Ausrüstungsgiganten im Wettbewerb um fortschrittliches Packaging

Anfang Oktober erregte eine Nachricht auf dem Kapitalmarkt Aufmerksamkeit: Aus Sorge, dass ASML in den Markt für Hybrid-Bonding-Geräte einsteigen könnte und die Nachfrage nach HBM-bezogenen Geräten sich verzögert, senkte die Bank of America am 6. Oktober das Investmentrating des niederländischen Packaging-Geräteherstellers Besi, wobei der Aktienkurs an diesem Tag um 5,39 % fiel; am nächsten Tag fiel der Aktienkurs von Besi nach einer weiteren Herabstufung durch UBS um weitere 8,49 %, was einem kumulierten Rückgang von rund 13,4 % in nur zwei Handelstagen entspricht. Tatsächlich hat ASML bereits 2025 das TWINSCAN XT:260-Lithographiesystem für fortschrittliches Packaging ausgeliefert, und in diesem Jahr gab es Nachrichten über die Entwicklung von Hybrid-Bonding-Geräten, womit das Unternehmen sein Geschäft schrittweise über die traditionelle Lithografie hinaus ausweitet.

Überblick über die Aktienkursentwicklung von Besi (Quelle: Yahoo)

Gleichzeitig beschleunigen Applied Materials und Lam Research ebenfalls ihre Expansion. Allein in der ersten Oktoberwoche kündigte Applied Materials nacheinander die Vertiefung der Zusammenarbeit mit Besi und Intel an, wobei der Entwicklungsbereich Technologien wie Hybrid-Bonden, TCB, Chip-zu-Panel und Foveros 3D-Packaging abdeckt. Lam Research erweitert hingegen sein Geräteportfolio im Bereich TSV und 3D-Interkonnektionen kontinuierlich auf Basis von Technologien wie Ätzen, Abscheidung und Kupfergalvanik. Im März dieses Jahres berichtete Reuters, dass sowohl Lam Research als auch Applied Materials ein Übernahmeinteresse an Besi gezeigt hätten.

Man erkennt, dass die drei großen Hersteller von Front-End-Geräten entlang verschiedener technologischer Routen in Richtung fortschrittliches Packaging expandieren. Auf der einen Seite dehnen die Giganten der Front-End-Geräte ihr Geschäft aktiv auf das fortschrittliche Packaging aus, auf der anderen Seite werden die traditionellen Marktführer für Packaging-Geräte zu Objekten der Zusammenarbeit, Investitionen und sogar potenzieller Übernahmen. Die ursprünglich relativ klare Aufteilung zwischen Front-End- und Back-End-Prozessen in der Halbleitergeräteindustrie verändert sich auf subtile Weise. Fortschrittliches Packaging wird zu einem neuen Schlachtfeld, auf dem die Giganten der Halbleitergeräteindustrie um Positionen konkurrieren.

Drei Giganten der Front-End-Geräte umzingeln das fortschrittliche Packaging

Tatsächlich wählen Applied Materials, Lam Research und ASML, obwohl alle drei in den Bereich des fortschrittlichen Packaging expandieren, unterschiedliche Ansätze für den Markteintritt.

Applied Materials legt größeren Wert auf Materialtechnik und Prozessintegration und baut durch die Zusammenarbeit mit spezialisierten Herstellern von Packaging-Geräten umfassende Lösungen auf, die mehrere Fertigungsabschnitte abdecken; Lam Research nutzt Technologien wie Ätzen, Abscheidung und Kupferinterkonnektionen, um sich immer mehr Schlüsselprozessschritte im 3D-Integrationsprozess zu sichern; ASML hingegen beginnt zu versuchen, seine im Bereich der Lithografie gesammelten Technologien für nanoskalige Bewegungssteuerung, präzise Ausrichtung und Messung auf Hybrid-Bonding-Geräte zu übertragen.

Diese drei Routen ergänzen sich gegenseitig, können aber im Laufe der technologischen Entwicklung allmählich zu einem direkten Wettbewerb führen.

Applied Materials: Zusammenarbeit mit Besi zum Aufbau einer vollständigen Prozesskette

Betrachten wir zuerst Applied Materials: Die Expansion von Applied Materials im Bereich des fortschrittlichen Packaging dauert tatsächlich bereits viele Jahre an.

