Jim Keller will eine Wafer-Fabrik bauen.

Laut Berichten aus ausländischen Medien, die auf entsprechende Informationen verweisen, hat das Halbleitertools-Startup Atomic Semi, gegründet von Chiparchitekt Jim Keller und DIY-Herstellungsvorreiter Sam Zeloof, seinen Namen in Fab2 geändert und seinen Betriebszentrum nach Texas verlagert. Diese Umbenennung zielt darauf ab, das Unternehmen um das von ihnen als "fab fab" bezeichnete Konzept zu erneuern, nämlich eine Fabrik, die kleine Halbleiterwaferfabriken und deren interne Werkzeuge in Massenproduktion herstellt.

Es ist bekannt, dass Jim Keller einer der einflussreichsten Chiparchitekten der globalen Halbleiterindustrie ist. Er hat an der Entwicklung mehrerer Generationen von Schlüsselprozessoren beteiligt oder diese geleitet, darunter die K8- und Zen-Architekturen von AMD sowie die Apple A4/A5-Chips. Er hat in verschiedenen wichtigen technischen Positionen bei AMD, Apple, Tesla, Intel und anderen Unternehmen gearbeitet. Derzeit ist er CEO von Tenstorrent und konzentriert sich auf die Entwicklung von KI-Chips und RISC-V-Prozessoren. Er wird von der Branche als einer der repräsentativen Personen für die Entwicklung moderner CPU und KI-Berechnung gefeiert.

Aber mit der Gründung von Atomic Semi begibt sich dieser legendäre Mann, dessen Karriere größtenteils um Chips kreist, auf eine neue Reise.

Das aufsehenerregende Atomic Semi - hat OpenAI investiert?

Als Partner von Jim Keller ist Sam Zeloof auf YouTube und X recht bekannt. Über die Jahre hat er seine spannenden Erfahrungen bei der Herstellung von Chips in seiner Garage dokumentiert. Aber die meisten Menschen wissen nicht, dass Zeloof ständig bemüht ist, diese Technologie auf die nächste logische Stufe zu bringen.

Im Jahr 2023 gab es endlich neue Fortschritte. Denn es gab Meldungen, dass Zeloof zusammen mit dem erfahrenen Ingenieur Jim Keller das Startup Atomic Semi gegründet hat, das sich auf die Chipherstellung konzentriert. Informierte Personen sagen, dass das Unternehmen ein "stark" vereinfachtes und miniaturisiertes Halbleiterherstellungsverfahren anwendet und mit prototypischen integrierten Schaltungen innerhalb von Stunden "kostengünstigere" Chips herstellen kann, während das herkömmliche Verfahren Monate dauert.

Das Startup dieser beiden Partner hat auch die Aufmerksamkeit von Investoren erregt. Informierte Personen geben bekannt, dass der OpenAI-Gründerfonds derzeit intensive Verhandlungen über die Investition in Atomic Semi führt und daran interessiert ist, an der Seed-Runde des Unternehmens mit einer Kapitalerhebung von etwa 15 Millionen US-Dollar und einem Unternehmenswert von 100 Millionen US-Dollar teilzunehmen. Da die Informationen noch nicht veröffentlicht wurden, verlangen diese informierten Personen die Anonymität.

Informierte Personen sagen, dass Fred Ehrsam, der Gründer des Kryptofonds Paradigm, Nat Friedman, der ehemalige CEO von GitHub, und der bekannte Angel-Investor Naval Ravikant ebenfalls Kontakt mit Atomic Semi aufgenommen haben, um Investitionsmöglichkeiten zu suchen.

Sie erklären, dass die Verhandlungen noch nicht abgeschlossen sind und die Transaktionsbedingungen sich ändern können. OpenAI weigert sich, zu kommentieren. Zeloof hat keine Stellungnahme zur Anfrage gegeben.

Das Vorhandensein dieses Startups, die Partnerschaft zwischen den beiden und ihre Kapitalerhebungstätigkeiten wurden bisher noch nicht berichtet.

Wenn man die früheren Informationen betrachtet, findet man nicht viel über das Unternehmen. Aber bei ihrer Stellenausschreibung haben sie angegeben, dass eines der Ziele von Atomic Semi die Vereinfachung des Herstellungsprozesses von Waferfabriken ist. Dazu muss das Unternehmen eigene Geräte entwickeln. Um dieses Ziel zu erreichen, haben sie Mitarbeiter für die Prototypenentwicklung von Lithographiesystemen, Abscheidungsgeräten, Vakuumkammern, Präzisionsbewegungskontrollsystemen, Plasmareaktoren und anderen Geräten eingestellt.

