Japan investeert 483 miljoen euro in productie 'sub-2nm'-chips met nieuw bedrijf

Japan gaat omgerekend 483 miljoen euro investeren in een nieuwe halfgeleiderfabrikant die wordt opgezet door verschillende Japanse techbedrijven, waaronder Kioxia, NEC, Sony en Toyota. Het land wil eind dit decennium geavanceerde chips kunnen produceren.

Acht verschillende techbedrijven zetten gezamenlijk het bedrijf Rapidus op om geavanceerde chips te ontwikkelen en produceren, schrijven persbureau Reuters en dagblad Nikkei. Onder de deelnemers vallen onder meer Kioxia, NEC, SoftBank, Sony en Toyota. De nieuwe fabrikant zal zich richten op logic-halfgeleiders en wil werken aan 'sub-2nm'-procedés. Het bedrijf wil tegen het einde van dit decennium een productielijn starten en vanaf ongeveer 2030 chips gaan produceren voor andere bedrijven.

Om dit te bewerkstelligen, krijgt Rapidus 70 miljard yen van de Japanse overheid. Omgerekend komt dat neer op 483 miljoen euro. Verschillende bedrijven, waaronder Nippon Telegraph, Telephone Corp en Kioxia, zullen verdere investeringen doen in Rapidus, schrijft Reuters. Tetsuro Higashi, voormalig voorzitter van chipproductiemachinemaker Tokyo Electron, komt aan het hoofd van Rapidus te staan.

De oprichting van het Japanse chipconcern volgt op stijgende geopolitieke spanningen in de chipsector, onder meer vanwege de onlangs geïntroduceerde Amerikaanse exportbeperkingen van geavanceerde chips naar China. Mede daarom zou Japan stappen zetten om zijn halfgeleidersector te versterken.

Japan zal hiervoor samenwerken met andere landen. Onlangs kondigden Japan en de VS al de komst van een gezamenlijk r&d-centrum voor halfgeleiders aan. Dat centrum wordt tegen het einde van dit jaar opgezet en moet samenwerkingen tussen binnen- en buitenlandse bedrijven en universiteiten faciliteren. Onder andere IBM en het Belgische onderzoeksinstituut imec nemen hieraan deel. Naar verwachting zal Rapidus samen met dit onderzoekscentrum massaproductiemogelijkheden opzetten, schrijft Nikkei. Japan gaf eerder ook al subsidie aan fabrikanten TSMC, Kioxia en Western Digital om nieuwe chipfabrieken in het land te bouwen.

Reacties (56)

[Relief2009]

En wie gaat de machines bouwen? ASML of wordt er ook geinvesteerd in een japanse concurrent?

[Blokmeister]

Het lijkt mij dat het hier om een fab gaat die machines van veel verschillende bedrijven inkopen. De scanners zullen bijvoorbeeld van ASML komen (of misschien een paar van Canon/Nikon), maar etsers, tracks, elektronmicroscopen komen weer van allemaal verschillende bedrijven.

Misschien goed om erbij te zeggen dat je veel meer machines nodig hebt dan die van ASML. Het enige wat ASML doet, is een plaatje schieten in een fotogevoelige laag. Die fotogevoelige laag moet eerst op de wafer gecoat worden, vervolgens moet je die na het plaatje schieten ontwikkelen, waarna je de eigenlijke processtap kan doen. Hierbij moet je denken aan metal deponeren, etsen of ionen implanteren. Daarna ga je het hele rondje weer af voor je volgende laag, totdat je alle lagen van je chip hebt gemaakt.

[sircampalot]

Met een half miljard kan je ASML machine(s) inkopen.
Zelf die machines ontwikkelen kost een stuk meer, als het ze al lukt.

[Terry A Davis]

Als Nederland bijvoorbeeld een natuurramp overkomt zoals een overstroming of iets anders overkomt zoals een oorlog zoals in Oekraïne, zit dan de hele wereld zonder nieuwe EUV machines?

Kan me niet voorstellen dat Amerika dat toestaat dat de hele wereld afhankelijk is van Nederland.

Het is eigenlijk logisch dat Amerika overal een backup van heeft gemaakt, en dat ASML leeft(functioneert) bij gratie van Amerika.