Bereits 2020 startete Applied Materials gemeinsam mit Besi ein gemeinsames Forschungsprojekt in Singapur, bei dem seine Technologien in den Bereichen Ätzen, Planarisierung, Dünnfilmabscheidung, Wafer-Reinigung, Mess- und Prüftechnik sowie Partikelkontrolle mit den Fähigkeiten von Besi in den Bereichen präzise Chip-Montage, Interkonnektionen und Baugruppen kombiniert wurden.

Ein repräsentatives Ergebnis der Zusammenarbeit beider Seiten ist das integrierte Kinex-Chip-zu-Wafer (Die-to-Wafer, D2W) Hybrid-Bonding-System. Im Gegensatz zu traditionellen Packaging-Geräten, die sich hauptsächlich auf die Chip-Montage und -Verbindung konzentrieren, versucht Kinex, Prozesse wie Oberflächenbehandlung, Reinigung, Aktivierung und Ausrichtung vor dem Bonden in einen eng vernetzten Fertigungsablauf zu integrieren.

Kinex (Bildquelle: Applied Materials)

Dieses Design hat eine praktische Bedeutung.

Beim Hybrid-Bonden müssen zwei zu verbindende Chips oder Wafer nicht nur eine geometrische Ausrichtung mit extrem hoher Genauigkeit erreichen, sondern auch die Ebenheit, Sauberkeit und den Materialzustand der Bond-Oberfläche gewährleisten. Selbst wenn das Bond-Gerät selbst eine hervorragende Positioniergenauigkeit aufweist, können Partikelverunreinigungen, ungewöhnliche Vertiefungen der Kupferpads oder instabile Oberflächenzustände durch den vorherigen Prozess immer noch Verbindungsfehler verursachen. Die Zusammenarbeit zwischen Applied Materials und Besi zielt im Wesentlichen darauf ab, traditionelle Front-End-Materialtechnik mit Back-End-Präzisionsmontagetechnologien zu kombinieren und die endgültige Ausbeute durch prozessübergreifende Koordination zu verbessern.

Es ist bemerkenswert, dass Applied Materials die technische Zusammenarbeit nicht auf das einzige Unternehmen Besi beschränkt hat. Zuvor arbeitete es auch mit dem österreichischen Wafer-Bond-Gerätehersteller EV Group (EVG) zusammen, um Wafer-zu-Wafer-Bond-Lösungen zu entwickeln.

Die diesjährige Zusammenarbeitserweiterung am 1. Oktober erweitert den Forschungsbereich beider Seiten weiter. Laut offizieller Mitteilung wird Besi ein Innovationspartner des EPIC-Forschungszentrums von Applied Materials im Silicon Valley. In Zukunft werden beide Seiten nicht nur die D2W-Hybrid-Bonding-Technologie weiter vorantreiben, sondern auch gemeinsam die Miniaturisierung des TCB-Prozesses, Chip-zu-Chip, Chip-zu-Panel und neue Integrationsarchitekturen für optische Interkonnektionen erforschen. Das geplante Investitionsvolumen des EPIC-Zentrums beträgt bis zu rund 5 Milliarden US-Dollar, wobei die Investitionen schrittweise im Zuge der Fortschritte der Kundenprojekte umgesetzt werden. Ein wichtiges Ziel dieses Zentrums ist es, Chiphersteller, Geräteanbieter und Materialunternehmen früher in die gemeinsame Forschung einzubeziehen, um den Zyklus zu verkürzen, in dem neue Technologien vom Labor in die Massenproduktion gelangen.

Aus industrieller Sicht bedeutet dies, dass Applied Materials versucht, das fortschrittliche Packaging von einem relativ unabhängigen Back-End-Fertigungsabschnitt in sein umfassenderes Forschungssystem für Materialtechnik zu integrieren.

Und nur fünf Tage später kündigte Applied Materials die Vertiefung der Zusammenarbeit mit Intel an, wobei der Forschungsbereich die nächste Generation von Transistoren, Interkonnektionen auf dem Chip und das fortschrittliche Foveros 3D-Packaging abdeckt.

