Samsungs Halbleistersparte: 5-nm-EUV in der Serienfertigung, mehr Geld für 8 nm - wegen Ampere?

[PCGH-Redaktion]

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Gerüchte um Verzögerungen bei Samsungs Halbleitersparte haben sich nicht bewahrheitet. Wie die Südkoreaner melden, sei die Serienproduktion längst angelaufen - im Laufe des zweiten Halbjahres soll der Output sogar gesteigert werden. Auch ins 8LPP-Verfahren, in dem Nvidia angeblich Ampere produzieren lässt, sollen weitere Investitionen geflossen sein.

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[AfFelix]

Letztlich handelt es sich bei den kommunizierten Strukturgrößen aber generell eher um Marketinbezeichungen, die man herstellerübergreifend kaum miteinander vergleichen kann.

Wenn man das schon darein schreibt dann gebt doch bitte die Transitordichte pro mm² wenigstens auch an. Wie hoch ist die denn bei Samsung 5nm

 

[Incredible Alk]

Transistordichten in Millionen Transistoren pro mm^2:

TSMC 7nm: 96,49
Intel 10nm: 106,10
Samsung 7LPP: 95,30
Samsung 5LPE: 126,53
TSMC 5nm: 185,46
Intel 7nm (*): 253,04
TSMC 3nm (*): 247,28
Samsung 3LPE (*): 216,37 (GAA statt FinFET vermutet)
(*) estimated

Von der reinen Transistordichte her sind TSMC 7, Samsung 8 und Intel 10nm grob vergleichbar. Das macht aber keine generellen Aussagen über die Leistungsfähigkeit eines Prozesses.

Hier auch die "echten" Nanometer (Metal to Pitch in nm = Mindestabstand zwischen zwei Metallschichten, das wo immer Leute Angst vor Quanteneffekten haben wenns doch nur noch 5nm wären) abseits der Marketingnamen:

TSMC 7nm: 40
Intel 10nm: 44
Samsung 7LPP: 36
Samsung 5LPE: 36
TSMC 5nm: 28
Intel 7nm (*): 32
TSMC 3nm (*): 28
Samsung 3LPE (*): 32
(*) estimated

Das einzige was tatsächlich in die Größenregionen von 5-10nm kommt sind die Dicke der Fins im finFET-Verfahren, nicht aber die eigentlichen (leitenden) Strukturen.


...und bevor jetzt einer nach der Quelle fragt - ich kann die Seiten nicht alle verlinken, da die Frage ständig kommt hab ich mir über die Monate überall ein paar Werte aus allerlei Kram zusammengesucht. Man findet aber per Google vergleichsweise viel.

 

[AfFelix]

Transistordichten in Millionen Transistoren pro mm^2:

TSMC 7nm: 96,49
Intel 10nm: 106,10
Samsung 7LPP: 95,30
Samsung 5LPE: 126,53
TSMC 5nm: 185,46
Intel 7nm (*): 253,04
TSMC 3nm (*): 247,28
Samsung 3LPE (*): 216,37 (GAA statt FinFET vermutet)
(*) estimated


...und bevor jetzt einer nach der Quelle fragt - ich kann die Seiten nicht alle verlinken, da die Frage ständig kommt hab ich mir über die Monate überall ein paar Werte aus allerlei Kram zusammengesucht. Man findet aber per Google vergleichsweise viel.

Vieln Dank
Samsung 10/8nm hat 61,2 MTr/mm² Mal sehen wie sich Ampere darin schlägt

 

[ZeXes]

Große Leistungssprünge kann man aber jetzt nicht mehr pro Fertigungsgeneration erwarten.

Man läuft trotz allem so langsam gegen eine Wand. Ich hoffe Samsung und co. machen bei Graphen bis 2030 ein paar Fortschritte, oder wir knallen wirklich bald gegen die Grenzen der Physik.

Ich wage jedenfalls die kühne Behauptung das dies das letzte Jahrzehnt von Silizium sein wird.

