ROHM, ein führender Halbleiterhersteller, wurde 1954 in Kyoto gegründet. In jüngster Zeit liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung neuer Materialien wie SiC und GaN für Leistungshalbleiter, von denen erwartet wird, dass sie zur Verwirklichung einer dekarbonisierten Gesellschaft beitragen.
Seit ROHM 1971 als erstes japanisches Unternehmen eine Präsenz im Silicon Valley etablierte, hat sich ROHM kontinuierlich zu einem globalen Unternehmen entwickelt, das immer noch in Japan ansässig ist und über ein weltweites Netzwerk von Vertriebs-, Entwicklungs- und Produktionsstandorten verfügt.
ROHM ist davon überzeugt, dass der wichtigste Weg, ein von Kunden und Stakeholdern auf der ganzen Welt bevorzugtes Unternehmen zu werden, darin besteht, Produkte mit einem qualitätsorientierten Ansatz herzustellen. Dieses Mal werfen wir einen Blick hinter die Kulissen und zeigen, wie hochwertige Halbleiter hergestellt werden.

Hochwertige Halbleiter, die den Alltag unterstützen

Halbleiter sind allgegenwärtige Komponenten, die in elektrischen Geräten überall um uns herum zu finden sind, darunter Smartphones und Haushaltsgeräte.
Und die Nachfrage nach Halbleitern steigt weiter, insbesondere im Automobil- und Industrieausrüstungssektor, da die Elektrifizierung und Automatisierung voranschreitet. Das für unser tägliches Leben unverzichtbare Halbleiterfertigungssystem lässt sich grob in zwei Phasen einteilen: Front-End- und Back-End-Prozesse. Im Front-End-Prozess werden Halbleiterchips hergestellt, indem komplizierte elektronische Schaltkreise auf einem kreisförmigen Substrat (Wafer) gebildet werden. Während des Back-End-Prozesses werden die im Front-End erstellten Halbleiterchips ausgeschnitten, verdrahtet und in Harz eingekapselt, um das Endprodukt fertigzustellen.
ROHM hat ein vertikal integriertes Produktionssystem eingeführt, bei dem alle Prozesse im eigenen Haus durchgeführt werden. Durch ein striktes Qualitätsmanagement in jeder Phase ist ROHM in der Lage, sein Unternehmensziel einer qualitätsorientierten Fertigung zu erreichen.

Die technischen Fähigkeiten und der Pioniergeist unserer Kernfabriken sind der Qualität verpflichtet

Eine der Fabriken der ROHM-Gruppe, die für Front-End-Prozesse verantwortlich ist, ist ROHM Hamamatsu (Stadt Hamamatsu, Präfektur Shizuoka), die ICs und LEDs produziert (wobei das IC-Produktionsvolumen etwa 70 % des gesamten Konzerns ausmacht). Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf analogen ICs. Der Herstellungsprozess für analoge ICs ist jedoch äußerst komplex und erfordert eine Reihe hochpräziser Prozesse. Aus diesem Grund ist ROHM Hamamatsu mit den neuesten Geräteprozesstechnologien und Produktionsanlagen ausgestattet.
Die hohe Fertigungsqualität des Werks unterstützt die verschiedenen Herausforderungen der ROHM-Gruppe bei der technologischen Entwicklung und Kommerzialisierung. Mithilfe der BiCDMOS-Prozesstechnologie (Bipolar CMOS DMOS), die für die Herstellung leistungsstarker multifunktionaler analoger ICs geeignet ist, waren wir beispielsweise die ersten weltweit, die erfolgreich eine Massenproduktion erreichten Verwendung von 12-Zoll-Wafern mit größerem Durchmesser. Im Allgemeinen wird es mit zunehmender Wafergröße schwieriger, die Produktqualität zu gewährleisten. Doch ROHM war in der Lage, diese große Herausforderung zu meistern, indem es interne Entwicklungs- und Tuning-Technologien für Fertigungsanlagen nutzte, die seit der Gründung des Unternehmens kultiviert wurden.

Abscheidungsprozess von ionenimplantierten Wafern in einem Ultrahochtemperatur-Wärmebehandlungsofen.
Die Verbesserung und Wartung der Produktionsausrüstung kann die Waferqualität erheblich beeinflussen.

Die Bewältigung solcher Herausforderungen im Streben nach Qualität hat zur Einführung im Automobilsektor geführt, wo hohe Qualität von entscheidender Bedeutung ist. Da Automobilprodukte jedoch in direktem Zusammenhang mit der Sicherheit des Endbenutzers stehen, sind die Standards für Produktsicherheit und -zuverlässigkeit verständlicherweise sehr streng. (Bsp. AEC-Normen, ISO 26262, IATF 16949) Hohe Standards des Qualitätsmanagements sind nicht nur für Produkte, sondern auch für Halbleiterfertigungsprozesse erforderlich.
ROHM Hamamatsu führt ein umfassendes Qualitätsmanagement in allen Aspekten durch, angefangen beim Anlagendesign über das Gerätemanagement einschließlich vorbeugender Wartung bis hin zu den Prozessbedingungen.

