Vom Wernerwerk zum Campeon
Sternstunden von Siemens Halbleiter und Infineon



Dieses Buch ist leider vergriffen.
Vorwort

Die Entwicklung von Halbleitern ist eine der spannendsten Geschichten, die in den vergangenen Jahrzehnten geschrieben wurde. Die Welt, wie wir sie heute kennen, wäre ohne Halbleiter nicht möglich. Denken wir nur an Smartphones, erneuerbare Energien, E-Mobility oder moderne Hochgeschwindigkeitszüge. Eine treibende Kraft dieses Fortschritts ist heute mit dem Fokus auf Energieeffizienz, Mobilität und Sicherheit die Infineon Technologies AG, hervorgegangen aus der Siemens Halbleitersparte mit ihren zahlreichen Pionierleistungen. 

Jörg Berkner hat die Höhen und Tiefen, die großen Erfolge und auch manche Geschichte hinter der Geschichte der Halbleiterentwicklung umfangreich recherchiert. Infineon begrüßt seine Initiative. Denn die Geschichte ist es wert, einem breiteren Publikum erzählt zu werden. 
Kontroverse Momente hat der Autor nicht ausgespart. Solche Situationen sind ein Grundelement einer dynamischen Branche im ständigen Wandel. Bei kaum einer Industrie wurden solche technologischen Sprünge realisiert wie bei Halbleitern, bei kaum einer Industrie kam es immer wieder zu solch schnellen Umbrüchen. Diese Tatsache sollte uns dieses Buch bewusst machen - egal, ob wir die Ableitungen von Jörg Berkner teilen oder darüber genauso leidenschaftlich diskutieren wollen, wie der Autor darüber berichtet. Der Blick in die Vergangenheit ist immer ein persönlicher.
Nur wer seine Geschichte kennt und bedenkt, hat ein festes Fundament für seine Zukunft. Die Kultur in einem Unternehmen entsteht durch die gemeinsame Geschichte.

Ich wünsche „Vom Wernerwerk zum Campeon“ viele Leser.

Dr. Reinhard Ploss
CEO Infineon Technologies AG
München, im Oktober 2013

´w2c




1 Einleitung
Die Entwicklung von Halbleiter-Bauelementen bei Siemens begann vor rund 70 Jahren, denn schon 1942 wurden im Berliner Wernerwerk für Funktechnik erste Forschungsarbeiten zur Herstellung von sogenannten Richtleitern durchgeführt. Diese Hochfrequenz-Gleichrichter wurden auf der Basis des Halbleiterelementes Germanium hergestellt. Heute wird von Infineon, der 1999 ausgegliederten Siemens-Halbleitersparte, ein weites Spektrum von Halbleiterbauelementen für die Industrieelektronik, Energietechnik, Automobiltechnik, Sicherheitstechnik und für die Unterhaltungselektronik produziert.
70 Jahre Forschung, Entwicklung und Produktion auf dem Gebiet der Halbleitertechnik bereicherten die Siemens-Halbleitergeschichte um eine große Zahl von Erfindungen, die oft zu neuen, erfolgreichen Technologien und Produkten wurden, also zu Innovationen im eigentlichen Sinne.

Diese Sternstunden kamen immer dann zu Stande, wenn es gelang, drei Faktoren zusammen zu bringen: Die innovative Idee des Ingenieurs, die ausdauernde Förderung durch den Manager und die zahlungskräftige Nachfrage des Kunden. Vom MESA-Transistor bis zum MEGA-Projekt – immer wieder lässt sich nachvollziehen, dass diese Faktoren dafür entscheidend waren, ob aus einer Idee eine Sternstunde oder eine Sternschnuppe wurde. Da man auch aus letzteren lernen kann, werden in diesem Buch auch einige dieser Beispiele genannt.

Im Mittelpunkt dieses Buches sollen aber die Sternstunden stehen und darüber hinaus die Menschen, die entscheidend daran mitgewirkt haben. Eine Reihe von Personen wird daher in diesem Buch Erwähnung finden, sei es durch Nennung des Namens oder durch Zitate oder in Form einer Kurzbiografie. Der Autor ist sich durchaus bewusst, dass bei dieser Vorgehensweise eine gewisse Ungerechtigkeit unvermeidlich ist, zumal Innovationen in der Halbleiterindustrie immer auch eine Kollektivleistung sind. Jedoch schien ihm diese Darstellung als am besten geeignet, die Geschichten zu erzählen, die schließlich die Siemens-Halbeiter- und Infineon-Geschichte ausmachen. Die Erwähnung oder Nichterwähnung von Personen soll also in keinem Fall als Wertung verstanden werden. Auch bei den Technologien und Bauelementen, die in diesem Buch Berücksichtigung fanden, war eine Beschränkung unvermeidlich, ebenso bei den Standorten.
Der Autor hofft, dass das Ergebnis für den Leser vor allem eines ist: interessant und lesenswert.