Sie suchten auch einen "Full-Stack-Ingenieur" - Dieser wird diese Geräte von der mechanischen und elektronischen Ingenieursicht aus entwerfen, zusammenbauen und testen. Neben diesen Fähigkeiten ist auch eine solide theoretische Grundlage von entscheidender Bedeutung. Man braucht jemanden, der über ein tiefes Verständnis von Optik, Flüssigkeiten, Wärmeübertragung, Physik und Chemie verfügt.

"Als Hardwareingenieur bei Atomic Semi muss man auch neue elektromechanische Geräte unter streng kontrollierten Bedingungen zusammenbauen, prüfen, testen und einstellen. Man wird für den Aufbau neuer Systeme verantwortlich sein und fertige Produkte mit maßgeschneiderten Lösungen (z. B. Bewegungspaltformen und Messgeräten) integrieren." So heißt es in der Stellenausschreibung des Unternehmens.

Aus einem Bericht der South China Morning Post kann man einige technische Details von Atomic Semi erfahren.

Anfang dieses Jahres berichtete die South China Morning Post, dass der erfahrene Chipherstellungsingenieur Xu Zhenpeng in Atomic Semi ein Team geleitet hat, das an der Entwicklung von 3D-Drucktechnologie arbeitet, um die Chipherstellung schneller und kostengünstiger zu machen als die herkömmlichen Methoden, die sperrige, multimillionenwerte Maschinen verwenden. Laut Angaben hat Dr. Xu im Jahr 2023 seinen Doktorgrad an der University of California, Los Angeles (UCLA) erhalten und ist ein aufstrebender Star auf dem Gebiet des 3D-Drucks mit großer Fläche und Mikrometergenauigkeit - eine Technologie, die immer häufiger in der Chipherstellung eingesetzt wird.

Nach Xu's GitHub-Seite konzentriert sich seine Forschung hauptsächlich auf die Entwicklung fortschrittlicher 3D-Druckmethoden und Materialien zur Schaffung funktioneller Strukturen für die nächste Generation von Elektronikgeräten. Das Team, in dem Xu arbeitet, hat Anfang 2025 eine Studie veröffentlicht, in der detailliert beschrieben wird, wie sie ultraleichte Antennen 3D-gedruckt haben - jede Antenne ist 100 Mal dünner als ein menschliches Haar - diese Antennen können in 5G/6G-Netzen, tragbare Geräte und kompakte Luft- und Raumfahrt-Systeme wie Kubiksatelliten eingesetzt werden. Xu und seine Mitarbeiter haben in einer anderen Studie im vergangenen Jahr angegeben, dass sie mit der 3D-Drucktechnologie Kohlefaser-Gitter hergestellt haben, die ihre eigene Spannung und Schäden wahrnehmen können. Diese leichten Netzstrukturen könnten Ingenieuren helfen, intelligentere Auto-Teile oder selbstüberwachende Infrastrukturen zu bauen.

Obwohl man keine weiteren Informationen gefunden hat, hat man durch die Umbenennung des Unternehmens in Fab 2 ein tieferes Verständnis von Jim Kellers Startup.

Das Unternehmen ändert den Namen in Fab2 und startet eine revolutionäre Aufgabe

Wie am Anfang des Artikels erwähnt, hat Atomic Semi seinen Namen in Fab2 geändert.

Laut Angaben auf der offiziellen Website ist das Fab2-Team alles zu bewältigen. Wir entwickeln und produzieren alle Hardware- und Softwarekomponenten, die für die Chipherstellung benötigt werden, und bauen Waferfabriken, Werkzeuge und Komponenten selbst. Dann nutzen wir Automatisierungstechnologien, um innovative Prozessingenieurwissenschaften voranzutreiben.

Sie geben in ihrer offiziellen Website weiter an, dass die Chipherstellung schnell und effizient sein sollte. Dies beginnt mit den richtigen Komponenten: Pumpen, Ventile, Sensoren, nanometerpräzise Aktoren, Leiterplatten. In ihrer Ansicht gibt es diese idealen Komponenten für Waferfabriken nicht, also bauen sie sie selbst, montieren diese Komponenten zu Maschinen, die Maschinen zu Waferfabriken und produzieren schließlich in ihrer eigenen Waferfabrik in Massen.

Sie sind überzeugt, dass eine fortschrittliche, softwaredefinierte Waferfabrik alles drucken kann. Aber um dieses Ziel zu erreichen, brauchen Sie auch eine ebenso schnelle Entwurf-Software. Dazu haben sie Studio entwickelt, ein modernes, browserbasiertes kollaboratives EDA-Tool, das auf die Geschwindigkeit der Waferfabrik abgestimmt ist.

