Strategische Rolle von Edelmetallen in der Leistung von Halbleitern
Quelle: EE Times Asia
Datum: 1. Mai 2026
Autor: Yasutaka Ihara (Geschäftsführer und Direktor von TANAKA PRECIOUS METAL TECHNOLOGIES Co., Ltd.)
Link: Die strategische Rolle von Edelmetallen bei der Definition der Leistung von Halbleitern
Seit vielen Jahren verlässt sich die Halbleiterindustrie auf die Miniaturisierung von Transistoren, um die Leistung zu verbessern. Dieser Trend unterliegt jedoch nun einem signifikanten Wandel. Mit der rasanten Entwicklung von KI und Hochleistungsrechnen (HPC) verschieben sich die Faktoren, die die Leistung von Halbleitern bestimmen, von reiner Miniaturisierung hin zu "Materialtechnologie."
Laut der Semiconductor Industry Association (SIA) wird erwartet, dass die globalen Halbleiterverkäufe im Jahr 2024 627 Milliarden Dollar erreichen und bis 2030 1 Billion Dollar überschreiten, angetrieben durch KI, Hochleistungsrechnen, die Elektrifizierung von Automobilen und die Digitalisierung von Industrien. Darüber hinaus erwartet IDC, dass die Nachfrage nach KI-bezogenen Halbleitern bis 2030 weiterhin zweistellig wachsen wird, wobei die Expansion von Hyperscale-Datenzentren und Edge-AI-Systemen den Markt antreibt. Darüber hinaus hat das Marktforschungsunternehmen Omdia seine Prognose für das Wachstum des Halbleitermarktes im Jahr 2026 erheblich auf 62,7 % angehoben.
Dieses Wachstum beschränkt sich nicht allein auf die Steigerung des Produktionsvolumens; es verändert die gesamte Designphilosophie. Die Leistungsdichte nimmt rasant zu, die thermischen Auslegungsmargen sinken, und die Nachfrage nach längeren Lebensdauern wächst, insbesondere in der Automobilindustrie und in industriellen Anwendungen. In diesem Umfeld sind Edelmetalle wie Gold, Silber, Palladium, Platin, Iridium und Ruthenium nicht länger nur Hilfsmaterialien, sondern Kernmaterialien, die das tatsächliche Leistungspotenzial von Bauelementen bestimmen.
Die Bedeutung von Edelmetallen in der Halbleiterherstellung
Edelmetalle spielen eine einzigartige Rolle in der Halbleiterherstellung aufgrund ihrer hervorragenden physikalischen und chemischen Eigenschaften.
Zum Beispiel hat Gold eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, Bindungszuverlässigkeit und Verarbeitbarkeit, was es zu einem unverzichtbaren Material für feinpitchige Verbindungen und hochzuverlässige Verpackungen macht. Auf der anderen Seite hat Silber die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit unter den Metallen und spielt eine wichtige Rolle bei der Die-Befestigung und der Wärmeableitung.
Darüber hinaus hat Pd eine ausgezeichnete Balance zwischen Härte, elektrischer Leitfähigkeit und Oxidationsbeständigkeit, während Ru und Pt in dem Bereich der Dünnschichtbildung in fortschrittlichen Prozessen, in denen niedriger Widerstand und hohe Haltbarkeit erforderlich sind, zunehmend wichtig werden.
Mit der Ausweitung der Halbleiterfertigung wächst auch die Bedeutung der Beschaffung dieser Materialien sowie deren effiziente Nutzung und Rückgewinnung. Es ist nun eine Ära, in der ein Materialmanagement erforderlich ist, das nicht nur die Leistung, sondern auch das Recycling von Ressourcen und die Stabilität der Versorgung berücksichtigt.
Materialeigenschaften, die in der Ära der Künstlichen Intelligenz erforderlich sind.
Ibara weist darauf hin, dass „die Expansion von KI und HPC die Prioritäten im Halbleiterdesign grundlegend verändert“.
