Die EUV-Lithografie-Maschine ist für den Deutschen Zukunftspreis, den der Bundespräsident jährlich verleiht, nominiert. Es ist ein Gemeinschaftsprojekt, an dem unter anderem Trumpf und Zeiss beteiligt sind. Michael Kösters hat maßgeblichen Anteil.
Ditzingen - Geschätzt hat er die Größe eines Kleinlasters. Er besteht aus 450 000 Einzelteilen und bringt zehn Tonnen auf die Waage, dabei sind die Schaltschränke, in die er später eingebaut wird, nicht mal mitgerechnet. Ein halbes Jahr dauert es, bis alle Teile zusammengefügt sind. Die Rede ist von einem Hochleistungslaser.
Dem Besucher fällt das Gewirr aus gelben, grünen und blauen Kabeln ins Auge. Nein, schüttelt Michael Kösters den Kopf, auch wenn er gerne „rumschraube“, doch diese gewaltige Puzzleaufgabe schaffe er nicht. Aber der Physiker hat den Überblick über das Projekt des Werkzeugmaschinenherstellers Trumpf. Seit rund zehn Jahren beschäftigt sich Kösters mit diesem Riesenlaser, der – eingebaut in eine EUV-Lithografie-Maschine – zu einer Art Revolution in der Halbleiterbranche beigetragen hat. Dafür winkt nun der Deutsche Zukunftspreis, den der Bundespräsident vergibt.
EUV steht für extrem ultraviolett, es ist ein Licht mit einer extrem kurzen Wellenlänge. Mit dieser Maschine können noch leistungsfähigere, energieeffizientere und preiswertere Chips hergestellt werden. Ob Smartphone, automatisiert fahrende Autos, Sprachassistenten oder Industrie 4.0 – überall, wo extrem viele Daten anfallen und verarbeitet werden müssen, werden sie benötigt.
Diese Maschine schafft Strukturen, die sich natürlich im Nanobereich befinden. Sie sind deutlich kleiner als ein menschliches Haar. Solch feine Strukturen lassen sich nur mit dieser neuartigen Technologie herstellen. Kurzum: Die EUV-Lithografie ist die weltweit modernste Maschine ihrer Art, sagt Kösters. Und eine der komplexesten Maschinen, die es überhaupt gibt.
Es ist eine Gemeinschaftsarbeit von Trumpf, des Optikkonzerns Zeiss (Optiken), des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik in Jena (Beschichtung) und des ASML-Konzerns in den Niederlanden. Sollten sie den Zukunftspreis erhalten, stehen neben Klaus Kösters auch Peter Kürz (Zeiss) sowie Sergiy Yulin (Fraunhofer) auf dem Treppchen.
Sie alle haben einen maßgeblichen Beitrag zur Entwicklung und Industrialisierung der EUV-Technologie geleistet, wie es in den Nominierungsunterlagen heißt. Ob sie die Gewinner sind, steht erst am 25. November fest. Dann ist die Preisverleihung beim Bundespräsidenten. Es gibt noch zwei weitere Nominierungen.
Kösters ist in Bad Hönningen aufgewachsen, einer touristisch geprägten Stadt mit rund 6000 Einwohnern am Mittelrhein. Burgen und Wein gibt es, auch der römische Grenzwall Limes verläuft hier. Der 40-Jährige, der einen Wohnsitz in Düsseldorf hat, ist der Region treu geblieben. „Ich bin Rheinländer“, sagt er über sich, auch wenn er dem Karneval nicht sonderlich viel abgewinnen kann.
Er hat in Bonn Physik studiert. Als er vor zehn Jahren die Promotion abgeschlossen hatte, herrschte die weltweite Finanz- und Wirtschaftskrise. „Die Lage war nicht rosig“ für Berufseinsteiger, erinnert er sich. Aber „Trumpf hatte gerade ein Mint-Programm aufgelegt“, fügt er hinzu. Mint steht für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik – bei all diesen Qualifikationen herrscht ein Mangel.
Kösters ist von Lasern fasziniert. Sein Professor hat dieses Gefühl während des Hauptstudiums ausgelöst. An der Uni hat er sich unter anderem mit optischen Kristallen beschäftigt, die etwa in Laserpointern enthalten sind. Solche Leute braucht Trumpf. Er war erst kurze Zeit bei dem Familienunternehmen, als sich ihm die Chance bot, sich an dem EUV-Projekt zu beteiligen. Damals bestand das Team bei Trumpf gerade einmal aus zehn Personen, erzählt der Physiker. Heute seien es 250 Entwickler; zählt man die Tüftler der Partner noch hinzu, sind es sogar 2000. Insgesamt 2000 Patente wurden inzwischen angemeldet.
Kösters ist Gruppenleiter. Er und sein Team sind nicht für den kompletten Laser, sondern „nur“ für die Erzeugung des Laserstrahls verantwortlich. Dies sei „eine der Schlüsselkomponenten“, sagt er diplomatisch – für ihn ist es natürlich das Herzstück. Kösters, der in seiner Freizeit joggt, wandert und Rad fährt, unterstützt bei der Suche nach möglichen Fehlern oder gibt Tipps, um Laser zu verbessern.
Die Entwicklung der EUV-Lithografie ist ein Mammutprojekt mit vielen Rückschlägen. 20 Jahre gemeinsamer Forschung und Entwicklung – Trumpf stieß etwas später hinzu – liegen hinter den Partnern. Nun ist die Technologie ein Verkaufsschlager. Kein Wunder, denn es gibt keinen Konkurrenten.
„Geschätzt haben wir damit mindestens drei Jahre Vorsprung vor möglichen Konkurrenten“, so Kösters. Vielleicht auch mehr – denn Wettbewerber sind derzeit überhaupt nicht mal in Sicht. Bis Ende 2020 werden voraussichtlich rund 90 Maschinen ausgeliefert sein, ist in den Unterlagen nachzulesen, die für den Zukunftspreis eingereicht wurden.
Die beiden größten Hersteller von Mikrochips, Samsung aus Südkorea und TSMC aus Taiwan, fertigen auf diesen Anlagen bereits Chips für die neueste Gerätegeneration. Der US-Chiphersteller Intel werde die EUV-Technologie in naher Zukunft einsetzen.
Es klingt etwas paradox: In Europa gibt es kaum noch Halbleiterfabriken; die elektronischen Winzlinge kommen ganz überwiegend aus Asien oder den USA. Doch für die Produktion sind die Hersteller auf deutsche beziehungsweise europäische Technologie angewiesen. Drei Jumbo-Frachtjets sind nötig, um eine einzige EUV-Lithografie-Anlage, die insgesamt 180 Tonnen wiegt und bei ASML in Veldhoven zusammengebaut wird, an ihren Zielort zu fliegen.
Trumpf kann das erwartete Wachstum gut verkraften. Die Fertigungskapazitäten sind noch lange nicht ausgereizt. Die Partner schätzen, dass mittel- bis langfristig weltweit Umsätze von etlichen Dutzend Milliarden Dollar jährlich zu erzielen sind. Davon werden nicht nur Trumpf, Zeiss und die Partner profitieren, sondern auch die rund 1200 überwiegend europäischen Zulieferer und deren Mitarbeiter.
