wisselstroom maken, door iedere paar milliseconden wel of geen stroom aan te schakelen. Dat is bijvoorbeeld nodig voor elecrtomotoren en electrische auto's; het aansturen van motoren.

Silliciumcarbide transistors moeten dus heel hittebestendig zijn.

Het is dus een totaal andere tak van sport, waarin TSCM en Intel niet actief zijn. Wij hier in Europa hebben de allermodernste Sillicium-Carbide processen ter wereld, we zijn hier marktleider in. De rest van de wereld doet simpelweg niet mee op ons niveau, misschien de Japanners nog een beetje.

Ed - Vooral het proces voor het maken van de wafer is heel anders:

Bij sillicium (wat wordt gebruikt voor 7nm FinFETs en processors, zoals CPU, GPU, TPU, DSP, ISP) werk je net zoals je een kaars maakt: In een open ruimte, ga je Iedere keer je materiaal "dopen" in een bad met vloeibaar sillicium, en iedere keer blijft er een nieuwe laag kristal "plakken" aan wat je al had. Bij een kaars begin je met een lont te dopen in kaarsvet, bij sillicium begin je met een hele kleine kristal.

Bij sillicium carbide (vermogens electronica) heb je een "afgesloten" oven. Onderin ligt poeder, dat wordt 2000 graden en verdampt. Aan de bovenkant zit een soort "pannenkoek", en middels damp of vloeistof ga je daar iedere keer een laagje tegenaan blazen, zogenoemde "epitaxie", wordt soms ook wel "opdampen" genoemd (vapor deposition).
Hier een mooi filmpje van het Japanse Rohm:
https://www.youtube.com/watch?v=LeHE-7KmVvE&t=1m17s

Epitaxie van sillicium-carbide is dus een totaal ander proces dan het creeren van een sillicium "kaars" (boule) genaamd; dus dat je een boule van 300mm in doorsnede kan maken, wil niet zeggen dat je dat met sillicium-carbide ook van 300 mm kan.

[Reactie gewijzigd door kidde op 22 juli 2024 16:46]

Jerie

@kidde • 6 oktober 2022 15:32

Heb er niet zoveel verstand van als jij maar volgens mij bedoelde je TSMC ipv TSCM (Technical Surveillance Counter Measures).

GeertBoer @Jerie • 6 oktober 2022 17:34

$_/-\o_$

phsdv @kidde • 9 oktober 2022 08:45

Silicon carbide (SiC) transistors zijn meestal 900V of 1200V voor vermogens electronica. Ook wel lager. 650V of 700V maar dat wordt minder gebruikt.

mr32 @markjanssen • 6 oktober 2022 14:18

Ik weet niet precies wat de reden is dat ze geen 300 mm wafers gebruiken, maar de reden kan anders zijn dan je denkt.

Ten eerste is een silicon ingot (een langwerpig cilindervormig kristal dat in wafers kan worden gesneden) niet hetzelfde als een silicon carbide ingot. Dat laatste kan wellicht instabieler zijn, waardoor een grotere diameter niet rendabel is. Ik weet niet of dit het geval is, maar voor een ander willekeurig substraat Indium Fosfaat moet je bijvoorbeeld al blij zijn met een 4" wafer.

Verder is de schaal van die industrie minder groot dan wat TSMC of Samsung verwerken. De voordelen van een grotere wafer wegen dan niet meer op tegen de gigantische investering die je moet doen in je foundry om alle machines compatible te krijgen met de grotere wafers. Letterlijk al je processen (en machines) moet je dan aanpassen!

Hanske82 @markjanssen • 6 oktober 2022 12:51

Met 730M€ ben je ook zo door je budget heen met een 300mm fab. Het lijkt mij ook niet een dan waar echt nieuwe nodes gemaakt gaan worden.

FotoMark @Hanske82 • 6 oktober 2022 12:59

Er worden dan ook geen nodes gemaakt maar kale wafers. Dus het startpunt voor de chipproductie. Wij Tweakers denken aan cpus, geheugen etcetera. Dit is voor andere, specialistische chips die nog op kleinere wafers geproduceerd worden.

