Das singapurische Start-up Nexstrom hat in einer Seed-Finanzierungsrunde 12 Millionen Dollar aufgenommen, um Anlagen und Herstellungsverfahren zu entwickeln, die die Produktion zweidimensionaler Halbleitermaterialien direkt auf den in Chipfabriken verwendeten Siliziumwafern ermöglichen. Damit erhöht sich die von dem Unternehmen insgesamt aufgenommene Finanzierung auf 15 Millionen Dollar.
Nexstrom arbeitet an Materialien, die als Übergangsmetall-Dichalkogenide (TMDs) bekannt sind und aus höchstens wenigen Atomlagen bestehen. Die Bezeichnung „zweidimensional“ bedeutet nicht, dass sie vollständig flach sind, sondern verweist auf ihre extreme Dünne, die sie für Forscher interessant macht, die nach Wegen suchen, Transistoren weiter zu miniaturisieren.
Eine Wette auf die Lücke zwischen Labor und Fabrik
Nexstrom zufolge wurde sein als North Star bezeichnetes Produkt dafür entwickelt, TMD-Materialien direkt auf Wafern mit einem Durchmesser von 300 mm beziehungsweise 12 Zoll wachsen zu lassen – den Größen, die bei der kommerziellen Chipfertigung verwendet werden. Ein Teil der Technologie basiert auf der Forschung von Lance Li, dem Mitgründer und leitenden Wissenschaftler, der zuvor bei TSMC die Forschung zu Elektronik jenseits von Silizium leitete und seit 2012 an zweidimensionalen Materialien arbeitet.
Das Problem, das das Unternehmen zu lösen versucht, besteht nicht darin, die Möglichkeit der Materialherstellung im Labor nachzuweisen, sondern den Prozess auf eine größere Fläche zu übertragen und dabei Qualität und Konsistenz zu bewahren. Laut Li können Forscher im Labor kleine, hochwertige Materialien herstellen, jedoch nur in begrenztem Umfang; die Aufgabe von Nexstrom besteht darin, diese industrielle Lücke zu schließen.
Was ändert sich in der Praxis?
Das Unternehmen erklärt, es habe mit seinem neuen 12-Zoll-System Ergebnisse für das Material auf Wafern nachgewiesen und die Arbeit systematisch von zwei auf sechs Zoll große Wafer ausgeweitet. Bis Ende Oktober soll die Arbeit an acht Zoll großen Wafern abgeschlossen werden, während Proben seiner Wafer und Materialien bei nicht namentlich genannten Unternehmen der Branche getestet werden.
Nexstrom wird die Finanzierung nutzen, um seine Technologie zu verbessern und seine Anlagen in Richtung kommerzieller Produktion weiterzuentwickeln. Zudem sollen die Prozesssteuerung und Messkapazitäten ausgebaut, das Team vergrößert und Programme zur Technologiequalifizierung bei potenziellen Kunden unterstützt werden.
Wettbewerb und Einschränkungen
Das Unternehmen arbeitet nicht in einem Vakuum: TSMC, Intel und IMEC entwickeln Verfahren zur Integration zweidimensionaler Materialien in Transistoren, während Unternehmen wie AIXTRON und CDimension sowie weitere Start-ups an verschiedenen Stufen der Fertigungskette arbeiten. TSMC, ASML und IMEC haben kürzlich gezeigt, wie Transistoren aus diesen Materialien im Rahmen eines Integrationsprozesses auf 300-mm-Wafern eingesetzt werden können.
Die zentrale Herausforderung besteht jedoch weiterhin darin, TMD-Materialien gleichmäßig und reproduzierbar über einen vollständigen Wafer hinweg wachsen zu lassen. Nexstrom will seine Technologie an große Chiphersteller verkaufen oder mit ihnen zusammenarbeiten, statt direkt mit ihnen zu konkurrieren. Nach Angaben des Unternehmens werden seine Anlagen vor dem Zeitraum zwischen 2030 und 2035 nicht für die kommerzielle Produktion bereit sein.
Einordnung von certi.news: Die Bedeutung der Finanzierungsrunde liegt nicht in der sofortigen Einführung eines kommerziellen Produkts, sondern in dem Versuch, einen industriellen Engpass zu lösen, der die Nutzbarkeit zweidimensionaler Materialien außerhalb des Labors bestimmen könnte. Dennoch sind die Ergebnisse auf größeren Wafern, die Qualifizierung durch Kunden und die Fähigkeit, die Qualität über Flächen von 300 mm hinweg zu bewahren, allesamt noch nicht abschließend geklärt. Daher bleibt die künftige Wirkung von Nexstrom davon abhängig, ob das Unternehmen die derzeitigen Materialnachweise in einen stabilen und reproduzierbaren Fertigungsprozess überführen kann.