Mit anderen Worten, Fab2 verfolgt nicht den Ansatz, 300-Millimeter-Wafer in eine riesige Produktionslinie zu schicken, sondern zielt auf kleine, softwaredefinierte Waferfabriken ab, die Chips herstellen können, die viel kleiner als die Wafer sind, und Prototypen innerhalb von Stunden herstellen können.

Der größte Unterschied zwischen Fab2 und herkömmlichen Waferfabriken liegt nicht nur in der Verwendung von Elektronenstrahllithographie, sondern auch in dem Versuch, die gesamte Bauweise von Waferfabriken neu zu definieren. Die gegenwärtige Halbleiterherstellung ist auf zahlreiche Gerätehersteller wie ASML, Applied Materials, Lam Research, KLA und andere angewiesen, die zusammen eine riesige und komplexe Produktionslinie bilden. Jede Waferfabrik erfordert Investitionen von Milliarden von US-Dollar und mehrere Jahre Bauzeit. Fab2 hingegen möchte eine "softwaredefinierte Waferfabrik" schaffen, die nicht nur eigene Herstellungsgeräte entwickelt, sondern auch Infrastrukturen wie Kammern, Vakuumpumpen, Gasleitungen, Ventile, Heizungen und andere abdeckt und den gesamten Herstellungsprozess über eine einheitliche Softwareplattform steuert, um die Waferfabrik zu einem standardisierten Produkt zu machen, das schnell repliziert und eingesetzt werden kann.

Aus den auf der offiziellen Website formulierten Konzepten wie "Fab2 prints chips, prints fabs, prints masks" geht hervor, dass das Ziel von Fab2 über die reine Chipherstellung hinausgeht. Es möchte eine Plattform schaffen, die in der Lage ist, "Waferfabriken zu produzieren". Im herkömmlichen Modell muss nach der Fertigstellung des Chipentwurfs ein komplexer Prozess durchlaufen werden, der das Herstellen von Testchips, die Maskenherstellung und die Produktionseinschätzung in einer Fabrik umfasst. Fab2 möchte jedoch die Entwurf-, Herstellungs- und Gerätekontrolle stark integrieren, um die Chipherstellung der Softwareentwicklung ähnlicher zu machen und eine schnelle Entwurf, Herstellung und Validierung zu ermöglichen, wodurch die Entwicklungszeit erheblich verkürzt wird. Dies stimmt gut mit der Entwicklungstrend der Software-defined Manufacturing in den letzten Jahren überein und repräsentiert eine flexiblere und modularere Herstellungsmethode für Halbleiter.

Aber dieser Ansatz ist auch mit großen Herausforderungen verbunden. Erstens hat die Elektronenstrahllithographie, die Punkt für Punkt schreibt, im Vergleich zur EUV-Lithographie, die ein ganzes Gebiet auf einmal belichtet, eine natürliche Nachteil bei der Durchsatzleistung. Daher eignet sie sich eher für die Prototypenentwicklung und die Kleinserienproduktion, aber es ist schwierig, die Massenproduktion von fortschrittlichen Logikchips zu erfüllen. Zweitens liegt die echte Schwelle der Waferherstellung nicht nur in den Geräten, sondern auch in der Prozesskonsistenz, der Ausbeutekontrolle und der langfristigen stabilen Betriebsfähigkeit, die alle Jahrzehnte an Prozesserfahrung erfordern. Darüber hinaus versucht Fab2 fast, eine Vielzahl von Kerngeräten in der Waferfabrik neu zu entwerfen. Dies bedeutet, dass es nicht nur das herkömmliche Waferfabrikmodell herausfordert, sondern auch die gesamte Halbleitergeräteindustrie. Die technische Komplexität ist weit höher als die Entwicklung eines neuen Geräts.

Deshalb liegt die bemerkenswerte Bedeutung von Fab2 vielleicht nicht darin, dass es in kurzer Zeit große Waferfabriken wie TSMC ersetzen kann, sondern dass es möglicherweise ein neues Herstellungsmodell eröffnen kann. Wenn sich in Zukunft zeigt, dass dieses Modell ausreichend zuverlässig und wirtschaftlich ist, wird es für Forschungseinrichtungen, Chip-Startups, Verteidigungs-Elektronik und die Kleinserienproduktion von ASICs eine schnellere und kostengünstigere Alternative zur herkömmlichen Testchipherstellung bieten und die Halbleiterherstellung von "großen Infrastrukturen" zu einer "modularen, softwaredefinierten Plattform" vorantreiben.