Diese beiden Kooperationen richten sich scheinbar an unterschiedliche Unternehmen, stehen aber in einem technischen Zusammenhang. Bei 3D-Stapelung gibt es komplexe Wechselwirkungen zwischen der Dichte der Interkonnektionen zwischen den Chips, den Stromversorgungswegen, den Wärmeabfuhrstrukturen und der Materialspannung. Die Leistungsoptimierung der nächsten Generation von Chips lässt sich immer schwieriger allein durch einen einzelnen Abschnitt wie fortschrittliche Herstellungsverfahren, metallische Interkonnektionen oder Packaging erreichen.

Daher liegt der eigentliche strategische Wert für Applied Materials möglicherweise nicht nur darin, mehr Aufträge für Hybrid-Bonding-Geräte zu erhalten, sondern durch die gemeinsame Entwicklung von Front-End- und Back-End-Prozessen früher an der Definition des Herstellungsverfahrens für die nächste Generation von Chips teilzunehmen. Wie Prabu Raja von Applied Materials behauptete: Fortschrittliches Packaging ist nicht mehr nur die physische Montage im Back-End, sondern eine Revolution der Materialtechnik, die Wafer-Ebenen-Genauigkeit und Sauberkeit erfordert.

Lam Research: Vom Ätzen und Abscheiden zur 3D-Interkonnektion

Im Vergleich zum Kooperationsmodell von Applied Materials und Besi hebt die Expansion von Lam Research im Bereich des fortschrittlichen Packaging seine vorhandenen Vorteile bei Prozessgeräten stärker hervor. Lam Research hat in der Vergangenheit eine große Anzahl von Technologien für Hochaspektverhältnis-Ätzen, Dünnfilmabscheidung und metallische Interkonnektionen bei der Herstellung von Logikchips, DRAM und 3D-NAND angesammelt.

Mit der zunehmenden 3D-Entwicklung des fortschrittlichen Packaging erhalten diese Technologien immer mehr Anwendungsfälle. Beispielsweise übernimmt der Through-Silicon-Via (TSV) bei gestapelten 3D-Chips die vertikale elektrische Verbindung zwischen verschiedenen Chipebenen. Um tiefe und schmale Löcher im Siliziumwafer herzustellen, ist eine Ätztechnik mit hohem Aspektverhältnis erforderlich, die die Seitenwandmorphologie der Löcher, die Ätzgleichmäßigkeit und die Fehlerkontrolle so weit wie möglich gewährleistet.

Das tiefe reaktive Ionenätzgerät Syndion von Lam Research ist auf die Anforderungen an das Ätzen tiefer Löcher einschließlich TSV ausgerichtet. Das Ausätzen der Löcher ist jedoch nur der erste Schritt. Nach der Bildung von Isolationsschicht, Barriereschicht und Keimschicht müssen die Löcher durch metallische Abscheidung gefüllt werden, um eine zuverlässige elektrische Verbindung zu bilden. Wenn beim Kupferfüllen Hohlräume, Fugen oder andere Fehler entstehen, kann dies den Widerstand, die Wärmeabfuhr und die langfristige Zuverlässigkeit beeinträchtigen.

Die SABRE 3D-Kupfergalvanikplattform, die Lam Research im Juli dieses Jahres vorgestellt hat, ist genau auf die Anforderungen der Herstellung komplexer metallischer Interkonnektionen im fortschrittlichen Packaging ausgerichtet. Das Unternehmen betont, dass mit der zunehmenden Verfeinerung der Interkonnektionsstrukturen im fortschrittlichen Packaging die Anforderungen an die Gleichmäßigkeit des Metallfüllens und die Hohlraumkontrolle während des Herstellungsprozesses ständig steigen. SABRE 3D bietet durch elektrochemische Abscheidung Metallfüllfähigkeiten für Strukturen wie TSV, Wafer-Level-Packaging und Umverdrahtungsschichten.

Darüber hinaus hat Lam Research auch das VECTOR TEOS 3D-Dielektrikum-Abscheidungsgerät sowie zugehörige Nass- und Abscheideverfahren für großformatige Substrate entwickelt.

Es ist bemerkenswert, dass die Attraktivität des fortschrittlichen Packaging für Lam Research nicht nur im Hybrid-Bonden selbst liegt. Von traditionellem 2,5D-Packaging über 3D-Chip-Stapelung bis hin zu Panel-Level-Packaging erfordern immer mehr Herstellungsschritte präzises Ätzen, Dünnfilmabscheidung und Verfahren für metallische Interkonnektionen – alles Bereiche, in denen Lam Research seit langem tief verwurzelt ist.

