Wafershipment: de barometer van de chipindustrie
Elke drie maanden publiceert een Amerikaanse branchevereniging een getal dat weinig mensen kennen, maar dat de halfgeleiderindustrie op zijn tenen laat staan. Dat getal heet de "wafershipment" of "waferverzending": de totale hoeveelheid siliciumschijfjes die fabrikanten wereldwijd hebben verkocht en verstuurd naar chipfabrieken. Silicium wafers zijn de dunne, spiegelgladde schijven waarop chipfabrikanten zoals TSMC, Samsung en Intel hun transistors etsen. Zonder wafer geen chip, en zonder chip geen smartphone, auto of AI-server.
Vergelijk het met bloem in een bakkerij. Een bakker maakt geen brood zonder bloem te bestellen, en hoeveel bloem er wordt verkocht aan alle bakkerijen samen, zegt iets over hoe goed de broodindustrie draait. Wafershipments werken zo voor chips: het is een vroege, betrouwbare indicator van hoe druk de fabrieken het hebben, lang voordat dat zichtbaar wordt in de omzetcijfers van chipbedrijven zelf. Beleggers, beleidsmakers en journalisten kijken er daarom nauwlettend naar als thermometer voor de gezondheid van de hele technologiesector.
Wat is het precies?
Een wafer begint als een staaf ultrapuur silicium, een "ingot", die met een precieze techniek (het Czochralski-proces) langzaam uit gesmolten silicium wordt getrokken. Deze staaf wordt in flinterdunne plakjes gezaagd, gepolijst tot ze spiegelglad zijn, en gecontroleerd op onzuiverheden. Het resultaat is een ronde schijf, meestal 300 millimeter (ongeveer 12 inch) in doorsnee voor moderne chips, of 200 millimeter (8 inch) voor eenvoudigere, oudere chiptypes zoals sensoren en stroomregelaars.
Deze kale, onbewerkte wafers worden vervolgens verpakt in speciale kunststof houders, "FOUP's" genoemd (Front Opening Unified Pod). Zo'n houder houdt de wafers stofvrij en beschermt ze tegen de buitenlucht, wat cruciaal is omdat al een enkel stofdeeltje een chip kan ruïneren. De FOUP's gaan vervolgens, vaak in speciaal geconditioneerde vrachtwagens of vliegtuigen, van de waferfabriek naar een chipfabriek (ook wel "foundry" genoemd), waar de eigenlijke chipproductie in de "cleanroom" begint.
De branchevereniging SEMI houdt via haar Silicon Manufacturers Group (SMG) bij hoeveel oppervlakte aan wafers wereldwijd wordt verscheept. De maateenheid is "MSI": miljoen vierkante inch. Waarom oppervlakte en niet aantal stuks? Omdat wafers in verschillende formaten bestaan; door in vierkante inches te tellen, is een grote 300mm-wafer eerlijk te vergelijken met een kleinere 200mm-wafer. Deze cijfers worden sinds de jaren negentig per kwartaal gepubliceerd en gelden als een van de oudste en meest gevolgde statistieken van de chipindustrie.
Wat wil men ermee bereiken?
Het bijhouden van wafershipments dient meerdere doelen. Voor chipfabrikanten en hun toeleveranciers is het een planningsinstrument: als de vraag naar wafers stijgt, is dat een signaal om productiecapaciteit uit te breiden of juist voorzichtig te zijn met nieuwe investeringen. Voor beleggers is het een vroege indicator, vaak weken of maanden voordat bedrijven hun officiële omzetcijfers publiceren.
Voor overheden is het een graadmeter voor economische en geopolitieke risico's. Landen als de Verenigde Staten, Japan, Zuid-Korea en de Europese Unie voeren actief beleid (zoals de Amerikaanse CHIPS Act en de Europese Chips Act) om chipproductie, en dus ook wafercapaciteit, dichter bij huis te krijgen. Wafershipmentcijfers helpen om te zien of die investeringen daadwerkelijk tot meer productie leiden.
Belangrijk om te beseffen: het getal zegt iets over volume, niet over waarde. Een oppervlakte aan wafers voor eenvoudige chips is in vierkante inches evenveel "waard" als diezelfde oppervlakte voor de duurste AI-chips, terwijl het prijsverschil enorm is. Wafershipments vertellen dus over drukte in de fabrieken, niet direct over winstgevendheid.