w2c

2 Die Gründung der Halbleiterfabrik



In diesem Kapitel werden die Umstände der Gründung der Siemens Halbleiterfabrik dargestellt. Den Beginn des Aufbaus der Halbleitersparte bei Siemens kann man auf den Tag genau feststellen: Am 4. April 1952 wurde in einem internen Rundschreiben der Beschluss zur Gründung einer Halbleiterfabrik bekannt gemacht. Darin hieß es zur Begründung: „Die Halbleiter gewinnen für die gesamte Nachrichtentechnik immer mehr an Bedeutung."
Der erste Direktor der Siemens Halbleiterfabrik war Dr. Karl Siebertz. Der Beschluss vom April 1952 zur Gründung einer Halbleiterfabrik fand schon im Mai des gleichen Jahres seine Bestätigung durch die Ergebnisse einer bedeutenden Halbleitertagung in den USA, dem Transistorsymposium der Bell-Laboratorien in Murray Hill.Etwa 150 Gäste waren zu diesem Symposium eingeladen, darunter auch vier Teilnehmer der Siemens & Halske AG: Prof. Günther, Dr. Henninger, Dr. Siebertz und Prof. Welker.
Die neue Fabrik gehörte zunächst zum 1949 gegründeten Wernerwerk für Radiotechnik (WWR) mit Sitz in Karlsruhe. Als Standort wurde daher zunächst Karlsruhe gewählt. Doch noch im selben Jahr wurde entschieden, die Halbleiterfabrik nach München zu verlegen.
KarlSiebertz*
 3 Die Ära der Germaniumtransistoren

Nach dem Umzug der Halbleiterfabrik nach München begann man dort zunächst mit der Herstellung von Spitzentransistoren. Parallel wurde an der Entwicklung von Verfahren für die Herstellung von gezogenen Transistoren und für Legierungstransistoren gearbeitet.Die Bezeichnung „Spitzentransistor“ ergab sich nicht etwa aus deren „Spitzenleistungen“, denn diese Transistoren waren eher unzuverlässig und zeigten instabile Eigenschaften, sondern aus ihrem technologischen Aufbau. 1952 war daher schon klar, dass dieser Herstellungstechnologie nicht die Zukunft gehören würde.Trotzdem wurden 1953 im Siemens-Halbleiterwerk etwa 10.000 dieser Spitzentransistoren der Typen TS13 und TS33 hergestellt, um der Industrie erste Exemplare des neuen Bauelementes in Hand zu geben. Wirtschaftlichen Erfolg erzielte die Halbleiterfabrik dann mit den sogenannten Legierungstransistoren und mit dem MESA-Hochfrequenz-Transistor.

TS33

4 Pretzfeld - Die Wiege der Siemens-Leistungshalbleiter


Die Siemens-Schuckert Werke hatten nach dem Ende des 2. Weltkrieges Erlangen als Hauptsitz gewählt. Kaum 30 km von Erlangen entfernt findet man in nordöstlicher Richtung den Ort Pretzfeld. Der bekannte theoretische Physiker Walter Schottky hatte hier Anfang 1944 mit seiner Familie Zuflucht vor den Bombenangriffen auf Berlin gefunden. 1946 wurde vom Siemens-Vorstand beschlossen, in den Räumen von Schloss Pretzfeld ein Laboratorium für Halbleiter-Grundlagenforschungen einzurichten. Eine kleine Gruppe, bestehend aus drei Physikern, einer Laborantin und einer Hilfskraft begann im Sommer 1946 mit den ersten Forschungsarbeiten. Diese Gruppe wurde durch Eberhard Spenke geleitet, während Walter Schottky wissenschaftlich beratend tätig war.
Im Pretzfelder Labor entstanden ein ganze Reihe bedeutsamer Innovationen, über die in diesem Kapitel berichtet wird.
Pretzfeld

5 SIPMOS - Der lange Weg zum Erfolg


Im Jahr 1978 hatte Jenö Tihanyi die Idee, aus vielen kleinen MOS-Logiktransistoren ein Leistungsbauelement zu bauen.
Daraufhin wurde das Projekt SIPMOS (Siemens Power MOS) gegründet. In München Freimann wurde eine Fertigungshalle mit 1000 m2 Reinraum aufgebaut und bis 1980 fertiggestellt. Die prinzipielle Machbarkeit eines solchen MOS-Leistungstransistors war bald nachgewiesen, aber der Teufel lag im Detail. Von den Schwierigkeiten bei der Entwicklung des SIPMOS und von ihrer Überwindung handelt dieses Kapitel.
BUZ10