[sandeman]

Ik denk dat een 'simpele' ramp zoals een grote brand of overstroming wel te overkomen is. Het kan een vertraging opleveren van een half jaar tot een jaar, maar het zal de produktie niet snel stoppen. Dat kan alleen als ook alle kennis weg is, oftewel een ramp die ook een groot deel van de data en mensen treft. Als er zoiets gebeurt in NL, dan is het wegvallen van de productie van lithografiemachines niet ons grootste probleem.

[TheVivaldi]

Hangt er vanaf hoe groot de ramp is en hoeveel mensen het betreft. Als bijvoorbeeld 90% van de mensen met kennis op dat moment in de fabriek in Veldhoven is en de fabriek wordt opgeblazen met alle mensen erin, dan is de kennis wel voor een groot deel weg gezien er dan nog maar 10% is die toevallig níet in de fabriek was.

[sandeman]

Dit is inderdaad zo'n scenario waarbij het gebrek aan lithografiemachines op dat moment niet ons grootste probleem is. Een "fabriek" zoals die van ASML met vele gebouwen verspreid over een groot gebied opblazen kan niet door een simpele terrorist gedaan worden, maar alleen door een grootscheepse militaire aanval. Als dat hier gebeurt dan denk ik niet meer aan hoe mijn volgende telefoon er uit moet zien.

[Cerberus_tm]

Wij misschien niet, maar mensen elders in de wereld toch wel, net zoals bij Taiwan?

[Blokmeister]

Het antwoord op je eerste vraag is ja. Als iemand Veldhoven van de kaart veegt, zit de hele wereld met een enorm probleem op het gebied van chipfabricage. Geen EUV meer en ook geen high-end DUV meer. Support op bestaande machines valt dan ook voor een deel weg.

[pumpidumpi]

Ik mag hopen dat de afnemers van die machines dat afgedekt hebben. Bijvoorbeeld door de documentatie & onderzoeksresultaten etc te kunnen krijgen in dat soort gevallen. Dan hangt het er verder vanaf hoe compleet die documentatie is / hoe ver dat gaat. Kennis 'in de hoofden' is een lastig ding in deze.

Dus idd, het zou hoe dan ook een flinke dip betekenen.

[MSalters]

Hoe zouden de afnemers dat willen afdwingen? Afnemer: "Geef ons die documentatie of we gaan naar jullie concurrent!" ASML: "Welke concurrent?!"

[pumpidumpi]

Dat soort clausules in een koopcontract is redelijke normaal. Uiteraard kan dat alleen opge-eist worden als het bedrijf failliet of anderszins niet meer operationeel is. Dit soort constructies lopen via een notaris.

[MSalters]

Dat werkt dus alleen als je als koper zo'n voorwaarde kunt afdwingen in het contract. Alweer een variatie van hetzelfde probleem: de klanten van ASML zitten niet in de positie dat ze veel kunnen eisen.

[pumpidumpi]

Voor ASML maakt het niet veel uit, als je out-of-business bent heb je er toch niks meer aan.

[Blokmeister]

Ik denk dat dat gewoonweg niet haalbaar is. Die machines zijn zo ongelofelijk complex dat het zelfs met jaren ervaring, erg lastig is om een specifiek probleem te vinden, en dat zelfs als experts beschikbaar zijn om mee te denken.

[Terry A Davis]

Single Point Of Failure. Dat had ik niet echt verwacht. Wel bijzonder.

[Amplified]

In zekere zin is Taiwan ook eein Single Point of Failure met betrekking tot chipfabricage, maar dan wat verder downstream. Dat is ook waarom ze er nu zo veel focus op hebben om ook meer high-tech fabs te hebbben elders. Voor ASML... een deel van de kennis zit natuurlijk ook elders in de wereld, maar volgens mij worden de machines uiteindelijk inderdaad volledig geassembleerd in Veldhoven (en vervolgens weer uit elkaar gehaald voor transport)

[Balance]

Wel echt van een andere orde grootte dan als ASML wegvalt. Als Taiwan en daarmee TSMC van de kaart wordt geveegd hebben we (naast een humanitair) vooral een capaciteitsprobleem, maar technologisch lopen Samsung (Zuid-Korea) en Intel (VS) niet meer dan 2 jaar achter.

