De markt voor halfgeleiders groeit explosief. Zeker in Europa, nu de EU het marktaandeel in de chipsproductie fors wil verhogen. Dit opent perspectieven voor de fabrikanten van slijpmachines. Er zijn wel nog technische drempels die ze moeten nemen.
Met verwachte groeicijfers van meer dan 30 procent per jaar is de halfgeleidermarkt uitgegroeid tot een van de meest aantrekkelijke sectoren voor leveranciers van precisieproductietechnologie. Microchips vormen de ruggengraat van elektrische voertuigen en laadinfrastructuur, maar zijn even onmisbaar in zonnepanelen, windturbines en de volledige communicatietechnologie. Die brede toepassingsbasis vertaalt zich in een structureel groeiende vraag en daarmee in kansen voor machinebouwers die weten wat slijpen is.
Grinding Hub zet voor derde keer schijnwerpers op slijpindustrie
Meer dan waferproductie alleen
De instap in de halfgeleiderwereld beperkt zich niet tot het slijpen van de wafers zelf. Michael Egeter, Vice President Engineering bij het Zwitserse Kellenberger in Goldach, wijst op een tweede groeiroute: de productie van componenten voor de halfgeleiderprocesapparatuur zelf. “Naast de eigenlijke substraatbewerking, het voorbewerken en confectioneren van de ruwe kristallen en het creëren van de basisgeometrie van de wafer, biedt ook het domein van de halfgeleider-procesinstallaties goede mogelijkheden om slijptechnologie en -oplossingen aan te bieden”, zegt Egeter.
In die productiemachines zitten tientallen hoogwaardige mechanische componenten die op nauwkeurigheden in het Ångström-bereik bewerkt moeten worden. Wie als slijpspecialist maatoplossingen kan leveren, plaatst zich een Polepositie bij de klant. Kellenberger heeft daarvoor speciale customizingteams opgericht. “Tailored solutions openen een hoog groeipotentieel, zeker omdat er vaak ook opgeschaald kan worden”, benadrukt Egeter.
Zodra de drempel om Siliciumcarbide (SiC) te slijpen is overwonnen, tekent zich een enorm groeipotentieel af
Siliciumcarbide: veelbelovend maar uitdagend
Als substraatmateriaal wint siliciumcarbide (SiC) snel terrein in de halfgeleiderfabricage. SiC biedt een grotere bandbreedte dan conventioneel silicium, waardoor het halfgeleiderelement kan worden ingezet bij extreme omstandigheden: hoge temperaturen, hoge spanningen en hoge frequenties. Dat maakt SiC bij uitstek geschikt voor vermogenselektronica in elektrische voertuigen en energieconversiesystemen.
Voor slijpspecialisten is dat materiaal echter een andere wereld dan metaal. “We hebben bij slijpers die tot nu toe bijna uitsluitend op metalen materialen hebben gewerkt al een zekere terughoudendheid kunnen vaststellen”, vervolgt Egeter. De verspaningskenmerken van het slijpproces op keramische materialen wijken fundamenteel af van die op staal of aluminium. Zodra die drempel is overwonnen, tekent zich een enorm potentieel af. “SiC heeft zich voor bepaalde vermogensklassen al gevestigd als de absolute benchmark in de halfgeleidersector.”
De 5-assige bewerkingsmachine van Hardinge brengt de bewerkingstijd van SiC-ingots terug van 24 naar 2 tot 3 uren
Tijdwinst in de kristalbewerking
De aanvoerketen voor halfgeleiders staat enorm onder druk. Al de ruwe kristallen die in een hoge-temperatuuroven bij ongeveer 2.400 °C worden gekweekt, vragen twee weken groeitijd voordat ze in een bewerkbare vorm kunnen worden gebracht. De zogenaamde ‘ingot/boule-to-puck’-stap – waarbij het kristalblok wordt omgevormd tot een schijfvormig halfproduct – duurt bij conventionele methoden meer dan 24 uur.