Maurits van Baerle @markjanssen • 6 oktober 2022 12:46

Ik vermoed dat er een curve te tekenen is tussen de grootte van een wafer en het risico van een imperfectie op zo'n wafer (misschien zelfs wel kwadratisch omdat het om oppervlak gaat). Dan hebben grotere wafers alleen economisch nut als je hele hoge marges kunt halen in een hele specifieke hoek.

Ik speculeer maar wat maar ik kan me voorstellen dat het economisch logischer is om 150mm wafers te gebruiken voor technologieën boven de 100nm. De chips waar deze wafers voor zijn bedoeld zullen vooral in de industrie terecht komen, niet GPU's of CPU's. Dan valt zo'n berekening misschien heel anders uit.

[Reactie gewijzigd door Maurits van Baerle op 22 juli 2024 16:46]

cold_as_ijs @markjanssen • 6 oktober 2022 12:50

reden is vrij simpel, de investeringen in een 300mm fab zijn vele malen hoger dan een 150mm of 200mm fab. Het zijn niet alleen de steppers/scanners maar ook al de andere apparatuur als tracks etc... die naar 300mm moeten gaan.

x280 @markjanssen • 6 oktober 2022 13:28

Voor microcontroller (ARM Cortex-M series) formaat "dingen" is dat heel gangbaar.

dmantione

Chipproductie

@markjanssen • 6 oktober 2022 13:50

Zo'n 150mm fab is vooral belangrijk voor chips die zo simpel zijn dat de hoeveelheid die je er uit een wafeltje kunt snijden geen serieuze factor in de kosten is. Veel TTL-chips bestaan maar uit tientallen tot honderden transistoren en daar heeft een 300mm-fab echt weinig nut voor. ST Micro heeft veel "gouden oudjes" in het assortiment, chips die vaak al decennia lang gemaakt worden.

Ik kan me goed voorstellen dat als productie uit het verre oosten wordt teruggehaald, ook nieuwe behoefte ontstaat aan dit soort fabs.

phsdv @dmantione • 9 oktober 2022 08:52

Nee, deze fabriek gebruikt heel andere materialen, namelijk Silicon Carbide in plaats van puur silicium. De technologie is nog niet vergenoeg om op grotere wafers dit materiaal te maken en te bewerken. 200mm is nu het Max, 150mm het meest gangbare. En er zal zeker geen TTL transistors worden gemaakt op deze wafers, maar 1200V vermogen transistors

Ivolve

6 oktober 2022 12:54

Zowel de US als de EU hebben nu concrete plannen om meer chip fabrieken op eigen bodem te bouwen. Dit is op zich goed maar ik vraag me af wat dit gaat betekenen voor de positie van Taiwan? Nu geeft met name de US aan Taiwan tegen alle kosten te verdedigen. Zouden ze dat nog doen als de chips in de US en EU geproduceerd worden?

kidde

Chipproductie
Marktontwikkelingen

@Ivolve • 6 oktober 2022 14:26

Dit artikel heeft helemaal niets met Taiwan te maken, Taiwan speelt geen enkele rol van betekenis op het gebied van sillicium carbide chips.

Dit artikel gaat erover, dat onze windmolen-, robot en electrische auto-industrie in Europa onafhankelijk is van buitenlandse toeleveranciers.

Ed - Waar het gaat om in Europa doen wat Taiwan nu doet, spelen we in de EU alleen mee met Intel Ierland (7nm): https://newsroom.intel.ie...by-the-numbers/#gs.es130o

[Reactie gewijzigd door kidde op 22 juli 2024 16:46]

Hazuki @kidde • 7 oktober 2022 01:21

En daarvoor heeft de VS onlangs de CHIPS bill aangenomen; ruim 50 miljard investering in eigen chipproductie. De kwestie Taiwan is natuurlijk in het grotere plaatje zeer actueel, zoals @Klaus_1250 hierboven goed schetste.
Bij mij dringt nu de vraag op, zou Europa in staat zijn aan te sluiten indien nodig, en op wat voor termijn? Is de kennis aanwezig om vergelijkbare faciliteiten op te zetten? Uiteraard hebben wij hier ASML, is dat een belangrijke troef daarin?