Als Samsung 3nm Gate-All-Around (wat nu in productie is) werkt als beloofd, kan het zo zijn dat Samsung het gat weer gedicht heeft, of zelfs een klein stukje voorbij streeft.

Als Taiwan plotseling wegvalt, is natuurlijk wel de hele supply chain even goed verstoord.

[dmantione]

In belangrijke mate juist, maar Taiwan is meer dan TSMC. Naast TSMC zitten er andere chipfabrieken, zoals UMC, Winbond en Macronix. Daarnaast fabless chipontwerpers zoals Mediatek en Nuvoton. Een belangrijk deel van de kennis om computers te maken zit in Taiwan, je kunt denken aan moederbordfabrikanten als ASUS en Gigabyte, maar ook aan grote ODM's zoals Quanta, Wistron en Mitac. Jij denkt een Dell-laptop te kopen, maar die is vaak ontwikkeld door Quanta of Mitac.

Al bij al denk ik dat Taiwan wel degelijk een single-point-of-failure is; er zit niet alleen fabricagecapaciteit in Taiwan, maar ook essentiële kennis. Als Taiwan wegvalt, wordt het heel lastig om nog computers te maken, evenals veel andere elektronica.

[zonglew00]

Als ergens in de keten een grote speler wegvalt / niet werkt. Dan breekt de pleuris uit.

Netals de graan productie in Ukraine.

[Cerberus_tm]

Hoe lang zou het dan misschien kunnen duren, voordat de wereld weer b.v. redelijk bruikbare slimme telefoons kan produceren, nadat Taiwan in zee gezonken is en alle voorraden op zijn? Slimme telefoons lijken mij een interessant voorbeeld, omdat daarvoor de nieuwste halfgeleiders gebruikt worden.

[Reactie gewijzigd door Cerberus_tm op 23 juli 2024 06:39]

[Terry A Davis]

Die invalshoek had ik inderdaad niet begrepen.

[Blokmeister]

Het is ook niet iets wat je zomaar op kan lossen zonder er een enorme zak geld tegenaan te gooien. Je moet echt tientallen miljarden investeren om EUV te ontwikkelen, en tegen de tijd dat je dat hebt, is ASML alweer jaren verder. Dan is het voor de concurrent ook niet winstgevend lijkt me.

[Jorgen]

Jep. Heel de wereld is grotendeels afhankelijk van de keten Zeiss (Duitsland), ASML (Nederland) en TSMC (Taiwan)

[Cerberus_tm]

Levert Zeiss lenzen o.i.d.? En zouden die echt niet door andere partijen geleverd kunnen worden?

[Jorgen]

Zeiss levert de optische onderdelen vd EUV machine en ook op dat deel vd keten is er geen enkel ander bedrijf dat dezelfde precisie kan benaderen.

[Cerberus_tm]

OK ik snap het.

[Geim]

ASML is voor 25% eigenaar van Zeiss en heeft de afgelopen 6 jaar bijna 3/4 miljard Euro in de R&D van Zeiss gestopt. Even naar een ander gaan is niet zomaar mogelijk.

[TheVivaldi]

Interessant. Er wordt vaak gesproken over de problemen door bijvoorbeeld Chinas lockdowns en die overstromingen in Taiwan waardoor chipfabricage een tijd minder was (en misschien nog wel is?), maar eigenlijk zouden we het dus ook eens over eigen land moeten hebben.

[Superstoned]

Er zitten voordelen aan het zijn van een single point of failure... Kijk maar naar Taiwan - als ze niet zwaar op chip fabrikage hadden ingezet in de jaren 90 dan was de kans groot dat China de laatste jaren al was binnengewandeld en niemand had er wat van gezegt, anders dan wat zwakke protesten van de VS, de EU en Japan ofzo...

Net zoals bij Georgie en Oekraine gebeurde toen Rusland stukkies in nam - en nu, nou ja, als de inval in Oekraine anders was verlopen (volgens Russisch plan, bedoel ik dan).

[dmantione]

Sub 2nm-chips bouwen (voor wat die naamgeving waard is) zonder ASML is ondenkbaar. Toch heeft Japan eigen kampioenen in de lithografie en optica (Nikon, Canon) en andere belangrijke toeleveranciers van de chipindustrie (bijvoorbeeldTokyo Electron), dus ik sluit niet uit dat een deel van het geld ook naar die bedrijven dient te gaan. Ik neem immers aan dat Japan ook op dat gebied een leidende positie wil.

