Neue Chiptechnologien skalieren nicht nur durch Durchbrüche, sondern durch Herstellbarkeit. Deshalb baut Black Semiconductor FabONE in Aachen, Deutschland: eine produktionsbereite Pilotlinie, die Forschung und Entwicklung mit der Massenfertigung verbindet. Exyte als EPC-Partner steuert die Ingenieur- und Projektabwicklungskompetenzen bei, die erforderlich sind, um die Technologie aus dem Labor in eine funktionierende Realität zu überführen. Das Projekt ist ein Meilenstein für beide Partner und kann ein Teil des Puzzles in der europäischen Halbleiter-Renaissance sein.
Ein neues Kapitel für eine neue Technologie
Graphenbasierte photonische Chips nutzen Licht anstelle von elektrischen Signalen, um Informationen auf einem Chip zu transportieren. Licht kann Daten mit geringerem Energieverbrauch und weniger Wärme als elektrische Ströme übertragen, was ein großer Vorteil beim Skalieren auf höhere Leistung ist. Der Ansatz von Black Semiconductor verwendet 300-Millimeter-Wafer, die gleiche Größe, die in fortschrittlichen Halbleiterfabriken (oft als Fabs bezeichnet) verwendet wird, was es der Technologie ermöglicht, in einer Weise zu skalieren, wie es frühere Photonik-Konzepte nicht konnten.
Ingenieure im Forschungs- und Entwicklungs-Reinraum von Black Semiconductor bereiten Prozesse für die nächste Generation der Graphen-Photonik vor.
Black Semiconductor plant, in den frühen Phasen als Integrated Device Manufacturer (IDM) zu agieren, indem es seine eigenen integrierten Graphen-Photonik (IGP)-Chips produziert und die Technologie im Pilotmaßstab unter Beweis stellt. Die Black Semiconductor IGP™-Technologie wird auf Fertigungsebene integriert, was eine zukünftige Integration in bestehende Fertigungsanlagen erleichtert.
Um diese Idee in eine produzierbare Realität umzusetzen, benötigt das Unternehmen eine Einrichtung, die zwischen Forschung und Entwicklung (F&E) und der vollständigen Fertigung angesiedelt ist. Mit anderen Worten: eine Pilotlinie, die Prozesse testen und anpassen und letztendlich auf eine höhere industrielle Produktion vorbereiten kann. FabONE ist dieser Schritt. Solche Pilotlinien sind darauf ausgelegt, die Prozessstabilität und Wiederholbarkeit zu beweisen, bevor die Hochvolumenfertigung skaliert wird.
Daniel Schall, CEO von Black Semiconductor
Exytes Rolle in einem entscheidenden Moment
“Exyte ist genau der richtige Partner für Ingenieurwesen und Bau, um den Reinraum und die Einrichtungen von FabONE termingerecht und nach höchsten Industriestandards bereitzustellen. Die Partnerschaft mit Exyte zeigt, dass wir unser kontinuierliches Engagement für die Schaffung eines neuen Produktionsstandorts für integrierte photonische Elektronik einhalten können”, sagt Daniel Schall, Mitbegründer und CEO von Black Semiconductor.
Für Black Semiconductor geht es bei dieser Zusammenarbeit nicht nur um die Umsetzung der aktuellen Arbeitsphase. Exyte versteht ihre Erwartungen und langfristigen Pläne, was den Koordinationsaufwand reduziert und den stetigen Fortschritt unterstützt, während die Pilotlinie Gestalt annimmt. Diese Arbeitsweise spart Zeit und schafft Vertrauen – zwei Elemente, die Black Semiconductor als essenziell für den zukünftigen Erfolg ansieht.