[Reactie gewijzigd door Hazuki op 22 juli 2024 16:46]

grobbel @Hazuki • 7 oktober 2022 11:58

50 miljard klinkt natuurlijk als heel veel geld, maar om het in perspectief te plaatsen: de nieuwe fab van micron in New York kost 100 miljard.

Hazuki @grobbel • 8 oktober 2022 03:06

Het is ook werkelijk heel veel geld.

En die eigen 100 miljard is over 20 jaar uitgesmeerd. Echter is deze fab dus een rechtstreeks gevolg van deze subsidiëring, en dus het bewijs dat het direct enorm effect heeft. Micron is overig gewoon een commerciële onderneming, ze hoeven niet alles cadeau te krijgen natuurlijk.

Klaus_1250 @Ivolve • 6 oktober 2022 14:25

Op de lange termijn is de positie van Taiwan niet houdbaar. Die keuze hebben we eigenlijk al heel lang geleden gemaakt; Taiwan is nooit erkend als land en we zijn massaal economisch met China in zee gegaan. In de jaren 80 wist men al dat dat maar 1 uitkomst kon hebben. Alles nu is uitstel van executie.

De VS geeft misschien wel aan dat ze tegen alle kosten Taiwan zullen verdedigen, maar dat is natuurlijk een loze belofte. Nu kunnen ze dat zeggen omdat ze nog een relatief groot militair overwicht hebben. Dus een confrontatie kunnen ze winnen, zonder al te grote verliezen. Maar China komt snel dichterbij en het kan best eens zo zijn dat China in 5 tot 10 jaar de VS dicht genoeg genaderd is dat een conflict geen eenvoudige winnaar heeft. Taiwan ligt om de hoek bij China maar mijlenver van de VS, dus machtprojectie is dan wel een dingetje. Echt lekker loopt het ook niet met de nieuwe vliegdekschepen van de VS en de vraag is hoe achterhaalt die zullen zijn over 10 jaar.

Grote punt is wel dat onze onafhankelijkheid van Taiwan met de huidige investeringen in de EU/VS waarschijnlijk wel aan de late kant komt. Duurt misschien wel 15 jaar en als je het hele kennisstuk meepakt misschien wel 20 - 25 jaar. Ik denk dat China tegen die tijd Taiwan wel heeft ingelijfd, staat toch op Xi's shortlist. Uiteindelijk heeft China ook redelijk wat onderhandelingsruimte. Qua grondstoffen zijn we ook afhankelijk van China (zeldzame aardmetalen e.d.) en ze kunnen natuurlijk de hele regio ontregelen als ze willen, waardoor er ook problemen ontstaan met goederen uit Japan, Zuid-Korea, etc.

batjes @Klaus_1250 • 6 oktober 2022 16:19

Als China Taiwan gaat overnemen, heeft Japan een groot probleem met hun territoriale wateren. Die springen zo de oorlog in als China in Taiwan gaat lopen kloten.

Het gaat er niet echt om of de VS achter Taiwan staat of niet, het is eerder de vraag of de VS achter Japan zal staan.

Klaus_1250 @batjes • 7 oktober 2022 01:06

Dat kan je niet zo makkelijk zeggen. Japan heeft een moeilijke positie ten opzichte van China. Ze hebben zich in het verleden enorm misdragen op het Chinese vastenland - en daar zijn ze zich heel bewust van. Japans heeft nagenoeg geen aanvalswapens, ze richten zich vooral op verdediging, dus de kans dat Japan China de oorlog verklaart ... is klein.