[Pe Nis]

Nikon en Canon kinnen niet tippen aan EUV.

[Roko]

Ik denk dat het doel is dat ze dat juist zelf kunnen gaan doen

[Rob Coops]

Als dat het doel is is het project gedoemd te mislukken.
Om even van uit het niets Nikon zo als @amigob2 zegt heeft ooit wel naar EUV gekeken maar heeft al lang besloten dat het ze niet gaat lukken om te blijven concurreren met ASML op dat gebied. Dus die in middels dode research en development tak weer tot leven wekken en dan even 15 to 20 jaar aan R&D in een periode van nog geen 7 jaar proppen dat is simpel weg niet een realistisch optie.

Zo als gezegd zijn er andere methode mogelijk om tot de sub 2nm te komen en er zijn genoeg theoretische of zelfs in een lab bewezen paden die bewandeld zouden kunnen worden om daar te komen. Maar als je kijkt naar het aantal jaren dat ASML met al haar expertise nodig heeft gehad om EUV productie gereed te krijgen dan lijkt het me simpel weg niet mogelijk om voor 2030 een productie process op te zetten met welke andere techniek dan ook.

Wat dit wel inhoud is dat er een kans is dat Japan zo als men jaren geleden deed aan het begin van de silicon transitie een zeer sterke samenwerking tussen universiteiten, bedrijven en overheid kan opzetten om in de toekomst een bedreiging te gaan vormen voor ASML's macht op de markt van chip productie machines. Maar om zo iets te bereiken praten we al snel over enkele decennia aan R&D en als er op een bepaald moment op het verkeerde paard gewed wordt dan is het al snel veel langer dan dat want de ingeslagen weg leid niet tot een succesvol product.
Ik kan me dan ook niet helemaal voorstellen dat de Japanse overheid of deze bedrijven so iets aan durven, de investering zou heel veel groter moeten zijn en minimaal 20 jaar moeten door gaan om een kans te maken de voorsprong die ASML heeft in te lopen. Dat is een hele dure gok en de kans op succes is erg klein. Het lijkt me sterk dat men dat aandurft.

[sandeman]

Alle andere methodes zijn met geen mogelijkheid in zeven jaar op te schalen naar massaproductie met de snelheden zoals ze met de huidige technieken gehaald worden. Het heeft ASML ook ruim twintig jaar gekost om de EUV-machine echt effectief te maken.

[Rob Coops]

Inderdaad dat is toch ook wat ik zeg

Zo als gezegd zijn er andere methode mogelijk om tot de sub 2nm te komen en er zijn genoeg theoretische of zelfs in een lab bewezen paden die bewandeld zouden kunnen worden om daar te komen. Maar als je kijkt naar het aantal jaren dat ASML met al haar expertise nodig heeft gehad om EUV productie gereed te krijgen dan lijkt het me simpel weg niet mogelijk om voor 2030 een productie process op te zetten met welke andere techniek dan ook.

[dmantione]

Er zijn op zich deeloplossingen denkbaar. De hele EUV-technologie vanaf nul ontwikkelen is waarschijnlijk een aantal bruggen te ver. ASML maakt evenwel nu ook al niet alles zelf. De Japanse overheid zou in ruil voor de 70 miljard yen die het investeert bijvoorbeeld kunnen verlangen dat buitenlandse bedrijven compensatieorders bij Japanse leveranciers plaatsen. Een voorbeeld zou kunnen zijn dat ASML een EUV-machine gaat ontwikkelen met spiegels van Canon of Nikon i.p.v Carl Zeiss.

[MSalters]

Waarom zou ASML daar enige interesse in hebben? Het maakt de logistiek en de support moeilijker. En dat voor een paar euro?

[dmantione]

Aan overheidsgeld zitten soms voorwaarden.

[MSalters]

Ja, en? ASML zit niet in een positie dat ze zich voorwaarden hoeven laten voorschrijven. DIe 2nm chips worden sowieso gemaakt. Japan kan ervoor kiezen om mee te doen, of de business aan de rest van de wereld te laten.