 

[Malkolm]

Ist der Autor eigentlich auch so ein "Halbleister"? ��

 

[Incredible Alk]

Man läuft trotz allem so langsam gegen eine Wand. [...] wir knallen wirklich bald gegen die Grenzen der Physik.

Den Satz lese ich jetzt schon seit etwa 20 Jahren im Internet. Und du kannst dir 100%tig sicher sein dass man ihn noch weitere 20 Jahre lesen wird. Es ist noch VIEL Luft in den klassischen Siliziumchips. Sowohl in Strukturgrößen (5, 3, 2, 1nm-Nodes) als auch in Fertigungstechniken (Gate All Around etc.) oder der blanken Aufbauten (MCM, Chiplets, bigLITTLE usw.). Und so lange das noch so ist geht niemand hin und investiert nennenswerte Forschungssummen in grundlegend alternative Lösungen.

 

[gerX7a]

Samsung 10/8nm hat 61,2 MTr/mm² Mal sehen wie sich Ampere darin schlägt

Die 61 MTr/mm2 treffen nur auf den 8LPP zu. Der 10LPP schafft nur um die 52 MTr/mm2. Die Transistorangaben sind für HighSpeed/HighPower-Designs wie GPUs aber nicht direkt anwendbar. Diese werden sich grob im Bereich von 50 % bis 70 % der maximalen Transistordichte bewegen, die jeweils nur mit einer entsprechenden High Density-Lib erreichbar sind. (Ultra) High Performance-Libs weisen dagegen geringere Logikdichten auf. Hinzu kommt, dass ein Chipdesign auch i. d. R. immer eine Mischung darstellt. Einfaches I/O oder große Caches kann man voraussichtlich mit einer HD-Lib fertigen, HighPerformance-Kerne dagegen nur sinnvoll mit einer HP-Lib.

Große Leistungssprünge kann man aber jetzt nicht mehr pro Fertigungsgeneration erwarten.
Man läuft trotz allem so langsam gegen eine Wand. [...]

ASML hat im Dezember 2019 zusammen mit Intel auf einer Roadmap auch "2nm" und 1,4nm" für 2027 und 2029 gezeigt. Und wenn einem das jetzt schon etwas obskur vorkommt; auf der IEDM drehten sich bereits auch einige TechTalks um Strukturgrößen im Bereich von "0,3nm", d. h. von einer unüberwindbaren "Wand" kann hier noch nicht die Rede sein. Klar ist aber auch, dass die Komplexität und die Kosten weiter steigen werden.

*) Ergänzend kann man noch überlegen/berücksichtigen: Die Nanometer(-Marketing)-Werte, die ASML über das Roadmap-Sheet gelegt hatte, hielten sich an Intels Werte, d. h. hier wurden für bspw. 2021 "7nm" und für 2023 "5nm" ausgewiesen, wobei Intels "7nm" von der Transistordichte bereits deutlich über TSMCs 5 nm und gar schon näher an deren 3 nm liegen dürften. Da darf man durchaus spekulieren, was "2nm" und 1,4nm" dann darstellen sollen ...

 

[ChrisMK72]

Ist der Autor eigentlich auch so ein "Halbleister"? ��

Fertig Nvidia bei Samsung in 8 Nanometern?

Ja, fertig !
Kommt bald. Schätze im September.

 

[Quake2008]

Was ist eine

Halbleistersparte? Heißt das nicht Halbleitersparte?

 

[Infi1337]

Zwischenzeitlich ging auch das Gerücht steil...............Ist das die Basis der News, AMD Reddit Fanboy's die sich Hirngespinste zusammenreimen ?

Ich sehe das ehrlich gesagt völlig anders, da Jensen schon Anfang 2020 bestätigt hatte das TSMC den Hauptteil übernehmen wird kann ich mir vorstellen das es evlt. zu einem Umdenken in der Vermarktung gekommen ist, weil sich herausgestellt hat das der 8LPP gut harmoniert mit dem Chipdesign.
Man packt ordentlich Tensor und RT Leistung drauf, 40%+- FP32 und ab dafür, dadurch kann man den Preis evlt. etwas niedriger halten und den Absatz erhöhen. Die Multi-Bridge Channel FETs die in Zukunft von TSMC kommen werden sind auch lizensiert bzw. sind Samsung's Entwicklung, schon möglich das man auch im 8LPP den Turbo gezündet hat oder sogar schon deutlich länger wieder etwas mit Nvidia geplant hat .