6 Die Ära der integrierten Schaltungen


1963 begann auch bei Siemens das Zeitalter der integrierten Schaltungen. Der erste bipolare Schaltkreis wurde hergestellt, ein Modulator mit der Bezeichnung SV01. Die Abkürzung SV stand dabei für „Schaltversuch“. Der SV01 war eine Analogschaltung, die mit vier bipolaren Transistoren arbeitete.Nach den ersten bipolaren analogen integrierten Schaltungen folgten 1966 die bipolaren digitalen TTL-Schaltkreise. In den 80er Jahren wurde ein großes Sortiment an integrierten Schaltunge n für Industrie und Unterhaltungselektronik entwickelt.
TTL

7 Von Masken, Layouts und Designern


In den vorangegangenen Kapiteln wurden die Fortschritte bei der Entwicklung der Halbleitertechnik an Hand der Einführung neuer Halbleiter-Technologien verdeutlicht. Diese waren  nur möglich, weil parallel dazu zwei entscheidende Gebiete weiterentwickelt wurden, die Maskentechnologie und die Designtechnik. Bei den ersten integrierten Schaltungen aus den 60er Jahren lagen die Abmessungen der verwendeten Transistorstrukturen noch im Bereich von 1/10 mm. Das bei der IS-Herstellung verwendete Verfahren der Fotolithografie wurde in den folgenden Jahren kontinuierlich verbessert, um immer kleinere Strukturen realisieren zu können. 

Layout

8 Fortschritte bei den Einzelhalbleitern und Sensoren


Die diskreten Bauelemente verloren mit dem Siegeszug der integrierten Schaltungen nicht etwa an Bedeutung, vielmehr gab es auch hier eine kontinuierliche Entwicklung. Sie profitierten dabei oftmals von technologischen Fortschritten, die bei der Entwicklung der Schaltkreis-Technologien gemacht wurden. In   Kapitel 8 wird daher die Entwicklung der diskreten Dioden, Transistoren, Opto-Halbleiter und Sensoren bei Siemens HL an Hand von ausgewählten Beispielen verfolgt.
TV Tuner

9 DRAM-Speicher von Siemens HL


In den 80er Jahren wurde es zunehmend aufwendiger, in dem seit Anfang der 70er Jahre anhaltenden Rennen auf dem Gebiet der DRAM-Speicher mitzuhalten. Auf Grund der Erfahrungen mit dem 64 kbit- und dem 256 kbit-Speicher hatte man sich bei Siemens Anfang des Jahres 1983 dafür entschieden, dieses kostspielige Rennen nicht weiter mitzumachen. Diese Entscheidung zum Ausstieg wurde aber schon Ende 1983 wieder revidiert. Entscheidend dafür waren letzendlich wirtschaftspolitische Überlegungen. In Kapitel 9 wird die Geschichte der DRAM-Speicher von Siemens Halbleiter erzählt. DRAM

10 Infineon - die Ausgliederung des Bereiches Halbleiter


Am 1. April 1999 wurde der Siemens Unternehmensbereich Halbleiter in eine selbständige Firma ausgegliedert - die Infineon Technologies AG. Die neue Firma übernahm 25.000 Mitarbeiter, von denen 12.000 in Deutschland arbeiteten. Am 13.März 2000 folgte der Börsengang von Infineon. In Kapitel 10 wird der Weg von Infineon im oft stürmischen Fahrwasser des Welthalbleitermarktes von der Gründung bis zur Gegenwart dargestellt.
Infineon

11 - 14 Ausblick und Anhang  



Im Anhang des Buches findet der interessierte Leser eine Darstellung der wichigsten Etappen der Organisation der Halbleitersparte von Siemens - von der Halbleiterfabrik HaF über den Unternehmensbereich Bauelemente (UB B) bis zum Geschäftsbereich Halbleiter (HL). Neben einer Zeitleiste mit den wichtigsten Ereignissen der Unternehmensgeschichte wird die Entwicklung der Standorte München Balanstraße, Perlach, Freimann, Pretzfeld, Regensburg, Villach und Dresden in Bildern dargestellt. MchB*
© Jörg Berkner Fotos: Jörg Berkner, ausgenommen *: Werkfoto Siemens / Infineon, mit freundlicher Genehmigung