Kombiniert geballte Qualitätssicherung mit zukunftsorientiertem Risikomanagement

Um das Vertrauen der Kunden zu gewinnen und sie zu unseren Produkten zu bewegen, bedarf es eines umfassenden Qualitätsmanagements, das alle Arten von Risiken berücksichtigt. Bei der Evaluierung von isolierten Gate-Treibern für Elektro- und Hybridfahrzeuge für Automobilkunden stellten wir uns beispielsweise die Frage: „Was würde passieren, wenn Fremdstoffe eingeführt würden?“ und „Wird das Screening wie in der Theorie funktionieren?“
Bei ROHM Hamamatsu erfolgte die Fertigung unter der Prämisse, dass keine Fremdstoffe entstehen. Gleichzeitig wurden alle möglichen Maßnahmen ergriffen, um eine Kontamination mit Fremdstoffen zu verhindern, wie z. B. die Sortierung mithilfe von Fehlerinspektionsmaschinen und Screening-Tests zum Zeitpunkt des Produktversands. Es war aber auch notwendig, andere Methoden zu überdenken, um das Vertrauen der Kunden zu gewinnen. Zu diesem Zweck arbeiteten Mitglieder der Fertigungs- und Entwicklungsabteilungen zusammen, um eine Antwort zu finden, indem sie beschlossen, einen Prototyp eines Wafers herzustellen, dem absichtlich Fremdpartikel hinzugefügt wurden. Anschließend wurde mehrere Monate lang die Sinnhaftigkeit von Screening-Tests anhand der mit Fremdpartikeln eingelagerten Prototyp-Wafer nachgewiesen und das Vertrauen unserer Kunden gewonnen.

Herr Wada, der bei ROHM Hamamatsu ein Team von auf Prozessdesign spezialisierten Ingenieuren leitet, erinnert sich, dass diese Prototyping-Erfahrung eine großartige Gelegenheit bot, über Möglichkeiten zur Qualitätssicherung und zur Gewinnung des Kundenvertrauens nachzudenken.

„Wir haben unsere Qualitätssicherung ausgebaut, indem wir bereits in der Entwurfsphase auf Qualität gesetzt haben. Um jedoch das Vertrauen der Kunden zu gewinnen, muss man darüber hinausgehen und sich kontinuierlich für ein zukunftsorientiertes Risikomanagement einsetzen. Und auch durch die Implementierung von Technologien und Systemen zur Lösung etwaiger Fragen oder Bedenken des Kunden. Die Kombination all dessen zusammen, kann ich mit Stolz sagen, bildet die Grundlage der ‚ROHM-Qualität‘.“

<Keiji Wada, Manager, Process Development Department, LSI Device Development Division,
Technology Development Segment, LSI Business Unit, ROHM Co., Ltd.>

Neben der Verbesserung der technischen Fähigkeiten des Teams konzentriert sich Herr Wada auch auf den „Aufbau enger Beziehungen“ zur Fertigungsabteilung, die für Produktion und Ausrüstung verantwortlich ist.

„Ein Vorteil von ROHM Hamamatsu ist die unmittelbare Nähe der Abteilungen zueinander.
Wenn es Probleme mit einem Produkt gibt, das in Massenproduktion hergestellt wird, kann sich die Fertigungsabteilung an uns wenden. In diesen Fällen arbeiten wir gemeinsam an der Lösung des Problems. Daher halte ich räumliche Nähe für sehr wichtig, um die Qualität zu verbessern.“

Entwicklung und Fertigung arbeiten zusammen, um Fragen und Bedenken von Kunden zu lösen. Diese Beziehung ist zweifellos ein einzigartiger Vorteil des vertikal integrierten Produktionssystems von ROHM. Aber darüber hinaus kann die Begeisterung, die entsteht, wenn sich das Unternehmen in eine Richtung bewegt, dazu beitragen, das „Vertrauen“ der Kunden zu gewinnen.

Verbindung zur „Endbenutzerzufriedenheit“, die über Halbleiter hinausgeht

„Quality First“ ist die Unternehmensmission von ROHM. „Dabei geht es nicht nur darum, Produkte mit guten Eigenschaften zu liefern und in Massenproduktion herzustellen, sondern auch darum, das Vertrauen der Kunden aufzubauen und darüber hinaus die Zufriedenheit der Endverbraucher zu erreichen“, sagt Herr Yamashita, General Manager der LSI Production Division von ROHM Hamamatsu.
„Neulich kam einer unserer Kunden zu uns, um ein neues Adoptionsaudit unserer Teile durchzuführen.
Er sagte, einer der Gründe für die Wahl von ROHM sei nicht nur die Erfüllung der gewünschten Spezifikationen gewesen, sondern auch die Zusammenarbeit mit uns, um sorgfältig auf verschiedene Probleme zu reagieren, die während der Anwendungsentwicklung auftreten.
Deshalb waren wir wirklich froh zu wissen, dass das, was wir jeden Tag tun, Auswirkungen auf unsere Kunden hat.“

<Atsuhiko Yamashita, General Manager, Manufacturing Division 1, LSI Manufacturing Headquarters, ROHM Hamamatsu Co., Ltd.>

Eine Gruppe, die mit jedem einzelnen Produkt Zufriedenheit für die Menschen schafft.
Durch die Verknüpfung unserer einzigartigen Stärken mit dem Kundenfeedback glauben wir, dass wir zu einer neuen Welt beitragen können, die durch Halbleiter der nächsten Generation geschaffen wird. Unser unermüdlicher Kampf um die „Zufriedenheit der Endbenutzer“ geht weiter.

Ein Video auf der Website von ROHM erzählt die Geschichte der Fertigung von ROHM und der Menschen, die sich mit Leidenschaft dafür einsetzen, ihren Kunden gleichbleibend hohe Qualität zu bieten.

Geschichten aus der Fertigung

'Der erste in der Branche, der an sich schon eine Herausforderung darstellte.
https://www.rohm.de/company/about/stories-of-manufacturing/wafer-production

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ROHM Hamamatsu Co., Ltd.
https://micro.rohm.com/en/hamamatsu/