Chip-Herstellung teilen: Was Vietnam von der Welt lernen kann

In einem früheren Artikel über das Nationale Zentrum zur Unterstützung der Chip-Produktion (VNMPW/CC) habe ich das Konzept Multi-Project Wafer erwähnt. Das ist wie eine Fahrgemeinschaft: Einige Gruppen zahlen zusammen für einen Wafer, und jede Gruppe bekommt einen Teil davon, um ihre eigenen Chips zu drucken. Das Zentrum bezahlt die gesamten Kosten im ersten Jahr und einen Teil der Kosten in den folgenden Jahren.

Diese Methode hilft Forschungsgruppen und Startups, nicht allein die hohen Kosten für die Herstellung von Masken (Maskensatz) zu tragen. Diese Kosten können mehrere Millionen Dollar betragen. Das ist der teuerste Teil bei jeder Testproduktion (Tape-out), um das Design zu prüfen.

Das klingt einfach, aber wenn man genauer hinsieht, stellt man fest: Die Welt macht dieses Modell schon seit 40 Jahren und hat viele Fehler gemacht. Dieser Artikel erzählt von den wichtigsten Fehlern und Lehren.

MOSIS: Kein Geld mehr, Studenten im Stich gelassen

1978 unterrichtete der Ingenieur Lynn Conway an der MIT einen Kurs über das Design von sehr komplexen Chips (VLSI). Sie sah, dass die Studenten viele gute Ideen hatten, aber kein Geld für die Testproduktion. Deshalb organisierte sie eine gemeinsame Produktion, damit diese Designs wirklich hergestellt werden konnten. Das war der erste Kurs, der das Programm für Chip-Design mit mehreren Universitäten und Projekten hervorbrachte.

Drei Jahre später gründete die US-amerikanische Behörde DARPA das Programm MOSIS. Bis 2010 half MOSIS bei der Produktion von Zehntausenden Designs. Das ist eine beeindruckende Zahl für ein Programm, das außerhalb der Branche kaum bekannt ist.

Aber es kam anders. Heute bedient MOSIS hauptsächlich kommerzielle Kunden, und das Programm für Universitäten wurde gestoppt. Als die öffentlichen Gelder weniger wurden, musste MOSIS sich selbst finanzieren. Dadurch geriet die ursprüngliche Aufgabe – armen Studenten Chips für das Lernen zu geben – in den Hintergrund. Ein öffentliches Programm ohne nachhaltige Finanzierung wendet sich also von den Menschen ab, für die es eigentlich gemacht wurde.

Europractice: 30 Jahre, nicht nur Wafer teilen

Ähnlich wie MOSIS wurde 1995 in Europa Europractice gegründet. Mit Geld von der Europäischen Union (EU) konnte das Zentrum mehr Universitäten aufnehmen, nicht nur die besten. So konnten auch normale Universitäten mitmachen, forschen und neue Ingenieure ausbilden.

Europractice hilft heute mehr als 600 Universitäten und Forschungsinstituten pro Jahr. Es bietet alles an: günstige Design-Tools, Produktionstechnologie, Ausbildung und technische Unterstützung. Der Unterschied zu anderen ist: Europractice denkt nicht, dass MPW nur darum geht, einen Wafer zu teilen. Sie verstehen, dass Forscher und Studenten die Chance bekommen müssen, ihre Chips zu produzieren und in der Hand zu halten. Dazu brauchen sie Design-Tools und Schulungen, damit sie ihren Beruf lernen können.

Europractice wird mindestens bis 2028 weitergeführt. Im Februar 2026 hat ein Bündnis von fünf Partnern unter der Leitung von imec Geld von der EU bekommen, um das Programm bis September 2028 zu betreiben. Nach 30 Jahren muss man immer noch um Geld bitten. Das zeigt: Es ist sehr schwer, ein MPW-Modell nur mit eigenem Geld zu finanzieren. Man braucht immer die langfristige Unterstützung des Staates.

CIC in Taiwan: Erfahrungen für Chip-Ingenieure sammeln

Wenn man über die Halbleiterindustrie in Taiwan spricht, kennt jeder TSMC. Aber nur wenige kennen CIC (Chip Implementation Center), das Zentrum, das Tape-outs koordiniert, ähnlich wie MOSIS oder Europractice.

Von 1985 bis 1988 stieg die Zahl der Chip-Design-Firmen in Taiwan von 8 auf 50. Bis 1999 wurden 91% ihrer Produktionsbedürfnisse von lokalen Firmen erfüllt, die Chips nach Kundenwunsch herstellen. Wenn man einen Tape-out in der Nähe hat, der günstig und leicht zugänglich ist, wächst die Zahl neuer Chip-Designer schnell.

Ein interessantes Detail vom Forschungsinstitut ITRI, das als Wiege der taiwanesischen Halbleiterindustrie gilt und TSMC und CIC hervorgebracht hat: Sie lassen jedes Jahr 15% ihrer Mitarbeiter gehen. Das klingt dumm, aber so verbreitet sich technisches Wissen in private Firmen. Denn Erfahrung im Chip-Bau steckt im Kopf der Menschen, nicht in Dokumenten. Das ist wichtig zu betonen: Die Kosten für Tape-out und Tests zu teilen ist nicht das Ziel, sondern eine Übergangsphase, um Ingenieuren Erfahrung zu geben, die sie dann in die ganze Branche tragen.

Indien: Klare Zahlen

Indien hat spät angefangen (2021), aber es veröffentlicht sehr klare und vollständige Zahlen: 24 Startups wurden unterstützt, fast 4,30 Milliarden Rupien an Risikokapital wurden angezogen, etwa 67.000 Studenten und mehr als 1.000 Ingenieure aus Startups nutzten die Chip-Design-Software (EDA), die die Regierung gekauft hat. 122 akademische Designs wurden als Tape-out gemacht, mit 56 Chips, die erfolgreich in 180nm-Technologie produziert wurden. Bei den Startups gab es 16 Tape-outs.