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IDM vs. Fabless vs. Foundry: Geschäftsmodelle der Halbleiterbranche

Ein IDM (Integrated Device Manufacturer, vertikal integrierter Hersteller) übernimmt Entwicklung, Fertigung und Vertrieb selbst. Ein Fabless-Unternehmen besitzt keine eigene Fabrik (Fab), konzentriert sich auf Entwicklung und Vertrieb und lässt die Fertigung von einer Foundry übernehmen. Eine Foundry fertigt im Auftrag Chips, die von anderen Unternehmen entwickelt wurden. Weil der Bau modernster Fabriken und die Entwicklung der Fertigungstechnik enorme Investitionen erfordern, hat sich die Arbeitsteilung zwischen Entwicklung und Fertigung immer weiter durchgesetzt.

MerkmalIDMFablessFoundry
Übernommene SchritteAlles: Entwicklung, Front-End, Back-End und Vertrieb (teils werden Back-End u. Ä. ausgelagert)Entwicklung und Vertrieb. Die Fertigung wird ausgelagertFront-End-Fertigung (Waferfertigung). Teilweise auch Back-End wie fortschrittliches Packaging
Eigene FabrikenJaNeinJa (die Fertigung ist das Kerngeschäft)
Was verkauft wirdHalbleiterprodukte der eigenen MarkeHalbleiterprodukte der eigenen MarkeFertigungsdienstleistungen. Grundsätzlich keine Produkte der eigenen Marke
Wichtigste InvestitionenSowohl Fabriken als auch Forschung und EntwicklungEntwickler, EDA-Tools, IP, Masken- und Prototypkosten. Keine Investitionen in Fabriken nötigFabriken und Entwicklung der Fertigungstechnik. Modernste Fabriken erfordern enorme Investitionen
StärkenEntwicklung und Fertigung lassen sich gemeinsam optimieren; eigene Prozesse und die Kontrolle über die Lieferkette sind leichter umzusetzenKeine Fixkosten für Fabriken, Ressourcen konzentrieren sich auf die Entwicklung, modernste Prozesse können gezielt genutzt werdenAufträge vieler Kunden erhöhen die Auslastung der Fabriken, sodass sich die enormen Investitionen amortisieren
SchwächenBei sinkender Nachfrage belasten die Fixkosten der Fabriken stark; auch die fortlaufenden Investitionen in modernste Prozesse sind eine große LastKapazität und Preise hängen von der Foundry ab; bei ausgelasteter Fertigung ist die Versorgung schwer zu sichernIst Nachfrageschwankungen der Kunden ausgesetzt und muss den Entwicklungswettlauf und die Anlageninvestitionen an der Spitze fortführen
Typische UnternehmenIntel, Samsung Electronics, Texas Instruments, KioxiaNVIDIA, Qualcomm, AMD, Broadcom, MediaTekTSMC, UMC, GlobalFoundries, SMIC
Typische ProduktbereicheSpeicher (DRAM, NAND), Analog, Leistungshalbleiter, Mikrocontroller, CPUsGPUs, SoCs für Smartphones, Kommunikations-ICs, FPGAsVielfältige Chips, vor allem von Kunden entwickelte Logikhalbleiter

Die Zahlenwerte sind typische Größenordnungen und variieren je nach Prozessgeneration und Produkt.

Wann welche Variante?

IDM
Verbreitet in Bereichen, in denen die Fertigungstechnik selbst den Produktunterschied ausmacht. Bei Speichern, Analog- und Leistungshalbleitern liegt die Wettbewerbsfähigkeit darin, Prozess und Design gemeinsam weiterzuentwickeln.
Fabless
Geeignet für Produkte, die sich über Schaltungsdesign oder Software abheben. Da keine eigene Fabrik nötig ist, können auch neue Unternehmen Chips mit modernsten Prozessen herstellen lassen.
Foundry
Übernimmt gebündelt die Fertigung für viele Kunden. Da modernste Fabriken enorme Investitionen erfordern, hat sich die Fertigung modernster Logik bei Foundries konzentriert, die viele Aufträge auf sich vereinen können.
Mischformen und angrenzende Unternehmen
Es gibt auch das Fab-Lite-Modell, bei dem ein Teil in eigenen Fabriken gefertigt und z. B. modernste Produkte an Foundries ausgelagert werden. Das Back-End übernehmen OSATs, die Lizenzierung von Schaltungs-IP übernehmen IP-Anbieter; beide stützen die Arbeitsteilung.

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Fabless und Foundry?

Ein Fabless-Unternehmen entwickelt und verkauft Chips ohne eigene Fabrik, eine Foundry fertigt von anderen entwickelte Chips. Die Arbeitsteilung sieht so aus: Das Fabless-Unternehmen übergibt die Designdaten an die Foundry, und die von der Foundry gefertigten Wafer werden von OSATs u. a. zum Endprodukt verpackt.

Warum hat sich die Arbeitsteilung zwischen Entwicklung und Fertigung durchgesetzt?

Weil der Bau modernster Fabriken und die Entwicklung der Fertigungstechnik enorme Investitionen erfordern und es für ein einzelnes Unternehmen schwierig geworden ist, sowohl bei der Entwicklung als auch bei der Fertigung an der Spitze zu bleiben. Foundries amortisieren ihre Investitionen über die Aufträge vieler Kunden, und Fabless-Unternehmen können sich ohne die Last eigener Fabriken auf die Entwicklung konzentrieren.

Was ist Fab-Lite?

Ein Modell, bei dem ein Teil der Produkte in eigenen Fabriken gefertigt wird, während etwa Produkte, die modernste Prozesse erfordern, an Foundries ausgelagert werden. Es wird häufig von IDMs gewählt, die ihre Investitionen in Fabriken begrenzen wollen, und liegt zwischen IDM und Fabless.

