Konsolidierung der Halbleiterindustrie

Die Konsolidierung in der Halbleiterindustrie ist der Trend, dass Halbleiterunternehmen zusammenarbeiten, um eine praktische Synergie zu erzielen und so ein Geschäftsmodell zu entwickeln , das nachhaltige Rentabilität ermöglicht .

Seit der rasanten Verbreitung moderner Chips in den 1960er-Jahren waren die meisten Halbleiterhersteller hochgradig vertikal integriert . Halbleiterunternehmen besaßen und betrieben ihre eigenen Produktionsanlagen sowie die notwendigen Verarbeitungstechnologien. Forschung, Entwicklung, Tests, Produktion und Fertigung fanden komplett im eigenen Haus statt. Fortschritte in der Halbleiterindustrie führten zu einem extrem wettbewerbsintensiven Markt, und Unternehmen begannen, einen Technologiefahrplan zu nutzen , der die Zielsetzung für die Branche vorgab. Dieser Fahrplan wurde als Mooresches Gesetz bekannt, ein statistischer Trend, den Intel -Mitbegründer Gordon Moore beobachtete: Die Anzahl der Transistoren auf einem integrierten Schaltkreis verdoppelt sich etwa alle zwei Jahre. ^{[ 1 ]} Durch diese steigende Transistoranzahl wurden die Chips mit der Zeit immer kleiner und leistungsfähiger.

Mit zunehmender Geschwindigkeit der Chips stieg auch die Komplexität der Schaltkreise . Unternehmen modernisierten ständig ihre Maschinen, um mit den Produktionsanforderungen und der Weiterentwicklung neuerer Schaltkreise Schritt halten zu können. Sie wetteiferten darum, Transistoren zu verkleinern, um mehr davon auf demselben Siliziumchip unterzubringen und so schnellere Chips zu ermöglichen. Dieses Verfahren wurde als „Shrinkage“ bekannt.

Unternehmen lieferten sich nun einen Wettlauf untereinander und mit sich selbst, um den jeweils schnellsten Chip zu entwickeln, denn alle Ziele waren darauf ausgerichtet, das Mooresche Gesetz zu erreichen oder zu übertreffen. Mit der Miniaturisierung von Halbleitern wurde die Produktion deutlich komplexer. Fertigungsanlagen, die in den 1960er-Jahren Chips im Millimeterbereich herstellten, arbeiteten nun im Mikrometerbereich und näherten sich dem Nanometerbereich . Seit 2011 arbeiten die meisten führenden Prozessorhersteller im 32-nm -Bereich und streben die vollständige Produktion von 22-nm-Chips an ; Größen vergleichbar mit der menschlichen DNA . Das Verfahren, mit dem die meisten dieser komplexen Chips hergestellt werden, heißt Fotolithografie . Die Kosten für die Anlagen und deren Betrieb sind astronomisch gestiegen, was unweigerlich zu einer Konsolidierung der Halbleiterindustrie geführt hat.

Unternehmen wie Xilinx und Western Design Center waren Pioniere und erkannten als erste die Vorteile eines Geschäftsmodells ohne eigene Produktionsstätte. Angesichts steigender Kosten und zunehmenden Wettbewerbs konnten die Ressourcen nicht mehr in Forschung und Produktion investiert werden. Die Lösung war das Fabless-Modell für Halbleiterunternehmen . Hierbei konzentriert sich ein Unternehmen voll und ganz auf Design, Marketing und Vertrieb seiner Bauelemente und lagert die Produktion an externe Hersteller, sogenannte Fabs, aus .

Dieses Geschäftsmodell erfreute sich einer derartigen Beliebtheit, dass die neue Initiative von einer Gruppe namens Fabless Semiconductor Association (FSA) gefördert wurde, die heute Global Semiconductor Alliance heißt .

Diese Halbleiterfabriken, üblicherweise als Foundries bezeichnet, konnten ihre Montage- und Fotolithografiesysteme deutlich einfacher modernisieren als andere Unternehmen, da sie sich ausschließlich auf die Abwicklung von Großaufträgen dieser fabless-Unternehmen konzentrierten. Darüber hinaus verbesserte sich die Rentabilität beider Geschäftsmodelle erheblich.