Michael Rodd, Vice President Business Acquisition Advanced Technology Facilities Continental Europe
“Für uns ist dies grundlegende Halbleiterarbeit: die Schaffung eines Reinraums und der unterstützenden Systeme darum herum,” sagt er. “Was es besonders macht, ist der Kunde. Black Semiconductor befindet sich in einer entscheidenden Entwicklungsphase, und es ist spannend, ein Team zu unterstützen, das eine neue Technologie in die Produktion bringt.”
Das bestehende Gebäude wird umgewandelt, um einen modernen Reinraum zu beherbergen.
Ein bestehendes Gebäude wird für die Halbleiterfertigung angepasst
Die Nutzung des ursprünglichen Gebäudes spart Zeit, bringt jedoch auch Einschränkungen mit sich. Jeder Reinraum und jede Versorgungsfunktion muss in eine feste Struktur passen. Der Reinraum wird zu einer „Box in der Box“, die den aktuellen Anforderungen entspricht und genügend Flexibilität bietet, um Prozesse später anzupassen, falls sich die Technologie weiterentwickelt. Obwohl das Gebäude ursprünglich für einen anderen Zweck vorgesehen war, bietet es nun den Rahmen, auf dem die Anforderungen der Halbleiterfertigung hinzugefügt werden.
Cris Barangan, Equipment Engineer bei Black Semiconductor
„Der bestehende Beton erfüllte nicht die Lastanforderungen für Halbleiterwerkzeuge, daher werden Teile der Struktur neu ausgelegt“, sagt Cris Barangan, Equipment Engineer bei Black Semiconductor, der eng mit Exyte an der Einrichtung der Fabrik zusammenarbeitet. Die mechanischen Bereiche der Anlage sind über das Gelände verteilt und nicht an einem zentralen Ort gebündelt, was eine sorgfältige Planung sowohl für die aktuelle Entwicklungsphase als auch für zukünftige Erweiterungen erfordert. Die Ingenieurteams führen Gase, Chemikalien, Luftführungssysteme und prozesskritische Medien durch enge technische Bereiche und verwandeln die ehemalige Automobilhalle so in eine voll funktionsfähige Halbleiterumgebung.
Exyte bringt die gleiche Ingenieursexpertise in FabONE ein, die auch bei den sehr großen Fabs angewendet wird, die das Unternehmen weltweit liefert. Reinraumbedingungen, sicherer Umgang mit Gasen und Chemikalien, kontrollierte Luftströme, Geräteintegration und die Möglichkeit, Produktionsschritte später anzupassen, müssen nach denselben Standards gestaltet werden. Für jeden Fab-Bau, sei es eine Pilotlinie wie FabONE oder eine Megafab, die bis zu 30-mal größer ist, bleiben die zugrunde liegenden technischen Anforderungen konsistent.
„Unser Ansatz zeigt unsere Fähigkeit, eine Pilotlinie mit der gleichen Hingabe zu planen, zu entwerfen und zu konstruieren, die wir auf ein großes Fab anwenden“, sagt Rodd. „Der Maßstab ändert sich, aber die technischen Anforderungen bleiben, und hier kommt unsere Anpassungsfähigkeit ins Spiel.“ Das Projekt schreitet schnell voran. Schnelle Entscheidungsfindung auf Kundenseite unterstützt dies ebenso wie die Erfahrung von Exyte mit komprimierten Zeitplänen.
Black Semiconductor setzt auch ehrgeizige Nachhaltigkeitsziele. Barangan hebt ein Beispiel hervor: „Eine typische Anlage verbraucht etwa 300 bis 400 Liter Wasser pro Wafer. Für FabONE streben wir etwa 100 Liter an. Wir setzen uns diese hohen Standards und ein Partner wie Exyte unterstützt uns voll und ganz dabei, sie zu erreichen.“
Da die Stadt Aachen ihr Halbleiter-Ökosystem aufbaut und das Projekt eine enge Zusammenarbeit mit den lokalen Behörden erfordert, teilt Exyte Vorlagen und Best Practices aus anderen Fabs in Europa zu Themen wie Baugenehmigungen, Umgang mit Gasen und Chemikalien sowie Behandlung von Abfallströmen. Diese Anleitung unterstützt den Genehmigungsprozess und gibt allen Beteiligten Vertrauen in den Ansatz.