Voorbeelden uit de praktijk
In 2021 meldde SEMI een recordjaar voor wafershipments, aangedreven door het wereldwijde chiptekort tijdens de coronapandemie: consumenten kochten massaal laptops en spelcomputers, terwijl de auto-industrie tegelijk chips nodig had voor elektronica. Fabrieken draaiden op volle capaciteit en de vraag naar ruwe wafers steeg naar wat toen de hoogste jaarlijkse cijfers ooit waren.
In 2023 sloeg het beeld om: na de pandemie-piek kelderden de verkopen van consumentenelektronica, en veel klanten die tijdens het tekort dubbel hadden besteld, gebruikten eerst hun voorraden op. SEMI rapporteerde dat jaar een duidelijke daling in wafershipments, wat breed werd aangehaald als bewijs dat de chipindustrie in een neergaande cyclus zat.
Rond 2024-2025 herstelde de markt gedeeltelijk, maar ongelijk verdeeld: de vraag naar geavanceerde 300mm-wafers voor AI-chips (voor bedrijven als Nvidia) bleef sterk groeien, terwijl de vraag naar oudere 200mm-wafers voor bijvoorbeeld auto-elektronica achterbleef. Dit tweedeling tussen "AI-boom" en "legacy-zwakte" is een terugkerend thema in recente analyses.
Ook de bouw van nieuwe megafabrieken laat zien hoe wafershipment en fabriekscapaciteit samenhangen: TSMC breidde vanaf 2021 zijn Fab 21 in Arizona uit, en Intel investeerde vanaf 2022 fors in nieuwe fabrieken in Ohio. Beide projecten vergroten uiteindelijk de vraag naar ruwe wafers die naar deze fabrieken verscheept moeten worden, al verlopen zulke megaprojecten vaak trager en met meer vertragingen dan aanvankelijk aangekondigd.
Hoe ver is de techniek?
Wafershipment zelf is geen nieuwe, opkomende technologie maar een volwassen, decennialang beproefd proces. De echte ontwikkeling zit in de details: de overstap van kleinere naar grotere wafers is de belangrijkste technische trend geweest. In de jaren negentig en begin jaren 2000 groeide de industrie van 150mm (6 inch) naar 200mm (8 inch) en vervolgens naar de huidige standaard van 300mm (12 inch), omdat grotere wafers meer chips per schijf opleveren en dus goedkoper zijn per chip.
Een volgende stap naar nog grotere 450mm-wafers werd rond 2008-2012 serieus onderzocht door grote spelers als Intel, TSMC en Samsung, met steun van apparatuurmaker ASML. Dit initiatief liep echter vast: de investeringen in nieuwe apparatuur waren enorm, terwijl de voordelen kleiner uitpakten dan gehoopt. Rond het midden van de jaren 2010 werd het 450mm-project stilzwijgend stopgezet, en 300mm blijft tot op heden de industriestandaard voor geavanceerde chips.
De belangrijkste huidige uitdagingen liggen niet zozeer in de wafers zelf, maar in de wereldwijde spreiding van productiecapaciteit. Door geopolitieke spanningen tussen de VS en China, en de sterke concentratie van geavanceerde chipproductie in Taiwan, investeren overheden fors in nieuwe fabrieken elders. Dat verschuift ook waar wafers vandaan komen en naartoe worden verscheept, wat de logistieke keten complexer maakt.
Wie werken eraan?
De markt voor ruwe siliciumwafers wordt gedomineerd door een klein aantal gespecialiseerde bedrijven, voornamelijk uit Japan, Taiwan, Duitsland en Zuid-Korea. De grootste spelers zijn doorgaans Shin-Etsu Chemical en SUMCO (beide Japan), GlobalWafers (Taiwan), Siltronic (Duitsland) en SK Siltron (Zuid-Korea). Samen zijn deze vijf bedrijven verantwoordelijk voor het overgrote deel van de wereldwijde waferproductie, al kan de precieze onderlinge rangorde per jaar licht verschuiven.
Deze waferfabrikanten leveren aan de grote chipproducenten (foundries en IDM's, oftewel "integrated device manufacturers") zoals TSMC, Samsung Electronics, Intel, GlobalFoundries en SK Hynix. De branchevereniging SEMI, gevestigd in de Verenigde Staten met kantoren wereldwijd, verzamelt en publiceert via haar Silicon Manufacturers Group de kwartaalcijfers die als referentie voor de hele sector dienen.
Op beleidsniveau zijn vooral de Verenigde Staten (met de CHIPS and Science Act), Taiwan, Zuid-Korea, Japan en de Europese Unie (met de European Chips Act) actief betrokken bij het stimuleren van waferproductie en chipfabricage binnen hun grenzen, als reactie op de kwetsbaarheid die tijdens het chiptekort van 2021 zichtbaar werd.