Obwohl Unternehmen von einem Fabless-Geschäftsmodell profitiert haben, ist dieses in der heutigen Zeit weniger tragfähig geworden. Die Entwicklung moderner Mikroprozessoren erfordert Milliarden von Dollar an Forschung, Monate oder Jahre der Entwicklung sowie Hunderte von Ingenieuren, die den Chip testen und weiterentwickeln. Daher sind kleinere, weniger vertikal integrierte Unternehmen (wie Fabless-Unternehmen) weniger praktikabel geworden.

Auf der einen Seite stehen Intel und einige wenige andere Unternehmen, die sich eigene Fabriken leisten können – deren Bau 2003 zwischen 2,5 und 3 Milliarden US-Dollar und bis 2007 zwischen 6 Milliarden US-Dollar kosten wird – und die Grundlagenforschung zu Transistordesign oder neuen Chipmaterialien betreiben. Diese neuen Fabriken werden Wafer mit 300 Millimetern Durchmesser verarbeiten, die größer und komplexer herzustellen sind als die heutigen 200-Millimeter-Wafer. Auf der anderen Seite stehen alle anderen. Sie werden Fabriken teilen, Forschungsprojekte bündeln, Technologie zukaufen oder sich stärker auf externe Auftragsfertiger verlassen müssen, die ihrerseits Unterstützung suchen werden. Diese Theorie, das sogenannte Rocksche Gesetz , wurde erstmals vom Risikokapitalgeber Arthur Rock formuliert . Er ging davon aus, dass sich die Kosten einer Fabrik alle vier Jahre verdoppeln und schließlich mit dem Mooreschen Gesetz kollidieren. Daraus folgt, dass steigende Fabrikkosten weitere Chipverbesserungen verhindern werden. In Anbetracht dieser Tatsache begannen Unternehmen zusammenzuarbeiten. Dies bedeutete auch, dass viele kompatible Unternehmen zu Übernahmezielen wurden, um die Beziehungen zu stärken und den Gewinn der Unternehmen zu steigern .

Im Juli 2006 kündigte AMD die Übernahme des GPU- Herstellers ATI Technologies für 4,3 Milliarden US-Dollar in bar und 58 Millionen Aktien an. Die Übernahme wurde am 25. Oktober 2006 abgeschlossen. ^{[ 2 ]} Im Oktober 2008 gab AMD Pläne zur Ausgliederung der Fertigungsaktivitäten in ein Joint Venture mit Advanced Technology Investment Co. , einer Investmentgesellschaft aus Abu Dhabi , bekannt . Die Partnerschaft und das daraus entstandene neue Unternehmen GlobalFoundries Inc. verschafften AMD einen Kapitalzufluss und ermöglichten es dem Unternehmen, sich ausschließlich auf das Chipdesign zu konzentrieren. ^{[ 3 ]}

TI und Infineon haben einen Teil ihrer Produktion an die Semiconductor Manufacturing International Corporation in Shanghai ausgelagert ^{[ 4 ] [ 5 ].}

Motorola , STMicroelectronics , Philips und Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. arbeiten zusammen.

Im Jahr 2000 schlossen sich Sony Computer Entertainment , Toshiba Corporation und IBM zusammen, um den Cell-Prozessor zu entwickeln und herzustellen . Die Allianz der drei Unternehmen trug den Namen „STI“, und über 400 Ingenieure der drei Firmen arbeiteten 2001 in Austin, Texas, in einer eigens für das Projekt errichteten Einrichtung zusammen. Der Prozessor wird seither in zahlreichen kommerziellen Produkten eingesetzt, darunter einige IBM BladeCenter- Server ^{[ 6 ]} und die Sony PS3 -Spielkonsole. ^{[ 7 ]}

Die Branche der ausgelagerten Halbleitermontage und -prüfung (OSAT) hat in den letzten Jahren ebenfalls eine erhebliche Konsolidierung erlebt. ^{[ 8 ]} Dies liegt daran, dass OSAT-Unternehmen sich differenzieren wollen, und die Konsolidierung, insbesondere im horizontalen Sinne, ist eine der effektivsten bekannten Methoden, um eine bessere Differenzierung zu erreichen. ^{[ 9 ]}

Analysten zufolge geht der Trend branchenweit in Richtung Zusammenarbeit. Unternehmen wie Intel, IBM und Toshiba werden jedoch auch weiterhin eigenständig bestehen können, da sie derzeit Marktführer in den Bereichen Mikroprozessoren, Server und Speicher (in dieser Reihenfolge) sind.

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