ASML-topman Martin van den Brink legt uit waarom de ontwikkeling van 450-millimeterscanners bij ASML stilligt.
Na jaren van duwen en trekken leek het er dan toch van te komen: de transitie naar 450 millimeter wafers. De grote chipfabrikanten verenigden zich in het G450C-consortium om voorontwikkeling te doen. Intel en TSMC begonnen met de bouw van fabrieken die waren voorbereid op het grotere waferformaat. Imec plande een nieuwe cleanroom voor een 450-millimeterproefproductielijn. En niet te vergeten: ASML ging door de bocht toen marktleider Intel in 2012 met een bijzondere financiële constructie zijn commitment aan de grotere plakken toonde.
Maar er is een kink in de kabel gekomen. Sinds kort weten we dat de ontwikkeling van 450-millimeterscanners bij ASML op een laag pitje staat, en daarmee staat het hele project voorlopig op losse schroeven.
Deze onverwachte wending is het resultaat van een gebrek aan eendracht binnen de industrie. ASML heeft er altijd op gehamerd dat er sprake moest zijn van alignment onder potentiële afnemers, wilde het de ontwikkeling van 450-millimeterapparatuur op zich nemen – zelfs al was het zelf eigenlijk niet overtuigd van het nut daarvan. ‘Ik heb het nooit zien zitten, daar heb ik geen geheim van gemaakt. Ook niet tegen klanten. Niemand heeft me er ooit van kunnen overtuigen dat het kostenbesparingen oplevert’, zegt CTO Martin van den Brink van ASML.
‘Als marktleider kun je echter niet zomaar nee zeggen tegen je grootste klanten. Je kunt er een mening over hebben, je kunt ze uitdagen om je te overtuigen, maar uiteindelijk moet je ze tegemoetkomen’, vervolgt de topman. De ingang die de Veldhovenaren boden, was dat klanten de ontwikkeling zelf zouden financieren. Dat was de aanzet tot het genoemde co-investment programme, waarbij klanten een aandeel in ASML nemen, de R&D cofinancieren en zich committeren aan afspraken over toekomstige orders.
Device lifecycle management for fleets of IoT devices
Microchip gives insight on device management, what exactly is it, how to implement it and how to roll over the device management during the roll out phase when the products are in the field. Read more. .
Intel was de eerste die hapte. Het bedrijf nam een aandeel van vijftien procent in ASML en legde ruim 829 miljoen euro op tafel voor de ontwikkeling van zowel EUV- als 450-millimeterscanners. De processorreus realiseerde zich maar al te goed dat het niet zou lukken om de 450-millimeterinfrastructuur alleen van de grond te krijgen, maar de verwachting was dat bedrijven als Samsung en TSMC spoedig zouden aansluiten.
Dat was een misrekening. Samsung en TSMC namen weliswaar óók een aandeel in ASML en zegden R&D-financiering toe, maar dat geld was uitsluitend bestemd voor EUV. Daarbij speelden bovenal strategische overwegingen: de twee Aziaten konden het zich niet permitteren dat Intel een voorkeurspositie zou verwerven bij een van hun belangrijkste gezamenlijke leveranciers. Met 450 millimeter had hun deelname aan het co-investment programme weinig te maken.
Onacceptabel
Over waarom Samsung en TSMC vooralsnog geen brood zien in de grotere schijven, kunnen we slechts speculeren. Het kan goed zijn dat hun sommetjes, net als die van Van den Brink, geen kostenvoordeel lieten zien. Zeker voor TSMC valt deze berekening sneller negatief uit dan voor beide andere chipfabrikanten: als pure-play foundry draaien de Taiwanezen kleinere en meer gevarieerdere productieruns, waardoor de upgrade naar grotere wafers minder snel loont. Niet voor niets hebben ze van begin af aan interesse getoond in de flexibelere e-beammachines van Mapper.
Samsung daarentegen heeft als enige van de drie een geheugenbusiness. 450-millimeterblogger John Ellis wijst erop dat de transitie in deze sector wellicht een vervelend neveneffect met zich meebrengt: een aanloopperiode waarin produceren op 450 millimeter wafers duurder is dan op 300 millimeter plakken. Anders dan in logic is er in de geheugens geen ruimte om aan de marges te knabbelen, zodat de extra kosten moeten worden doorberekend aan klanten, met verlies van marktaandeel tot gevolg. Samsung zou dat wel eens onacceptabel kunnen vinden.
Powerplay
Zo startte ASML na de zomer van 2012 de ontwikkeling van 450 millimeter met de steun van slechts één klant. Regelmatig zat het met aandeelhouders Intel, Samsung en TSMC om tafel, maar de Aziaten gaven geen sjoege. In het voorjaar van 2013 meldde Van den Brink deze situatie in bedekte termen aan de wereld, door op de ISSCC-conferentie te spreken over ‘een gebrek aan momentum’ voor 450 mm.
Vervolgens begon ook Intel weer te twijfelen. Niet alleen dreigde het alsnog in zijn eentje 450 millimeter te moeten trekken, het zou goed kunnen dat de nieuwe CEO Brian Krzanich in het licht van nieuwe ontwikkelingen wat voorzichtiger wenste te opereren. De beslissing om voor 450 millimeter te gaan, viel in een tijd dat Intel zich nog oppermachtig waande. Het had net de markt overdonderd met de introductie van Finfet-transistoren en wilde mogelijk met een – wellicht wat overmoedige – vlucht naar voren de concurrentie van zich afschudden.
Maar het rommelt bij ‘Chipzilla’. Het bedrijf slaagt er maar niet in om voet aan de grond te krijgen in de markt voor mobiele apparaten, die vreten aan zijn traditionele afzetmarkt, de pc. Vorig jaar gingen er wereldwijd tien procent minder computers over de toonbank, en Apple heeft Intel onlangs opnieuw gepasseerd voor Iphone- en Ipad-chips. Intels meest geavanceerde fabrieken draaien bovendien op suboptimale capaciteit en mede daarom wordt een net opgeleverde fab in Chandler, Arizona, voorlopig niet in gebruik genomen. Tegen deze achtergrond is het niet moeilijk te geloven dat Intels enthousiasme voor grotere plakken inzakte.
De twijfel aan de andere kant van de oceaan ontging ASML niet. Van den Brink: ‘Toen hebben wij het initiatief genomen om de ontwikkeling stop te zetten en de mensen die daarop zaten over te hevelen naar de ontwikkeling van 300-millimeterscanners bedoeld voor 7-nanometerchips – dus de generatie waarop we 450 millimeter wilden introduceren. Een aantal verbeteringen ontwikkeld voor 450 millimeter konden we immers ook toepassen op 300-millimeterscanners.’
Het 450-millimeterproject bevindt zich nu in een toestand vergelijkbaar met die van de kat van Schrödinger: niet levend en niet dood. Intel kan nog steeds zijn 450-millimeterscanners van ASML krijgen, maar dat is lastig zonder de steun van de anderen. Het is behalve een kwestie van bedrijfseconomische overwegingen net zo goed een kwestie van politiek, van powerplay.
‘Het is niet van tafel, maar ik verwacht dat het op zijn minst twee jaar doorschuift’, zegt Van den Brink. Dat zou betekenen dat massaproductie na 2020 zou moeten aanvangen. Doorgaans moeten de eerste tools een jaar of twee tot drie eerder worden afgeleverd. Maar, voegt Van den Brink toe: ‘Ik acht het ook niet uitgesloten dat het er nooit meer van komt.’