Klopt inderdaad als een bus dat de territoraile wateren een behoorlijk probleem gaan vormen. China claimt nu ale hele stukken van andere landen en dat gaat vroeg of laat conflicten opleveren.

batjes @Klaus_1250 • 7 oktober 2022 08:21

Dat ze zich zwaar misdragen hebben, liggen ze niet zo wakker van. De Chinezen zit dat een stuk meer dwars. Maar die 2 hebben ook al een hele lange (ellendige) geschiedenis.

Japan is momenteel de 5de sterkste militaire macht ter wereld en ze zijn momenteel fors aan het investeren om de 2de of 3de militaire macht ter wereld te worden. Dat 'verdedigingsleger' zijn ze in rap tempo aan het omzetten in een 'normaal' leger.

De spanning in die regio is momenteel om te snijden en ik denk zelf dat het het kruitvat zal zijn voor een derde wereld oorlog. Hopelijk pas als Rusland al ingedamd is en zich niet kan veroorloven om zich daar ook nog mee te bemoeien.

Maurits van Baerle @Ivolve • 6 oktober 2022 13:25

Volgens mij is het ook zo dat Taiwanese fabrikanten bewust terughoudend zijn in het openen van fabrieken buiten Taiwan, precies om deze redenen. Het is een soort bescherming.

Silent7 6 oktober 2022 12:11

Google maps leert me dat Catania een kustplaats op Sicilië is, dus ik neem aan dat het gebruik gaat maken van zeewater, mooie plek, volop zon daar ook.

Maurits van Baerle @Silent7 • 6 oktober 2022 12:39

STM werkt ook nauw samen met de universiteit van Catania (opgericht in 1434!) en ze hebben dit jaar samen een nieuw Masters programma opgezet: Power Electronics Devices and Technologies. Het is dus ook qua kennis niet zomaar een willekeurige locatie.

[Reactie gewijzigd door Maurits van Baerle op 22 juli 2024 16:46]

DaWaN @Maurits van Baerle • 6 oktober 2022 12:41

Siliciumcarbide is ook specifiek voor vermogenselektronica, zal dus inderdaad geen toeval zijn

markjanssen @Silent7 • 6 oktober 2022 12:38

Ik betwijfel dat er zeewater gebruikt word in de productie van wafers...

vanaalten @markjanssen • 6 oktober 2022 12:41

Wellicht dat zo'n fabriek de nodige hitte-producerende machines heeft (ik gok dat zo'n substraat gemaakt wordt door het bronmateriaal eerst vloeibaar te maken) en dat ze vervolgens iets nodig hebben voor koeling... en dat zou dan wellicht zeewater kunnen zijn.

Maar, aannames.

markjanssen @vanaalten • 6 oktober 2022 12:43

Alle zouten en mineralen in zeewater zijn fataal voor al je hardware.... dat zou je dan eerst grondig moeten filteren en desalineren, dan is het nuttiger om direct (zuiverder) zoet-water te gebruiken (wat je alsnog ook flink moet filteren)

Silent7 @markjanssen • 6 oktober 2022 13:10

Dichtsbijzijnde rivier is +/-1750m weg van de STMicroelectronics fabriek, zee is dichterbij en juist als je toch zuiver water nodig hebt kan je net zo goed met zeewater starten, destillatie. osmose filtering, zijn veel technieken en met uitbundige zonnenergie nog relatief weinig energie gebruik. .
Intrigerende vraag, ik heb ze gepoogd te bellen, namen niet op, zal het rond 14.15 nog eens proberen.
Edit 14.20, ze nemen niet op, probeer het later vanmiddag nog een keer
edit 15.40 nou ik geloof het wel ze nemen de telefoon niet op.

[Reactie gewijzigd door Silent7 op 22 juli 2024 16:46]

84hannes @markjanssen • 6 oktober 2022 14:34

Ik weet helemaal niets van deze processen af, maar als ik met water moest koelen zou ik, zoals @vanaalten , een warmtewisselaar gebruiken. Het water komt uit een vervuilde bron, of dat nou een ondergronds meer, een rivier of een zee is, en moet gezuiverd worden om langs delicate hardware te gaan. Dat is een duur proces, dus het water na opwarming weer dumpen lijkt me inefficiënt. Het in een dubbele helix langs koud water laten stromen (of meer, er tegenin) om het af te koelen ligt dan veel meer voor de hand.