Kann ein Unternehmen mehrere Modelle gleichzeitig verfolgen?

Ja. Samsung Electronics ist ein IDM, das eigene Speicher u. a. fertigt, und betreibt zugleich ein Foundry-Geschäft für Chips anderer Unternehmen. Auch Intel hat ein Foundry-Geschäft gestartet und lässt einen Teil der eigenen Produkte bei externen Foundries fertigen.

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Welche Unternehmensform bezeichnet Halbleiterunternehmen, die Entwurf, Front-End- und Back-End-Fertigung sowie Vertrieb alles im eigenen Haus durchführen?

  1. AIDM (Integrated Device Manufacturer)
  2. BFabless
  3. COSAT
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Antwort: A. IDM (Integrated Device Manufacturer)

Ein IDM (Integrated Device Manufacturer) ist ein Unternehmen, das Entwurf, Fertigung und Vertrieb selbst durchführt. Da Entwurfs- und Fertigungspersonal nahe beieinander sind, lassen sich Prozess und Produkt leicht gemeinsam optimieren, doch sind enorme Investitionen in Fabriken nötig. Häufig ist dies in Bereichen wie Speichern, Leistungshalbleitern und Analogbausteinen, in denen die Fertigungstechnik selbst den Produktunterschied ausmacht. Fabless-Unternehmen besitzen keine Fabrik, OSATs übernehmen Back-End-Aufträge.

Welche Aussage zu „Fabless“-Unternehmen ist richtig?

  1. AUnternehmen, die von Entwurf über Fertigung bis Vertrieb alles im eigenen Haus durchführen
  2. BUnternehmen ohne eigene Fertigungsfabrik, die sich auf Entwurf und Vertrieb spezialisieren
  3. CUnternehmen, die nur die Back-End-Prozesse von Halbleitern im Auftrag übernehmen
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Antwort: B. Unternehmen ohne eigene Fertigungsfabrik, die sich auf Entwurf und Vertrieb spezialisieren

Fabless (fab-less) bedeutet, dass ein Unternehmen keine Fertigungsfabrik (Fab) besitzt. Es konzentriert seine Ressourcen auf Entwurf und Vertrieb und lagert die Fertigung an Foundries sowie Montage und Test an OSATs aus. Da keine enormen Investitionen in Fabriken nötig sind, können auch neue Unternehmen fortschrittliche Produkte auf den Markt bringen, und viele große Anbieter von GPUs und Smartphone-SoCs sind so organisiert. Unternehmen, die von Entwurf bis Fertigung alles selbst durchführen, sind IDMs; Back-End-Aufträge übernehmen OSATs.

Welche Aussage zu einer „Foundry“ in der Halbleiterindustrie ist richtig?

  1. AEin Unternehmen, das sich auf die Auftragsfertigung von Halbleitern spezialisiert, die von anderen Unternehmen entworfen wurden
  2. BEin Unternehmen ohne eigene Fabrik, das sich auf Entwurf und Vertrieb von Halbleitern spezialisiert
  3. CEin Unternehmen, das sich auf den Verkauf von Bauteilen für Halbleiterfertigungsanlagen spezialisiert
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Antwort: A. Ein Unternehmen, das sich auf die Auftragsfertigung von Halbleitern spezialisiert, die von anderen Unternehmen entworfen wurden

Eine Foundry ist ein Unternehmen (oder Geschäftsbereich) der Auftragsfertigung, das Wafer auf Basis der von Kunden entworfenen Schaltungsdaten herstellt. Das 1987 gegründete TSMC etablierte das Modell der reinen Foundry. Da sich fortschrittliche Fabriken, die enorme Investitionen erfordern, von vielen Kunden gemeinsam nutzen lassen, verbreitete sich die Arbeitsteilung mit Fabless-Unternehmen. Ein Unternehmen ohne Fabrik, das sich auf Entwurf und Vertrieb spezialisiert, ist ein Fabless-Unternehmen; Bauteile für Anlagen verkaufen Anlagenzulieferer.

  1. Welcher Hintergrund für die Verbreitung der Arbeitsteilung zwischen Foundry und Fabless ist zutreffend?
  2. Welche Geschäftsform mit begrenzten Investitionen in Fabriken fertigt einen Teil der Produkte in eigenen Fabriken, lässt aber z. B. fortgeschrittene Produkte bei Foundries fertigen?
  3. Welches Beispiel für Produkte, die Fabless-Unternehmen entwerfen, ist zutreffend?
  4. Welches Unternehmen mit Sitz in Taiwan hat als Foundry (Auftragsfertiger für Halbleiter) den weltweit größten Marktanteil?

Übungsfragen zu Halbleiterindustrie und Markt

Wichtige Begriffe erklärt

IDM (integrierter Bauelementehersteller)
Halbleiterunternehmen, das Entwurf, Front-End- und Back-End-Fertigung sowie Vertrieb durchgängig im eigenen Haus abwickelt.
Fabless
Unternehmensform ohne eigene Fertigungsstätte, die sich auf Entwurf und Vertrieb von Halbleitern spezialisiert.
Foundry
Unternehmen bzw. Geschäftsmodell, das auf die Auftragsfertigung von Halbleitern spezialisiert ist, die andere Firmen entworfen haben.
OSAT
Unternehmen, das die Back-End-Prozesse der Halbleiterfertigung wie Montage und Test im Auftrag übernimmt.
MPW (Multi-Project-Wafer)
Verfahren, bei dem Designs mehrerer Kunden gemeinsam auf einem Wafer (einem Maskensatz) für Prototypen gefertigt werden. Die teuren Maskenkosten werden geteilt, daher wird es für Prototypen von Universitäten und Start-ups genutzt.

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