Hoe worden chips gemaakt? Miljardenindustrie onder de loep

Inleiding: complex, duur en traag

We schrijven op Tweakers regelmatig over nieuwe procedés voor chipfabricage, net als over fabs, kleinere transistors en overstappen naar een bepaald aantal nanometers. Zo zijn we van Intel jarenlang een zogenoemd tick-tockstramien gewend geweest, waarbij het ene jaar een nieuwe processorarchitectuur werd geïntroduceerd en het volgende jaar chips op een kleiner procedé werden gemaakt. Bijna iedere betrokkene was ontsteld toen het bedrijf in de afgelopen paar jaar steeds meer moeite bleek te hebben om die cadans vol te houden en inmiddels zelfs heeft aangegeven ervan af te stappen.

Waar we echter maar zelden over schrijven en waar we niet echt bij stilstaan, is hoe chips eigenlijk ontstaan. We vinden het niet alleen als redactie van Tweakers, maar ook in meer of mindere mate als publiek vanzelfsprekend dat ze gemaakt worden en dat ze steeds kleiner worden. De wereld van de chipproductie, waarvan we af en toe een glimp opvangen als er over ASML, Imec of een ander onderzoeksinstituut of bedrijf wordt geschreven, is echter zoveel complexer en interessanter dan een kop over de overstap naar 14nm doet vermoeden. Hoog tijd voor een achtergrondstuk over chipproductie dus, waarbij we in het kort bekijken hoe chips nu eigenlijk geproduceerd worden.

Een wafer maken is niet alleen een van de meest complexe procedés in de halfgeleiderindustrie, het is ook een van de duurste én tijdrovende klusjes. Het is dan ook niet zo gek dat er steeds minder bedrijven overblijven die de benodigde miljarden kunnen investeren om een moderne chipfabriek, kortweg fab, te bouwen en te laten draaien. Tel daar de tijd die het kost om een chip te ontwerpen en de doorlooptijd voor een wafer bij op, en het begint duidelijk te worden waarom processors en smartphonesocs steeds duurder worden.

We kijken in dit achtergrondverhaal naar chipproductie, naar de selectieprocedure waarmee chips worden uitgezocht om in verschillende producten gebruikt te worden en naar toekomstscenario's. Natuurlijk is dit niet bedoeld als volledig en uitputtend naslagwerk over de halfgeleiderindustrie, maar meer als een vogelvlucht langs de processen die de transformatie van silicium tot het brein van je favoriete apparaat mogelijk maken.