„Die Industrie hat sich bisher mit einem Fokus auf die Miniaturisierung von Transistoren entwickelt, aber in der Künstlichen Intelligenz (AI) und im Hochleistungsrechnen (HPC) besteht die Herausforderung darin, die Systemleistung aus hochintegrierten Geräten zu extrahieren, die unter extremen thermischen und elektrischen Bedingungen arbeiten.“
Des Weiteren gilt: „Mit zunehmender Berechnungsdichte konzentriert sich die Wärmeerzeugung auf bestimmte Bereiche, und die Anforderungen an die Stromversorgung werden strenger. Darüber hinaus gewinnt die Langzeitzuverlässigkeit auf Gehäuse- und Verbindungsebene extrem an Bedeutung.“
In solchen Umgebungen können die Materialien selbst ein Faktor sein, der die Systemleistung beeinflusst. Von Materialien zur Die-Befestigung und Klebematerialien bis hin zu Dünnschichten, Beschichtungsschichten und Testmaterialien können sie die Effizienz der Wärmeabfuhr, die Stabilität des Stroms und die langfristige Zuverlässigkeit direkt beeinflussen. Dies ist besonders wichtig für AI- und HPC-Systeme, bei denen hohe Belastungsbedingungen über längere Zeiträume bestehen können, was die elektrische und mechanische Stabilität unter thermischem Stress zu einem entscheidenden Faktor macht.
Die Materialtechnologie von TANAKA unterstützt den gesamten Halbleiterherstellungsprozess
Mit der zunehmenden Komplexität von Geräte-Strukturen wächst die Bedeutung der Materialtechnologie. TANAKA entwickelt Edelmetallmaterialien, die umfassend elektrische Leitfähigkeit, Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Zuverlässigkeit erreichen.
Seit seiner Gründung im Jahr 1885 ist das Unternehmen seit über 140 Jahren im Edelmetallgeschäft tätig und hat eine breite Palette technologischer Grundlagen in den Bereichen Beschaffung, Raffination, Hochreinheitsmanagement, Materialdesign und Anwendungsentwicklung aufgebaut. Das Unternehmen verfügt nun über ein Materialportfolio, das den Frontend-Bereich von Halbleitern, Verpackungen und Tests abdeckt.
Im vorherigen Prozess stellen wir hochreine Edelmetallvorläufer für die CVD- und ALD-Filmabscheidung, rutheniumbasierte Materialien und Beschussziele für dünne Filme mit niedrigem Widerstand und hoher Haltbarkeit zur Verfügung.
Im Verpackungsbereich bieten wir Bonding-Draht wie Gold und Goldlegierung, Silber, Kupfer und palladiumbeschichtetes Kupfer an. Wir stellen auch Dickschicht-Aluminiummedrähte und Kupferbänder für Leistungsgeräte zur Verfügung. Darüber hinaus erreichen wir durch unsere Technologie zur Beschichtung mit Edelmetallen Korrosionsbeständigkeit, stabile Kontaktwiderstände und langfristige Haltbarkeit, selbst unter Bedingungen mit hoher Stromdichte und thermischen Zyklen.
Edelmetallrecycling unterstützt die Nachhaltigkeit.
Da die Halbleiterfertigung zu einer ressourcenintensiven Branche wird, verschiebt sich die Rolle des Edelmetallrecyclings von einer „Umweltüberlegung“ zu einem „essentiellen Element für die Geschäftskontinuität“. Angesichts der anhaltenden Schwankungen der Edelmetallpreise gewinnt die Materialeffizienz und das Recycling zudem im Hinblick auf Kostenkontrolle und stabile Versorgung zunehmend an Bedeutung.
TANAKA hat ein geschlossenes System etabliert, das Rückgewinnung, Raffinierung und Wiederaufbereitung integriert.
Ihara erklärt: „Recycling ist nicht nur eine Nachhaltigkeitsinitiative. Es ist ein wichtiges System zur Sicherstellung der Qualitätskontrolle, der Versorgungsstabilität und der Ressourceneffizienz, und der geschlossene Materialkreislauf wird im Industriesektor bereits zum Standard.“
Diese Initiativen unterstützen Halbleiter der nächsten Generation und Leistungselektronik und tragen gleichzeitig zur Förderung des Recyclings von Edelmetallen bei.
Dieser Artikel basiert auf einem Artikel, der am 1. Mai 2026 von EE Times Asia veröffentlicht wurde, und wurde mit Genehmigung des Unternehmens von TANAKA übersetzt und veröffentlicht.
Dieser Artikel wurde in EE Times Asia veröffentlicht, und weitere Details sind unten zu finden.
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Halbleiterfertigung und TANAKA
Seit ihrer Gründung im Jahr 1885 hat sich TANAKA zu einem spezialisierten Edelmetallunternehmen entwickelt, das parallel zur japanischen Fertigungsindustrie gewachsen ist. Heute bietet das Unternehmen auch ein breites Spektrum an Materialien und technologischen Lösungen für die Halbleiterfertigung an.
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