Daher besteht die Wettbewerbslogik von Lam Research nicht unbedingt darin, Besi direkt bei der Herstellung von Bond-Geräten zu ersetzen, sondern durch die Erweiterung des Abdeckungsbereichs von Geräten für Schlüsselprozesse mehr Wert in der Lieferkette für fortschrittliche Packaging-Geräte zu erzielen.

Das Interesse des Unternehmens an Bond-Geräten verdient jedoch ebenfalls Aufmerksamkeit. Im März 2026 berichtete Reuters unter Berufung auf informierte Quellen, dass Besi aufgrund seiner Hybrid-Bonding-Technologie von potenziellen Übernehmern beachtet wird, und sowohl Lam Research als auch Applied Materials stünden auf der entsprechenden Liste.

Für Lam Research könnte es, wenn es seine Expansion direkt auf Bond-Geräte ausweiten möchte, schneller eine Marktposition aufbauen, wenn es sich auf professionelle Geräteunternehmen mit bestehender Kundenbasis und Massenproduktionserfahrung stützt, anstatt sich vollständig auf die interne Forschung und Entwicklung zu verlassen.

Bislang haben öffentliche Berichte jedoch nicht bestätigt, dass die entsprechende Übernahmetransaktion endgültig abgeschlossen wurde. Dies zeigt auch, dass der nächste Wettbewerb in der Industrie für fortschrittliche Packaging-Geräte neben technologischer Forschung und Produktverbesserung auch mit Kapitalbeteiligungen, strategischen Kooperationen und sogar industrieller Integration einhergehen kann.

ASML: Von der Lithografie zum Hybrid-Bonden – eine direkte Herausforderung für Besi?

Man erkennt, dass das Geschäft von Applied Materials und Lam Research im Bereich des fortschrittlichen Packaging hauptsächlich aus der horizontalen Erweiterung ihrer vorhandenen Fähigkeiten in der Materialtechnik stammt. Der potenzielle Markteintritt von ASML könnte jedoch einen direkteren Einfluss auf den traditionellen Markt für Hybrid-Bonding-Geräte haben.

Als exklusiver Anbieter von globalen EUV-Lithografiegeräten konzentriert sich das Kern-Know-how von ASML auf Bereiche wie hochpräzise Optik, Bewegungssteuerung, Wafer-Positionierung, Verformungskompensation und nanoskalige Überlagerungsgenauigkeit.

In der Vergangenheit wurden diese Technologien hauptsächlich verwendet, um immer kleinere Schaltungsmuster präzise auf die Waferoberfläche zu übertragen. Beim Hybrid-Bonden muss jedoch ebenfalls ein äußerst kritisches Problem gelöst werden: Wie lassen sich die metallischen Interkonnektionsstrukturen auf zwei Wafern oder verschiedenen Chips präzise ausrichten und während des Bond-Prozesses stabil halten. Daher besteht ein gewisses Maß an Gemeinsamkeit zwischen den ursprünglichen technischen Fähigkeiten von ASML und Hybrid-Bonding-Geräten.

Tatsächlich ist ASML bereits über spezielle Lithografiegeräte in den Markt für fortschrittliches Packaging eingetreten. Auf der jährlichen Hauptversammlung im April 2026 gab ASML bekannt, dass das Unternehmen das erste TWINSCAN XT:260 i-Linien-Lithographiesystem ausgeliefert hat, das speziell für 3D-Integration und fortschrittliches Packaging ausgelegt ist. Im Gegensatz zu EUV-Lithografiegeräten, die hauptsächlich für fortschrittliche Logikfertigungsverfahren verwendet werden, ist das XT:260 auf die speziellen Musteranforderungen im fortschrittlichen Packaging ausgerichtet. ASML weist in seinen Demonstrationsmaterialien darauf hin, dass der Mikro-Bump-Prozess eine große Schärfentiefe erfordert, während das Hybrid-Bonden höhere Anforderungen an die Musterauflösung stellt. Dies bedeutet, dass mit der stetigen Erhöhung der Interkonnektionsdichte im fortschrittlichen Packaging die Lithografie selbst zu einem wichtigen Glied wird, das die Entwicklung der Packaging-Technologie beeinflusst.