Asterion

@84hannes • 6 oktober 2022 17:57

Als je een installatie koelt met kanaalwater of zeewater wordt dat inderdaad eerst behandeld.
Daarna gaat het door een warmtewisselaar om de warmte op te nemen van het water van de machine.

Daarna wordt het afgeleid naar koeltorens om het kanaalwater/zeewater af te koelen en te hergebruiken.

Daarnaast wordt er een hoeveelheid bijgevuld vanwege de verdamping en en nog wat andere zaken.

Het water wordt dus nooit volledig geloosd.

Dat vergt niet zo een hele grote installatie om het kanaal- zeewater te filteren en te behandelen want je verbruikt immers geen duizenden liters.

vanaalten @markjanssen • 6 oktober 2022 12:54

Wellicht met een warmtewisselaar? Dus een gesloten zoet-water circuit om de hardware mee te koelen en het opgewarmde zoet-water via een warmtewisselaar met zeewater koelen?

Kan mij voorstellen dat in een warm klimaat als dat op Sicilië zoet water kostbaar genoeg is dat met zo iets zou overwegen. Als wat ik hierboven voorstel technisch gezien inderdaad kan, en het voordeliger is dan zoetwater gebruiken.

Euronitwit

@markjanssen • 6 oktober 2022 12:48

Waarom niet? Wordt al jaren gedaan. Alleen nog niet nodig in Nederland.
https://www.drinkwaterpla...kan-dat-ook-in-nederland/

kidde

Chipproductie
Marktontwikkelingen

@Silent7 • 6 oktober 2022 13:40

Catania ligt aan de voet van de Etna, er stroomt redelijk wat smeltwater naar beneden vanaf die vulkaan (3340 meter hoog).
Ik was er vorige winter, ook het kraanwater was voor Italiaanse begrippen goed te drinken.

ErikKo 6 oktober 2022 12:05

Mogelijk een domme vraag: Wat wordt hier bedoeld met een substraat?

kidde

Chipproductie
Marktontwikkelingen

@ErikKo • 6 oktober 2022 14:23

Een stuk sillicium carbide in de vorm van een "halve bolle lens":

https://16iwyl195vvfgoqu3.../2020/03/SiC_p1390066.jpg

Die wordt dan in plakjes gezaagd.

Die plakjes kan je met lithografie belichten. Daar worden transistoren van gemaakt, en daarmee kan je tot 350 Volt heel snel aan en uit schakelen.

Stel, je hebt 400 Volt gelijkstroom uit een batterij, en wil daarmee een motor aansturen met wisselstroom, van een electrische Ferrari of zo. Je "knipt" dan iedere keer een heel klein stukje tijd de stroom aan en uit, en zo kan je een sinusvormig signaal simuleren.

Dus je wilt gewoon heel snel 400 Volt iedere keer aan en uit kunnen schakelen, met misschien een ingangssignaal van enkele volts.

Dat gaat niet met sillicium, als je dat met een sillicium transistor doet dan is er een koelvin ter grootte van een vrachtwagen nodig. Dat verliest natuurlijk ook enorm veel hitte, dan gaat 25% van je batterij op aan hitte-verlies en niet aan electromotor aandrijven.

Daarom is Sillicium Carbide (SiC) uitgevonden, dat heeft 10x minder verlies bij schakelen van hoge vermogens dan sillicium.

Maar je moet dat materiaal (substraat) dus op een totaal andere manier maken dan Sillicium.

Voorheen gebeurde dat kennelijk in Europa nog niet op dezelfde plek waar vervolgens ook transistors gemaakt worden van dat materiaal. Catania wordt nu de eerste plek in Europa, waar het materiaal gemaakt wordt, en waar er vervolgens gelijk transistoren van gemaakt kunnen worden (verticaal geintegreerd proces).