De wereldmarkt is een vrije markt. Ook de EU en de VS willen die 2nm fabrieken, en ASML is productie-beperkt. Japan moet daarom een competetief aanbod doen. 483 Miljoen euro is niet zo veel in de EUV markt, dus dan kun je niet daarnaast een heel eisenpakket neerleggen.

Een overheid kan zelfs meer dan voorwaarden stellen, ze kunnen zelfs wetten maken. Dan hoeven ze niet eens geld neer te leggen - maar alweer, ASML blijft de keus hebben om Japan te negeren.

[m_snel]

Daar koop je een machine voor, maar daar kan je niet zelf even snel iets voor bouwen.

[Pe Nis]

Nope never.

[amigob2]

Nikon Wordt niet genoemd als 1 van de bedrijven, dat betekent dat het ASML Machines worden.
Zo ie zo ligt de EUV ontwikkeling bij Nikon stil, en om een beetje op gang te komen met het ontwikkelen van een EUV machine, heb je meerdere miljarden nodig, Die heeft Nikon niet zo maar heeft liggen.

[warhamstr]

Nog geen half miljard?? Dat lijkt me wat wenig voor zo'n product.

[Blokmeister]

Ik denk dat je dit meer moet zien als een stimulans voor de industrie. Die kan kosten besparen bij het bouwen van een nieuwe fabriek. Ik verwacht dat die er veel meer eigen geld instoppen dan de overheid.

[xavalon]

Per EUV lithography machine ja, maar om productielijnen in te richten met voldoende output heb je meerdere machines nodig. Daarnaast nog andere machines om een productieproces te ondersteunen. Soms gebeurd delen ervan, bvb het ‘snijden’ van chips uit de wafers in andere fabrieken.

Voldoende output is nodig om winst te draaien en te kunnen concurreren met TSMC en Samsung en straks ook Intel. Dat is ook waarom in de praktijk chipfabrieken 24u draaien en je downtijd wilt minimaliseren.

De nieuwste generatie ASML machines, die 2nm kunnen maken, heb je aanpassingen nodig van de cleanrooms (die moeten hoger worden omdat de nieuwe machines van ASML fors de hoogte in gaan). In Japan kunnen ze daar al rekening mee houden bij de bouw.

[sanjo01]

Een nieuwe generatie EUV (high Na) machine gaat al 500 miljoen euro kosten...

[amigob2]

De overheid verwacht ook de de bedrijven die mij doen in deze consortium ook investeren, anders wordt het een Overheids bedrijf.

[Milanobrotchen]

Ik hoop deze industrie zich blijft uitbrijden. Dat is alleen maar goed voor ASML en het bedrijf waar ik werk.

Misschien dat computer onderdelen dan ook hoeplijk wat goedkoper worden?

[Reactie gewijzigd door Milanobrotchen op 23 juli 2024 06:39]

[Rob Coops]

Ik vraag me af hoe computer onderdelen goedkoper zouden kunnen worden als er meer fabs bijkomen.
Ja in theorie zouden al deze fabs met elkaar concurreren maar de vraag naar chips groeit nog steeds enorm en dus denk ik niet dat een paar extra fabs daar echt een groot verschil in gaan maken.

Daar naast is er ook zo iets als stickiness, wat betekend dat als je eenmaal met TSMC werkt om jouw chips daar te maken, zeker als het om het nieuwste en meest geavanceerde process gaat dan is het echt niet zo makkelijk om even over te stappen naar een concurrent en daar het zelfde te doen. Omdat je bij iedere bedrijf toch net even anders moet werken en met net even andere dingen rekening moet houden kan een overstap zelfs betekenen dat je ontwerp aangepast moet worden aan de mogelijkheden en beperkingen die de nieuwe producent heeft.

