Das Aachener Technologie-Start-up Black Semiconductor hat eine Finanzierung in Gesamthöhe von 254,4 Millionen Euro für die Entwicklung einer neuen Chip-Generation auf Graphen-Basis an Land gezogen. Der Großteil stammt dabei vom Bundeswirtschaftsministerium und dem Land Nordrhein-Westfalen, die das Start-up mit einer öffentlichen Förderung von 228,7 Millionen Euro über sieben Jahre nach dem EU-Programm IPCEI ME/CT versorgen.
Mit jenem Programm will die Europäische Union „wichtige Projekte von gemeinsamem europäischem Interesse im Bereich Mikroelektronik und Kommunikationstechnologie“ unterstützen. 70 Prozent der staatlichen Beihilfe stammen von der Bundesregierung, 30 Prozent vom Land NRW.
Insgesamt handelt es sich um eine der größten Finanzierungen für ein Deep-Tech-Unternehmen in Europa. „Wir wollen mit dem Kapital unsere Vision für eine neue Chip-Generation auf Graphen-Basis bis zu industriellen Massenfertigung im Jahr 2031 vorantreiben“, sagt Daniel Schall, Vorstandschef und Mitgründer von Black Semiconductor, im Gespräch mit der WirtschaftsWoche.
Schall hat das Technologieunternehmen mit Sitz in Aachen im Jahr 2020 gemeinsam mit seinem Bruder Sebastian Schall mit dem Ziel gegründet, den wegweisenden Werkstoff Graphen als wichtigen Grundstoff in die Chipindustrie zu transferieren. Graphen ist eine zweidimensionale Struktur aus einer einzelnen Atomschicht Kohlenstoff, die im Jahr 2004 entdeckt wurde und seitdem als regelrechtes Wundermaterial gilt. In einem Massenprodukt wurde Graphen bis heute freilich noch nicht erfolgreich eingesetzt.
Optische statt elektronische Schnittstelle
„Das wollen wir mit unserer Idee ändern, die wir für die beste halten“, sagt Schall – und umreißt den Ansatz von Black Semiconductor: So müsse jeder Halbleiterchip, egal ob Prozessor, Speicherchip oder Sensor, früher oder später über Schnittstellen mit seinen Nachbarchips kommunizieren. Diese Schnittstellen arbeiten über Kupfer, was für ordentliche Energieverluste sorgt. „Wir wollen dagegen jeden Chip mit einer optischen Schnittstelle auf Graphen-Basis ausstatten“, sagt Schall. „Das beschleunigt die Datenkommunikation zwischen Chips und verringert den Energieverbrauch dramatisch.“
Um ihr Produkt in die Serienreife zu bringen, will Black Semiconductor 300-Millimeter-Siliziumwafer von anderen Halbleiterherstellern verwenden, auf denen sich bereits fertige Prozessoren oder Speicherchips befinden. „Auf diese Wafer bringen wir eine weitere Lage aus Graphen sowie die Kommunikationslogik auf, um dadurch eine optische Schnittstelle auf den fertigen Chips zu erzeugen“, erläutert Schall.
Die privaten Finanziers des Unternehmens zeigen sich jedenfalls begeistert über diesen Ansatz: „Black Semiconductor hat mit seinem Gründerteam, seinem außergewöhnlichen technologischen Know-how und seinen beträchtlichen Finanzmitteln die Möglichkeit, Europas technologische Souveränität zu stärken und zu einem führenden Akteur zu werden“, sagt Uwe Horstmann, Mitgründer und General Partner von Project-A aus Berlin. Sein Kollege Patrik Huke, Partner und Leiter von Porsche Ventures, ergänzt: „Durch die Kombination von öffentlichen und privaten Investoren ist das Team von Black Semiconductor nun in einer starken Position, ein europäisches Halbleitergeschäft aufzubauen, das unsere heimische Wettbewerbsfähigkeit und das gesamte europäische Chip-Ökosystem in Europa stärkt.“
Bis zur Serienfertigung in sieben Jahren
Im ersten Schritt will das Start-up in Aachen in einem Bestandsgebäude auf rund 1000 Quadratmetern einen eigenen Reinraum mitsamt 300-Millimeter-Pilotlinie aufbauen. Zu diesem Zweck kooperiert Black Semiconductor unter anderem mit dem niederländischen Halbleiterausrüster ASML und dem Auftragsfertiger Globalfoundries aus Dresden, der später die Siliziumwafer mit fertigen Schaltungen liefern wird. Das Unternehmen will seine Produktionsanlage bis 2026 einweihen und die Gesamtzahl seiner Mitarbeiter bis dahin von 34 auf 120 Beschäftigte erhöhen.
Die finanzielle Förderung und die Pläne von Black Semiconductor umfassen insgesamt sieben Jahre: Nach dem Aufbau der Pilotfertigung sind drei weitere Jahre für die Forschung rund um die Optimierung der Aufbringung von Graphen eingeplant. In den letzten beiden Jahren soll die Fertigung schließlich auf ein industrielles Niveau bei Ausbeute und Volumina hochgefahren werden und 2031 die Serienproduktion der neuen Chips starten.
Spätestens dann seien deutlich schnellere und energieeffizientere Rechenleistungen als heute in der Halbleiterindustrie möglich, glaubt Gründer Schall: „Etwa indem hunderte Prozessoren und Chips verknüpft und der Datenaustausch durch die optische Graphen-Schnittstelle zwischen allen Bauteilen beschleunigt wird.“
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