FabONE wird der Standort, an dem Black Semiconductor seine Technologie bis zur angestrebten vollständigen Produktion im Jahr 2031 skaliert.
Warum diese Partnerschaft wichtig ist
Die Pilotlinie soll 2026 die erste Waferproduktion unterstützen. Sobald die Ausrüstung installiert ist, bleibt Exyte weiterhin beteiligt, um die Werkzeuge mit den Anlagen zu verbinden und ihre Leistung zu überprüfen, bevor die Pilotproduktion beginnt und die Prozesse stabilisiert werden; bis 2029 wird die Anlage in die Volumensteigerung eintreten, mit einer vollständigen Produktion, die für 2031 angestrebt wird.
FabONE ist auch der Ort, an dem Black Semiconductor beginnt, seine Technologie vom „Labor zur Fabrik“ zu skalieren. „FabONE wird der Meilenstein sein, an dem Elektronik und Photonik erstmals in einem Produktionsfluss hergestellt werden können“, sagt Schall.
Mit Blick in die Zukunft sieht Black Semiconductor FabONE als Grundlage für die nächsten Schritte. Abhängig von der Kundennachfrage und den benötigten Mengen könnte das Unternehmen den Standort erweitern, eine zweite Einrichtung hinzufügen oder Lizenzierungsoptionen verfolgen. Für Exyte ist es eine Gelegenheit, ein vielversprechendes Unternehmen in einem prägenden Moment zu unterstützen und seine eigene Expertise in Einrichtungen für die nächste Generation der Photonik zu vertiefen. “Wir streben immer langfristige Beziehungen zu unseren Kunden an,” sagt Rodd. “Wir möchten der Partner sein, der ihnen beim Wachstum hilft.”
FabONE ist der Ort, an dem eine aufstrebende Idee auf Ingenieursexpertise trifft und ihre Reise in Richtung industrieller Maßstab durch eine produktionsbereite Pilotlinie beginnt.
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Exentec: Integration von Technologie und Dienstleistungen für komplexe Anlagen
Hightech-Anlagenwerden immer komplexer, während Kunden schnellere Lieferung, klarere Verantwortlichkeiten und vorhersehbare Ergebnisse erwarten. Exentec vereint Ingenieurwesen, Fertigung, Installation und Lifecycle-Dienstleistungen in einem einzigen, integrierten Angebot, das die EPC-Expertise von Exyte ergänzt. Exentec vereint Technologien und Dienstleistungen unter einer Marke und unterstützt Halbleiterfabriken, Life-Science-Anlagen und Rechenzentren von der Konstruktion bis zum Betrieb.
Bei Exyte geht es im Engineering nicht nur darum, das zu liefern, was heute benötigt wird, sondern auch darum, sich auf das vorzubereiten, was als Nächstes kommt. Die von Exyte entworfenen, geplanten und gebauten Anlagen unterstützen Branchen, die sich schnell bewegen und in großem Maßstab arbeiten. Wir definieren ständig neu, was möglich ist. Was folgt, geht über eine Vision hinaus, um die nächsten Schritte zu gehen. Sorgfältige Planung, technisches Fachwissen und disziplinierte Umsetzung.
In den Bereichen Hightech-Fertigung, Dateninfrastruktur und Biowissenschaften arbeitet Exyte an der Schnittstelle von Ideen und Realität. Engineering what’s next bedeutet, aufkommende Technologien in Umgebungen zu übersetzen, die zuverlässig funktionieren und sich an wechselnde Anforderungen anpassen. Es geht darum, Lösungen zu schaffen, die bereit sind für das, was Kunden jetzt brauchen, und widerstandsfähig genug für das, was sie morgen benötigen.
