EUV

Computerchips entstehen, indem winzige Muster auf runde Siliziumscheiben belichtet werden – ähnlich wie bei einer Fotografie, nur millionenfach kleiner. Je kürzer die Lichtwelle ist, mit der man belichtet, desto feiner können diese Muster ausfallen. EUV ist die Abkürzung für extrem ultraviolettes Licht, eine Strahlung, die für das menschliche Auge unsichtbar ist. Ihre Wellenlänge beträgt 13,5 Nanometer, also etwa ein Vierzigtausendstel der Dicke eines Haares. Bis dieses Licht industriell nutzbar wurde, vergingen rund zwanzig Jahre Forschung. Heute stecken in fast jedem neuen Smartphone Chips, die mit EUV belichtet wurden.

Der Flaschenhals der gesamten Chipindustrie

Ohne EUV gäbe es die schnellsten Prozessoren von heute nicht. Vorher belichtete man mit Licht der Wellenlänge 193 Nanometer, also mit deutlich gröberen Wellen. Um damit trotzdem feine Strukturen zu erzeugen, musste dieselbe Scheibe mehrfach hintereinander belichtet werden. Das kostete Zeit, erzeugte Ausschuss und stieß irgendwann an eine Grenze. EUV schafft in einem Durchgang, wofür früher vier Schritte nötig waren.

Besonders brisant ist die Marktlage. Weltweit baut nur ein einziges Unternehmen EUV-Maschinen: der niederländische Konzern ASML. Eine Maschine kostet zwischen 150 und 400 Millionen Euro und wird in mehreren Frachtflugzeugen ausgeliefert. Wer keine bekommt, kann keine modernsten Chips fertigen. Damit ist eine technische Frage zu einer politischen geworden.

Die Europäische Union und die USA haben den Export dieser Maschinen nach China stark eingeschränkt. Chinesische Hersteller können deshalb bei den feinsten Fertigungsstufen derzeit nicht mithalten. Wenn in Wirtschaftsnachrichten von einem Chipkrieg die Rede ist, geht es sehr oft genau um diese Geräte.

Wie man Licht aus Zinntropfen erzeugt

EUV-Licht lässt sich nicht einfach mit einer Lampe erzeugen. In der Maschine fallen pro Sekunde etwa 50.000 winzige Tröpfchen aus flüssigem Zinn durch eine Kammer. Jedes Tröpfchen wird von einem Laser zweimal getroffen: Der erste Schuss plattet es zu einer Scheibe, der zweite verdampft es. Dabei entsteht ein extrem heißes Plasma, also ein Gas aus geladenen Teilchen, das EUV-Strahlung abgibt.

Ein zweites Problem ist die Lenkung des Lichts. EUV wird von jedem Material verschluckt, auch von Glas und sogar von Luft. Normale Linsen funktionieren deshalb nicht. Stattdessen arbeitet die Maschine mit Spiegeln, die aus rund hundert hauchdünnen Schichten bestehen. Diese Spiegel sind die glattesten von Menschen gefertigten Objekte überhaupt. Der gesamte Strahlengang liegt im Vakuum, weil sonst nichts ankäme.

Am Ende bleibt von der eingesetzten Energie nur ein Bruchteil übrig. Eine Maschine verbraucht etwa so viel Strom wie mehrere hundert Haushalte. Trotzdem rechnet sich das, weil pro Stunde weit über hundert Siliziumscheiben belichtet werden. Auf jeder davon sitzen hunderte Chips.

Wo EUV in Produkten und Schlagzeilen auftaucht

Direkt sehen wird man eine EUV-Maschine nie. Ihre Ergebnisse benutzt man aber täglich. Die Prozessoren aktueller iPhones, moderne Notebook-Chips und die Grafikprozessoren, auf denen KI-Modelle trainiert werden, entstehen alle mit EUV-Belichtung. Fertigen lassen sie sich nur in wenigen Fabriken, vor allem in Taiwan, Südkorea und zunehmend in den USA.

In den Finanznachrichten begegnet einem der Begriff oft im Zusammenhang mit Nanometer-Angaben wie 3 nm oder 2 nm. Diese Zahlen sind heute eher Marketingnamen für Fertigungsstufen als echte Maße. Ein häufiger Irrtum ist außerdem, EUV sei selbst ein Chip oder eine Technologie im Chip. Tatsächlich ist es nur das Werkzeug zur Herstellung.

Aktuell diskutiert die Branche die nächste Ausbaustufe, High-NA-EUV genannt. Sie nutzt größere Spiegel und bildet dadurch noch feinere Strukturen ab. Erste Geräte stehen seit 2024 bei Intel und anderen Herstellern. Wer Meldungen über Lieferzahlen von ASML liest, erfährt daraus ziemlich genau, wie es der gesamten Halbleiterindustrie geht.