Binnen de Hardinge Groep, waartoe Kellenberger behoort, heeft een multidisciplinair ontwikkelteam van ingenieurs, toepassingstechnici, SiC-brancheexperts en grondstoffleveranciers de inefficiënties in het bestaande SiC-ingotproces in kaart gebracht. Vervolgens hebben ze dit vertaald naar de ontwikkeling van een geautomatiseerde all-in-one 5-assige machine. Hiwermee kunnen alle relevante specificaties en diameters van SiC-ingots worden bewerkt. Dankzij geautomatiseerd laden en lossen daalt de bewerkingstijd per ingot van meer dan 24 uur naar twee à drie uur – een verkorting met een factor tien.
Slijpgereedschappen op het Ångström-niveau
Naast de machine zelf spelen de slijpgereedschappen een cruciale rol in de waferbewerking. Carmine Sileno, productmanager voor de halfgeleidermarkt bij Meister Abrasives in het Zwitserse Andelfingen, ziet de sector als een van de belangrijkste groeisegmenten. “Semicon wordt bij ons beschouwd als een sterk groeiende markt.” Meister Abrasives is samen met het Duitse zusterbedrijf Alfons Schmeier uit Helmbrechts gespecialiseerd in superabrasieve slijpgereedschappen.
De diamantslijpgereedschappen die het bedrijf voor waferoppervlakken ontwikkelde, realiseren oppervlaktekwaliteiten vanaf Ra 5 Ångström; ter vergelijking: een mensenhaar heeft een diameter van 40 tot 80 micrometer, terwijl 1 Ångström gelijk is aan 0,0001 micrometer. Kwaliteitsborging op dergelijke oppervlaktewaarden is enkel nog mogelijk via witlichtinterferometrie of rasterkrachtmicroscopie (AFM).
Met de UltraFine-technologie jaagt Meister Abrasives op een bijkomend doel: “We willen zo fijn mogelijk slijpen om navolgende processtappen te verkorten of bij voorkeur volledig te elimineren”, aldus Sileno. Die insteek richt zich in de eerste plaats op de tijd- en kostenintensieve lappings- en polijstprocessen die standaard volgen op het slijpen. Polijstmiddelen (slurries) zijn duur; hoe groter de waferdoorsnede en hoe langer het polijstproces duurt, des te groter is de besparing die met fijner slijpen te realiseren valt.
De voornaamste technische uitdaging lag in het ontwikkelen van de juiste binding voor het submicron-diamantkorrel (kleiner dan 1 µm). “Precies daarin ligt de kracht van Meister Abrasives: de slijpbelaagstructuur voor elke toepassing gedetailleerd op maat kunnen aanpassen”, stelt Sileno. Het resultaat voor de klant: minder infrastructuur, lagere kosten en een hogere doorvoer.
Europa wil terrein terugwinnen
De Europese Unie heeft als ambitie uitgesproken haar marktaandeel in de halfgeleiderproductie – momenteel 9 à 10 procent – de komende jaren fors te verhogen. De Europese Chips Act moet daartoe de randvoorwaarden scheppen. Voor leveranciers van precisieslijptechnologie vertaalt die politieke inzet zich in grotere volumes en een toegenomen vraag naar hoogwaardige procesoplossingen.
Carmine Sileno ziet daarin een structureel voordeel voor Europese specialisten: “Gezien de sterke dominantie van een klein aantal aanbieders op de wereldmarkt zijn wij als klantspecifiek gepositioneerde leveranciers de voorkeurspartners.” Voor de slijptechnologie staat vast: in de wereld van de halfgeleiders speelt nauwkeurigheid zich af op een niveau waar maar weinig machinebouwers mee kunnen concurreren – en juist dáár liggen de kansen.
GrindingHub vindt plaats van 5 tot en met 8 mei 2026 in Stuttgart. De vakbeurs wordt om de twee jaar georganiseerd door de VDW (Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken) in samenwerking met Messe Stuttgart, met ideëel sponsorschap van Swissmem, de Zwitserse brancheorganisatie voor de machine-, elektro- en metaalindustrie. De vakbeurs verwacht meer dan 430 exposanten uit 28 landen. Nieuw in 2026: gelijktijdig met de GrindingHub worden op het Stuttgarter beurscomplex ook de SurfaceTechnology Germany en de MedtecLIVE gehouden. Eén ticket geeft toegang tot alle drie evenementen.
