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Norddeutsche Rundschau

22. August 2017 | 07:16 Uhr

Wirtschaft : Der Weg der Waffeln

vom
Aus der Redaktion der Norddeutschen Rundschau

Wie im Itzehoer Vishay-Werk aus Silicium-Scheiben haarkleine Transistoren für Autos, Handys, Computer und Co werden

Wenn Markus Horn von „Waffeln“ und „Krabbeltierchen“ erzählt, dann spricht er nicht über Gebäck und Ungeziefer. Vielmehr versucht der Produktionschef in einfachen Worten zu beschreiben, was sich im Itzehoer Werk des Halbleiter-Herstellers Vishay abspielt. „Was hier passiert ist sehr abstrakt“, gibt er zu und holt eine kreisrunde Scheibe aus dem Schrank in seinem Büro, die etwas größer als seine Handfläche ist und fast aussieht wie ein Spiegel. Aufgrund ihrer geriffelten Struktur wird sie „Wafer“ (englisch für „Waffel“) genannt. „Das ist reines, ein-kristallines Silizium“, sagt Horn, „aus diesen Scheiben machen wir hier im Werk Hochleistungs-Transistoren.“

Was das menschliche Auge als geriffelte Struktur erkennt, sind in Wirklichkeit viele Tausende – oder manchmal auch Hunderttausende – so genannte Chips, die durch Fugen, schmaler als ein Haar, voneinander getrennt sind. „Durch verschiedene Produktionsprozesse verändern wir die Wafer so, dass am Ende aus den Chips funktionierende Transistoren werden“, erklärt Horn.

Bei einem Rundgang durch das Itzehoer Werk, zeigt Horn, wie die Silizium-Scheiben verarbeitet werden. „Weil jede Wimper und jede Hautschuppe unsere Produktion stören könnte, findet unsere gesamte Fertigung im Reinraum statt“, sagt Horn, schlüpft in einen Overall und legt Überschuhe, Mundschutz und Handschuhe an. Für die Mitarbeiter hier Routine, der sie sich mehrmals täglich unterziehen. „Da gewöhnt man sich ganz schnell dran.“ Durch eine Art Ganzkörper-Staubsauger und eine Doppeltür geht es in den Reinraum, in dem eine Belüftungs-Anlage für ständigen Durchzug und damit für absolute Sauberkeit sorgt. „Denn auch wenn wir uns jetzt verkleidet haben, sondert unser Körper immer noch jede Menge Partikel ab“, sagt Horn.

Im Reinraum herrschen andere Dimensionen: Die Wafer sind nicht einmal einen Millimeter dick, die empfindlichen Maschinen arbeiten im Bereich von Nanometern, also dem millionsten Teil eines Millimeters. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist durchschnittlich 50 000 Nanometer dick und damit ein riesiger Schmutzfaktor.

Riesig sind auch die Maschinen, die in dem rund 2000 Quadratmeter großen Reinraum dicht an dicht stehen. Durch schmale Gänge schieben Mitarbeiter Produktionswagen vor sich her, über allem liegt das pfeifende Geräusch der Belüftungsanlage. Rund 200 Arbeitsschritte durchläuft hier jeder der rund 250  000 Wafer, die in einem Jahr das Itzehoer Werk verlassen. „Es dauert etwa zwei bis drei Wochen bis ein Wafer fertig bearbeitet ist“, sagt Horn und zeigt die Stelle, an der der Produktionsprozess beginnt.

Durch eine Schleuse mit Doppeltür schieben Mitarbeiter die rohen Silizium-Scheiben in den Reinraum. Ein vollautomatischer Laser graviert eine Nummer in die Wafer ein. „Eine Art Personalausweis, damit unser Computer den Wafer durch den Produktionsprozess verfolgen kann.“ Und weil beim Gravieren jede Menge Dreck auf der Scheibe entstanden ist, geht es zunächst ab in die Reinigung. Mitarbeiter Stefan Timmermann tunkt die Wafer in ein Säurebad. „Das dauert etwa 20 bis 40 Minuten“, erklärt er.

Unterschiedlich geht es für den einzelnen Wafer weiter. „Unsere Fertigung funktioniert nicht in einer Linie wie in der Automobilindustrie. Vielmehr durchläuft der Wafer kreuz und quer die einzelnen Stationen“, sagt Horn.

Ungefähr sieben bis acht Mal geht es für die einzelne Silizium-Scheibe in die so genannte Lithographie, wo eine Lackschicht zum Schutz bestimmter Partien auf den Wafer aufgetragen wird. Direkt gegenüber stehen Teilchenbeschleuniger, die die Wafer mit Ionen beschießen. Nebenan findet das so genannte Trockenätzen statt, das für die richtige Struktur auf der Oberfläche der Wafer sorgt. Und im Bereich der Diffusion werden die Wafer in Hochöfen auf rund 1000 Grad erhitzt und mit Sauerstoff versetzt.

Für das menschliche Auge unterscheidet sich der fertige Wafer, der das Werk verlässt, kaum von der rohen Silizium-Scheibe, die am Anfang der Produktion stand. Mit einer Diamantsäge können die Chips nun vereinzelt und als Transistoren verarbeitet werden. Das allerdings geschieht weit weg von Itzehoe: „Der Großteil unserer Kunden sitzt in Asien“, sagt Markus Horn. Sie verbauen die Chips in Hightech-Produkten: Handys, Tablet-Computern, Spielkonsolen, Autos. „Überall, wo Elektronik ist, können diese Elemente vorkommen.“

Zurück in seinem Büro holt der Produktionschef eine Platine, nur wenig größer als eine Visitenkarte, hervor: „So ein Bauteil finden Sie in jedem Handy und in jeder Fernbedienung.“ Zwischen vielen kleinen Kondensatoren und Leiterbahnen glänzen die Chips aus Itzehoe. Durch feine Drähte sind sie mit der Leiterplatte verbunden – „wie Krabbeltierchen eben“, sagt Markus Horn. Noch sind die Chips für das menschliche Auge sichtbar. Ob das auch in Zukunft so bleiben werde, darüber könne er nur spekulieren. „Es geht immer noch kleiner, noch besser und noch leistungsfähiger.“

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erstellt am 19.Feb.2016 | 04:52 Uhr

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