Ik denk zeker dat het heel erg goed is voor de markt als er meer bedrijven zijn die chips kunnen bakken en al helemaal voor ASML en haar toeleveranciers natuurlijk, maar ik betwijfel of dat een direct effect op computer onderdelen zal hebben.
Ook al omdat de meeste belangrijke chips in een computer erg complex zijn met relatief lage yields en hoge R&D kosten en een korte levensduur waardoor het onwaarschijnlijk is dat zo als je bijvoorbeeld bij flash chips of dram chips ziet er enorme overproductie kan zijn. Er zijn te weinig bedrijven met de mogelijkheden deze zeer geavanceerde chips te maken en ze worden to kort geproduceerd om de yield echt omhoog te krijgen. De marges zijn dan ook niet om over naar huis te schrijven voor de fabs terwijl de ontwikkelaar van die chips al weer druk bezig is met zeuren over een nieuwe nog geavanceerdere chip op een nog complexer process om met dat dat eenmaal allemaal gelukt is met een volgend ontwerp aan te komen voor een nieuwe processor. Als je dan kijkt naar flash dan is dat wel anders er is maar zeer weinig uitdaging het is bulk werk en yields zijn zinnig om te optimaliseren omdat de productie nog jaren en jaren door zal blijven gaan, de marges zijn dus te vergroten en de vraag naar echte innovatie (innovatie = hoge kosten aan de kant van de fab) is minimaal.

Ik denk eerder dat de prijs voor computer onderdelen weer flink zal gaan stijgen nu we steeds dichter tegen het einde van de miniaturisatie van componenten aan zitten. De R&D kosten voor een echt veel snellere chip zullen flink blijven stijgen omdat het steeds moeilijker wordt om echte winst te maken anders dan in het ontwerp van de chip zelf. Waar je in het verleden door de verkleining van componenten meer en meer componenten op een zelfde oppervalk kon proppen is dat nu een beetje over, je moet dus de ruimte steeds efficienter gaan benutten of je zal een grotere en dus duurdere chip moeten gaan maken als je je winst moet halen uit meer en meer transistors.
De transistors op een betere manier gebruiken om zo een snellere chip te maken is heel erg veel moeilijker omdat we al jaren en jaren naar de zelfde schakelingen kijken en die vrijwel volledige geoptimaliseerd zijn inmiddels.
Dus grotere chips (is lagere yield en dus hogere kosten) en meer energie verbruik omdat je dit niet kan verlagen want geen kleiner process meer. Of veel minder grote stappen in prestatie verbeteringen per generatie iets wat het moeilijk maakt om de overstap naar een nieuwe chip te verantwoorden. Waardoor klanten van chip makers minder zullen kopen en dus de tijd tussen chip generaties langer en langer zal worden.

Als de voorspellingen van geen kleinere nodes meer na ~1nm bijvoorbeeld waar zijn. Dan loopt de tijd van altijd maar snellere en betere chips loopt op z'n eind. En zullen de kosten per chip waarschijnlijk niet veel anders worden of door de lagere yields van steeds grotere chips eerder stijgen dan dalen.

[Ludewig]

We zien regelmatig dat bedrijven overstappen, zoals Nvidia van Samsung naar TSMC en Intel van hun eigen proces naar TSMC. Dat gaat prima zolang het maar om een nieuwe chip gaat die vanaf het begin maakt wordt voor het nieuwe proces.

[Milanobrotchen]

Dus in principe hebben we chips zo goed geoptimaliseerd dat ze nu eigenlijk alleen nog maar dingetjes kunnen refinen en alleen maar groter kunnen maken? Dus dat word weer over aantal jaren wachten op een nieuwe technologie dan? Want ik neem aan dat mensen over 20 jaar geen computer zo groot als een kleding kast in hun huis willen hebben.

Misschien dat quantum computers dan de nieuwe oplossing zijn?
ik heb wel gehoord dat voor normaal gebuik (kantoor / Gamen) quantum computers niet echt geschikt zijn? kan dit kloppen?

@Rob Coops beadnkt voor de Mooie reactie trouwens heel interesant

[Reactie gewijzigd door Milanobrotchen op 23 juli 2024 06:39]

[n0np3r50n]

Misschien een beetje van het onderwerp verwijderd maar door verschillende bijdragen van jullie over chip ontwerpen ben ik uiteindelijk op dit fantastische boek Code: the hidden language of hardware and software terecht gekomen die het schakelsysteem van bijvoorbeeld 1 bit adder uitlegd waar ik heel veel van heb geleerd.

[TheMaurice]

Waar komt die fab dan precies? Lijkt me wel belangrijk te vermelden gezien de recente spanningen.

[dmantione]

Zonder enige twijfel zal dat op Honsjoe zijn, en dan is de oostkust het meest waarschijnlijk, omdat de Japanse hightechindustrie daar zit. Je bouwt een fab waar je knappe koppen kunt vinden.