Es ist erwähnenswert, dass japanische Unternehmen bereits mini-Fabriken propagiert haben, was uns vielleicht eher vertraut ist.

Die Inspiration von den japanischen mini-Fabriken

Schon im Jahr 2020 haben wir berichtet, dass Yokogawa Electric das erste japanische AIST-Mini-Waferfabriken-Projekt in die Produktion gebracht hat. Es verwendet 0,5-Zoll-Wafer und kann ohne Reinraum betrieben werden. Laut Informationen entstand die Mini-Waferfabrik am National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) in Tsukuba, Ibaraki. Der Startpreis dieser Fabrik beträgt nur 500 Millionen Yen (etwa 30 Millionen Yuan).

Laut der japanischen offiziellen Aussage ist die Notwendigkeit einer solchen mini-Fabrik darauf zurückzuführen, dass der schnelle Fortschritt des Internets der Dinge (IoT), Big Data und Künstlicher Intelligenz (KI) die Eigenschaften der Branche stark verändert hat. Dies wird auch als "Vierte Industrielle Revolution" bezeichnet. In dieser Situation werden Halbleiter immer häufiger in einer Vielzahl von Geräten für Information und Kommunikation, Speicher, optische und drahtlose Komponenten, Sensoren, Aktoren und andere eingesetzt, und ihre Anwendungsbereiche werden immer breiter, wie z. B. Gesundheit und Medizin, Automobil und Verkehr, Umwelt und Energie, Bildung und andere.

Die Mini-Waferfabrik kann eine flexible Herstellungsmethode bieten, die besonders für die Produktion von Halbleitern in kleinen Serien mit hoher Variationsbreite geeignet ist. Dies ist auch für die neuen IoT-Anwendungen in der Welt der vierten industriellen Revolution geeignet.

Bezüglich der Frage, warum das Konzept der Mini-Waferfabrik entwickelt wurde, hat Hitoshi Harano vom National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) in einem Interview erwähnt: "Die Massenproduktion (von Computerchips) ist zum Hauptstrom des herkömmlichen Herstellungssystems geworden. Aber diese Methode hat mich seit langem nicht zufrieden gestellt. Jetzt ist der globale Trend hin zu mehr benutzerorientierten Anwendungen, und in den Augen vieler Menschen wird die immer geringere Produktivität und Auslastung des alten Systems offensichtlich. Deshalb haben wir beschlossen, ein fortschrittliches System aufzubauen, das effektiv auf die Produktion in kleinen Serien mit vielen Projekten anstatt auf die Massenproduktion reagieren kann. Dieses neue System verkleinert nicht nur die Größe der Herstellungsgeräte, sondern auch die Gerätekosten und schafft eine gemeinsame Grundlage für das System, indem es gemeinsame Prozesse oder Maschinenteile sucht und standardisiert. Jetzt führt diese Arbeit eine Herstellungsrevolution an, die bisher nie in Frage gestellt wurde."

Angesichts verschiedener Faktoren hat das japanische Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie im Jahr 2012 die Investition in das Mini-Waferfabrik-Projekt initiiert. Insgesamt 140 Unternehmen haben daran teilgenommen. Am 1. April 2016 wurde die vollständige Vorproduktionsausrüstung für Halbleiter eingeführt und von Yokogawa Solution Services, einer Tochtergesellschaft der japanischen Industriegerätehersteller Yokogawa Electric, verkauft. Die Nachproduktionsausrüstung soll bis 2018 fertiggestellt werden. Es wird erwartet, dass der Umsatz von diesen Geräten bis 2020 5 Milliarden Yen (etwa 47 Millionen US-Dollar) erreichen kann.

In diesem Produktionssystem haben die eleganten Herstellungsmaschinen etwa die Größe eines Getränkeautomaten, aber jeder hat die Funktionen des Reinigens, Heizens, Belichtens und anderen. Jede Maschine entspricht einer Halbleiterherstellungslinie. Eine "Mini-Waferfabrik"-Produktionslinie benötigt eine Mindestfläche von etwa zwei Tennisplätzen, was nur ein Hundertstel der Fläche einer 12-Zoll-Waferfabrik ist.

Die Mini-Waferfabrik benötigt keinen Reinraum. Es ist bekannt, dass ein Halbleiterchip als fehlerhaft gilt, wenn er mit Staubpartikeln größer als 0,1 Mikrometer kontaminiert ist. Deshalb muss die Herstellungsumgebung eine extrem hohe Reinheit aufweisen.

Eine Forschungsstudie des AIST zeigt auch, dass große Waferfabriken für die Massenproduktion