FAQ: Alles über Wafer – Herstellung, Typen und Anwendungen

Ein Wafer ist eine dünne Scheibe, typischerweise mit einer Dicke von 0,2 mm bis 0,775 mm, die in der Regel aus Silizium besteht und als Grundlage für die Herstellung von elektronischen Bauteilen wie Mikrochips dient. Diese kreisförmigen Scheiben werden in der Halbleiterindustrie verwendet, um integrierte Schaltungen (ICs) zu fertigen. Der Begriff „Wafer“ wird oft synonym mit Halbleiter-Wafern verwendet, da sie die Grundlage moderner Technologien bilden.

Ein Silizium Wafer ist ein Wafer, der aus reinem Silizium besteht. Silizium ist aufgrund seiner elektrischen Eigenschaften das am häufigsten verwendete Material in der Halbleiterindustrie. Es wird aus Quarzsand gewonnen und unter hohen Temperaturen prozessiert, um eine extrem hohe Reinheit zu erreichen. Diese Silizium-Wafer dienen als Substrat für die Herstellung von Mikrochips, Solarzellen und anderen elektronischen Bauteilen.

Ein Wafer Halbleiter bezeichnet die Nutzung von Wafern in der Halbleiterproduktion. Dabei werden elektronische Bauelemente wie Transistoren, Dioden oder integrierte Schaltungen direkt auf der Oberfläche der Wafer gefertigt. Die Halbleiterindustrie ist auf die hohe Qualität und Präzision der Wafer angewiesen, da diese entscheidend für die Leistungsfähigkeit moderner Technologien in Bereichen wie Automotive, Medizin oder Aerospace sind.

Die Herstellung von Wafern erfolgt in mehreren präzisen Schritten, die in sogenannten Reinräumen stattfinden. Diese speziell ausgestatteten Räume zeichnen sich durch eine extrem niedrige Partikelbelastung in der Luft aus, da selbst kleinste Verunreinigungen die Qualität der Wafer beeinträchtigen könnten. Die Herstellung von Wafern erfolgt in mehreren präzisen Schritten:

1. Siliziumgewinnung: Reines Silizium wird aus Quarzsand extrahiert.
2. Züchtung von Einkristallen: In einem Verfahren namens Czochralski-Prozess werden Einkristalle, sogenannte Ingots, aus geschmolzenem Silizium gezogen.
3. Schneiden: Diese Ingots werden in dünne Scheiben geschnitten, die später als Wafer dienen.
4. Polieren: Die Oberfläche der Wafer wird hochglanzpoliert, um eine ideale Grundlage für die Fertigung elektronischer Komponenten zu bieten.
5. Reinigung: Abschließend werden die Wafer gründlich gereinigt, um sämtliche verbleibenden Partikel oder Verunreinigungen zu entfernen.

Die präzise Herstellung stellt sicher, dass die Wafer höchsten Anforderungen genügen und in zahlreichen Branchen und Industrien eingesetzt werden können.

Die Wafer-Industrie wird von spezialisierten Herstellern dominiert, die sich auf die Produktion hochwertiger Halbleiter-Wafer konzentrieren. Zu den bekanntesten Herstellern zählen:

• Siltronic AG: Ein führender deutscher Hersteller von Silizium-Wafern.
• GlobalWafers: Ein weltweit tätiges Unternehmen mit einem breiten Portfolio an Wafern.
• SUMCO: Ein japanisches Unternehmen, das sich auf hochreine Silizium-Wafer spezialisiert hat.
• Shin-Etsu Handotai: Einer der größten Hersteller von Halbleiter-Wafern weltweit.
• Soitec: Spezialisiert auf innovative Technologien wie SOI-Wafer (Silicon-On-Insulator).

Wafer über einen spezialisierten Lieferanten zu beziehen, bietet viele Vorteile. Lieferanten können eine größere Auswahl an Herstellern und Technologien anbieten. Kunden profitieren außerdem von umfassendem Service, einem zentralen Ansprechpartner und der Möglichkeit, alles aus einer Hand zu erhalten – von der Beratung bis zur Lieferung. Das macht den Beschaffungsprozess einfacher und sorgt für mehr Flexibilität, um die passende Lösung zu finden.

Weitere Gründe sind:

• Kleine Stückzahlen: Auch geringe Mengen lieferbar, was große Hersteller oft nicht anbieten.
• Ansprechpartner in der gleichen Zeitzone: Schnelle Reaktion, gute Erreichbarkeit
• Klare Kommunikation: Deutschsprachiger Service ohne Missverständnisse.
• Zoll inklusive: Lieferung mit vollständiger Zollabwicklung.

Siliziumwafer sind die Grundlage moderner Mikroelektronik. Sie dienen als Trägermaterial für die Herstellung von Halbleiterbauteilen wie Mikrochips, Sensoren, MEMS, Leistungselektronik oder Solarzellen. Auf ihrer Oberfläche werden in mehreren Prozessschritten Strukturen aufgebracht, dotiert und strukturiert, aus denen später integrierte Schaltungen oder elektronische Komponenten entstehen. Ohne Wafer gäbe es keine Computerchips, Smartphones, Autosensorik oder Photovoltaikmodule.

Silizium hat ideale Eigenschaften für die Halbleitertechnik. Es ist elektrisch steuerbar, thermisch stabil, mechanisch robust und in sehr hoher Reinheit verfügbar. Zudem kommt es in der Natur häufig vor, wodurch es vergleichsweise kostengünstig ist. Ein weiterer Vorteil: Silizium lässt sich hervorragend oxidieren. Die entstehende Siliziumdioxid-Schicht ist perfekt für die Isolation und Strukturierung von Schaltungen – ein entscheidender Faktor in der Chipfertigung. Deshalb hat sich Silizium weltweit als Standardmaterial etabliert.

Der Preis eines Wafers hängt nicht nur vom Durchmesser ab. Viele Prozesskosten – wie Reinigung, Beschichtung, Handling oder Qualitätsprüfung – sind nahezu gleich, unabhängig von der Größe. Bei kleineren Wafern verteilen sich diese Fixkosten jedoch auf eine deutlich kleinere Fläche. Dadurch sind die Kosten pro Quadratzentimeter oft höher als bei größeren Wafern. Zusätzlich sind kleinere Formate teilweise Sondergrößen mit geringeren Stückzahlen, was die Produktion weniger effizient und damit teurer macht. Deshalb kann ein 4″ Wafer trotz größerer Fläche wirtschaftlicher sein als ein 2″ Wafer.