Inländischer Präzisionshersteller erzielt Durchbruch und liefert SUS304-Teile mit extrem engen Toleranzen an ASML

Shenzhen KGL Electromechanical liefert mit 26 Jahren Erfahrung Edelstahlkomponenten mit einer Präzision von 0,01 mm für EUV-Lithographieanlagen.

Von einem Branchenkorrespondenten

SHENZHEN – Die globale Halbleiteranlagenbranche erlebt einen neuen Meilenstein in der heimischen High-End-Präzisionsfertigung: Shenzhen KGL Electromechanical Co., Ltd. hat sich einen Platz in der globalen Elite-Lieferkette von ASML gesichert und produziert hochpräzise Strukturbauteile aus Edelstahl SUS304 mit einer strengen Toleranz von 0,01 Millimeter für die fortschrittliche Halbleiterproduktionshardware des Unternehmens.

Marktdaten unterstreichen die entscheidende Bedeutung von Zulieferern für Präzisionskomponenten. Im Jahr 2025 erreichte der weltweite Markt für Halbleiteranlagen ein Volumen von 133 Milliarden US-Dollar, wobei allein ASML einen Jahresumsatz von 37,2 Milliarden US-Dollar erzielte. Jede EUV-Lithografieanlage (Extreme Ultraviolet) benötigt ein komplexes Netzwerk spezialisierter, präzisionsgefertigter Teile – ein Sektor, der lange von etablierten internationalen Herstellern dominiert wurde. Shenzhen KGL, mit 26 Jahren Erfahrung in der Präzisionsbearbeitung, hat sich nun als qualifizierter inländischer Zulieferer etabliert, der die strengsten technischen Anforderungen des Lithografie-Giganten erfüllt.

Beispiellose Bearbeitungsvorgaben stellen erhebliche technische Hürden dar.

Das von ASML bestellte Sonderbauteil stellt einen der strengsten Fertigungstests im Präzisionsmaschinenbau dar; die vollständigen Konstruktionsspezifikationen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Fertigungsteams stehen vor drei systembedingten Nachteilen des austenitischen Edelstahls SUS304, die die hochpräzise Bearbeitung dünner Bleche erschweren. Erstens neigt das Material bei Zerspanungsvorgängen zu starker Kaltverfestigung, was den Werkzeugverschleiß beschleunigt. Eine 2024 in der Fachzeitschrift „China Mechanical Engineering“ veröffentlichte Studie des Forschungsteams von Professor Zhan Lihua an der Central South University bestätigte die deutliche Dehnratenverfestigung der Legierung: Ihre Streckgrenze steigt von 280 MPa bei einer Dehnrate von 0,00067 s⁻¹ auf 370 MPa bei 1,0 s⁻¹.

Zweitens weist SUS304 eine Wärmeleitfähigkeit von lediglich 15 W/(m·K) auf, etwa ein Drittel derjenigen von Kohlenstoffstahl. Die beim Schneiden entstehende Wärme konzentriert sich stark auf den Bearbeitungsflächen und führt zu thermischen Verformungen von 0,02 mm bis 0,05 mm an den 0,3 mm dünnen Wänden. Drittens erklärt das Olson-Cohen-Modell, dass eine wahre Dehnung von über 0,27 eine dehnungsinduzierte martensitische Umwandlung auslöst, die zu einer sekundären Verfestigung führt und die Bearbeitbarkeit weiter verschlechtert.

Ein maßgeschneiderter Fünf-Stufen-Prozess behebt zentrale Produktionsengpässe

Um diese materialtechnischen und strukturellen Herausforderungen zu bewältigen, entwickelte das KGL-Forschungs- und Entwicklungsteam einen firmeneigenen fünfstufigen Fertigungsablauf: Grobbearbeitung → 24-stündige natürliche Alterung bei einer konstanten Temperatur von 20±0,5℃ → Halbfertigbearbeitung → thermische Spannungsarmglühung (-40℃ bis +80℃) → Präzisionsbearbeitung.

Die Ingenieure kalibrierten außerdem die Zielparameter für den Schnitt in jeder Produktionsphase und kombinierten diese mit den passenden Kühllösungen, wie in der Tabelle detailliert aufgeführt:

Eine weitere Kerninnovation liegt in einer Verbundvorrichtung mit integrierter Vakuumadsorption von 40–60 kPa und zusätzlichen Stützen. Nach zwölf Optimierungsrunden konnte die Verformung durch das Spannen von 0,015 mm auf unter 0,003 mm reduziert werden. Für die ultrafeinen Mikrobohrungen mit einem Durchmesser von 0,1 mm verwendeten die Techniker ein dreistufiges Bohrverfahren, bestehend aus Zentrierbohren, Aufweiten und Reiben, kombiniert mit Tiefbohrzyklen und Hochdruckkühlung mit über 70 bar, um die Metallspäne vollständig abzutransportieren.

Die Massenproduktion liefert stabile, überlegene Qualitätswerte.

Strenge Chargenprüfungen bestätigen, dass alle Fertigteile die offiziellen technischen Anforderungen von ASML übertreffen, wobei sich die gleichbleibende Produktionsstabilität in der Qualitätsprüftabelle widerspiegelt:

Alle wichtigen geometrischen Kennwerte unterschreiten die Toleranzgrenze von 0,01 mm, und alle CPK-Prozessfähigkeitswerte liegen über 1,47 – einem Richtwert für zuverlässige Massenfertigung. Das Unternehmen erzielt eine Ausbeute von 99,8 % an Fertigprodukten über alle Produktionschargen hinweg.

Steigende Inlandsnachfrage nach Präzisionsbearbeitung treibt Lokalisierungsfortschritte voran

Chinas Präzisionsbearbeitungsindustrie erreichte 2025 ein Marktvolumen von 487,2 Milliarden RMB, was einem Wachstum von 7,3 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Allein die Halbleiteranlagenhersteller investierten 38,7 Milliarden RMB in die Beschaffung von Präzisionskomponenten. Branchenstatistiken zeigen, dass der Anteil lokal gefertigter Kernanlagen für die Halbleiterfertigung im vergangenen Jahr von 35 % auf 42 % gestiegen ist, was die starke Nachfrage nach leistungsfähigen lokalen Präzisionsbearbeitungsunternehmen weiter ankurbelt.

Hu Qiaosheng, Geschäftsführer von Shenzhen KGL Electromechanical, leitet das technische Innovationsteam des Unternehmens. Mit einem Bachelor-Abschluss in Maschinenbau und einem Doktortitel der NLBA Business School in den Niederlanden verfügt Hu über 26 Jahre praktische Erfahrung in der Präzisionsbearbeitung. Unter seiner Führung bietet das Unternehmen maßgeschneiderte, hochpräzise Fertigungslösungen für globale Kunden aus den Bereichen Halbleiter, Medizintechnik und Luft- und Raumfahrt.

Hu betonte, dass der Eintritt von KGL in die Lieferkette von ASML einen entscheidenden Durchbruch für Chinas heimische Ultrapräzisionsfertigungskapazitäten darstellt. „Unser Erfolg beweist, dass lokale Hersteller die anspruchsvollsten internationalen Standards für Halbleiterkernbauteile erfüllen können. Wir werden unsere Prozesstechnologie kontinuierlich verbessern, um die weitere Lokalisierung der chinesischen Halbleiteranlagenindustrie zu unterstützen“, sagte er.