Grössere Masken für kleinere Chips: ASML und TSMC bündeln Kräfte

ASML und TSMC haben am 7. September 2026 eine branchenweite Initiative gestartet, die die Halbleiterfertigung von den seit Jahrzehnten üblichen 6-Zoll-Photomasken auf 12-Zoll-Masken umstellen soll. Laut der gemeinsamen Mitteilung der beiden Konzerne soll bis 2031 eine Pilotlinie stehen, ab 2033 sollen die passenden Lithografie-Anlagen in der Serienfertigung fortgeschrittener Chips laufen. Intel Foundry und Samsung Electronics unterstützen den Schritt, SK Hynix prüft eine Teilnahme. Für KI-Chips ist das mehr als Fertigungs-Klein-Klein: Die Maskengrösse bestimmt, wie gross ein einzelner Prozessor überhaupt sein darf.

Die Schablone, durch die jeder Chip entsteht

Eine Photomaske ist die Vorlage, nach der ein Chip gebaut wird – eine Art hochpräzises Dia. In der Lithografie schickt die Maschine Licht durch diese Maske und projiziert das Muster verkleinert auf eine Siliziumscheibe, den Wafer. Was auf der Maske steht, landet auf dem Chip. Das Format dieser Masken – 6 Zoll Kantenlänge, also gut 15 Zentimeter – ist seit Jahrzehnten Industriestandard. Genau diesen Standard will die neue Initiative kippen.

Schärfer sehen, kleineres Bild

High NA steht für «high numerical aperture», also eine hohe numerische Apertur. Vereinfacht: Die Optik der Belichtungsmaschine sammelt Licht aus einem grösseren Winkel und kann dadurch feinere Strukturen abbilden – die Voraussetzung für die nächsten Chip-Generationen. Der Haken: High-NA-Maschinen arbeiten laut Reuters mit einer kleineren Maske und stossen deshalb an eine Grenze, wie gross ein Chip sein darf, den sie am Stück belichten können. Grosse Chips müssen aus mehreren Belichtungen zusammengesetzt werden. Im Fachjargon heisst das Stitching – und es kostet Zeit, Ausbeute und Geld. Mit 12-Zoll-Masken fällt dieser Zwang weg; ASML und TSMC nennen als Ziele ausdrücklich höhere Fab-Produktivität, tiefere Fertigungskosten und den Wegfall der Stitching-Beschränkung.

800 Quadratmillimeter sind das Dach

Warum dich das angeht, auch wenn du nie eine Chipfabrik von innen siehst: Heutige EUV-Maschinen können laut Reuters einen Chip von rund 800 Quadratmillimetern am Stück belichten – und Firmen wie Nvidia und Google designen ihre Rechenzentrums-Beschleuniger bis genau an dieses Limit. Die Maskengrösse ist damit eine physikalische Obergrenze für die Rechenleistung pro Chip. Wer sie anhebt, verschiebt die Decke für die grössten KI-Chips – und drückt die Stückkosten im gesamten KI-Ausbau.

40 Prozent mehr Durchsatz, sieben Jahre Vorlauf

Wie viel das bringt, beziffert ASML-Technikchef Marco Pieters gegenüber Reuters:

«Wenn wir das als Industrie hinkriegen, dann steigt die Produktivität dieser Systeme um 40 Prozent.»

Der Zeitplan ist allerdings lang. Intel setzt High NA bereits produktiv ein. Samsung will die Technik laut eigener Mitteilung 2028 als erster Hersteller überhaupt in die DRAM-Serienfertigung bringen, TSMC ab 2030 in fortgeschrittenen Fertigungsprozessen. SK Hynix nennt gegenüber Reuters ebenfalls 2028 für High-NA-EUV in der DRAM-Massenfertigung. Die 12-Zoll-Masken selbst kommen erst danach – und bislang sind es Absichtserklärungen, keine Auslieferungstermine.

Villigen sitzt am Nadelöhr

Auch die Schweiz hängt an dieser Kette. Am Paul Scherrer Institut in Villigen betreibt die Gruppe «Advanced Lithography and Metrology» an der Swiss Light Source die Beamline XIL-II – nach PSI-Angaben eine weltweit führende Anlage für EUV-Interferenzlithografie, Photolack-Tests sowie Photomasken- und Waferinspektion. In einer gemeinsamen SPIE-Publikation von PSI und ASML ist von einem gemeinsamen Forschungsprogramm zur Charakterisierung von EUV-Photolacken die Rede, ausdrücklich mit Blick auf High NA. 2024 erreichte ein PSI-Team an derselben Anlage Strukturen mit nur 5 Nanometern Abstand in einer einzigen Belichtung. Und im st. gallischen Haag baut die VAT Group die Vakuumventile, ohne die eine EUV-Maschine gar nicht erst laufen würde – VAT nennt ASML auf der eigenen Website als einen der Hersteller, deren Anforderungen die Entwicklung dieser Ultrahochvakuum-Technik treiben.