 

[Pu244]

Dass Ampere in 8nm bei Samsung hergestellt werden soll ist ein unbestätigtes Gerücht, das sich irgendjemand zusammengereimt hat und das jetzt durchs Internet geistert.

Ich glaubr nicht so recht daran.

Ich wage jedenfalls die kühne Behauptung das dies das letzte Jahrzehnt von Silizium sein wird.

Der Fortschritt hat sich extrem verlangsamt. Eigentlich sollte Intel schon seit Mitte 2018 mit 7nm unterwegs sein, jetzt sieht es eher nach 2022 aus, eventuell auch erst 2023. Wenn das so weitergeht, dann wird das noch bis in die 2030er so gehen. Im Anschluss kann man sich dann auf die Optimierung konzentrieren, neue Architekturen, Spezialchips usw., das wird dann eher 2040.

Hinzu kommt, dass die Alternativen ersteinmal das Niveau der eingespielten Fertigung der Siliziumchips erreichen müssen. Vieles liest sich auf dem Papier ganz toll, in der Realität scheitert das meiste jedoch an der Leistung des über 40 Jahre alten Z80.

 

[Rollora]

Den Satz lese ich jetzt schon seit etwa 20 Jahren im Internet. Und du kannst dir 100%tig sicher sein dass man ihn noch weitere 20 Jahre lesen wird. Es ist noch VIEL Luft in den klassischen Siliziumchips. Sowohl in Strukturgrößen (5, 3, 2, 1nm-Nodes) als auch in Fertigungstechniken (Gate All Around etc.) oder der blanken Aufbauten (MCM, Chiplets, bigLITTLE usw.). Und so lange das noch so ist geht niemand hin und investiert nennenswerte Forschungssummen in grundlegend alternative Lösungen.

Das ist zwar richtig, dennoch werden die Fortschritte immer kleiner. Das ist schon lange fühlbar und sichtbar. Während es in den Jahren 2000-2010 alle 2 Jahre einen Full Node gab, der auch tatsächlich die Transistordichte teils mehr als verdoppelt hat, ist das jetzt nicht mehr so.
Das erste Mal offensichtlich wurde dies etwa beim (im Bereich der GPUs, also der Radeon 7970) 2011 eingeführten 28nm Mode, welcher erst 2016 abgelöst wurde vom 16/14nm Mode. Und dessen Ablösung ist auch noch lange nicht durch - 4 Jahre später hat Nvidia immer noch nicht auf 7nm geswitched.
Also: während es früher alle 2 Jahre eine GPU gab die doppelt so schnell wurde, ist man jetzt zum einen wegen der Prozesse, zum anderen wegen der TDP (die wurde davor ja auch immer erhöht) an einem Punkt angelangt, wo die Fortschritte kleiner werden.

 

[tochan01]

.... Was interessiert micht wer da wo was fertigen lässt. Die sollen entlich mal aus den quark kommen und die Sachen auf den Markt bringen

 

[Rollora]

.... Was interessiert micht wer da wo was fertigen lässt. Die sollen entlich mal aus den quark kommen und die Sachen auf den Markt bringen

das geht halt nur mit dem richtigen Fertiger, drum sollte es dich interessieren wer da wo was fertigt, denn die einen liegen im Plan, die anderen nicht

Was ist eine
Halbleistersparte? Heißt das nicht Halbleitersparte?

Nein, die haben auch eine Halbleistersparte.
Für die Mobilgeräte und so. Halbe Leistung dafür auch nur halber Verbrauch

 

[gerX7a]

[Ampere / 8LPP] Ich sehe das ehrlich gesagt völlig anders [...]

Das Problem ist, dass es da derzeit "nicht viel zu sehen gibt", schlicht weil es sich ausschließlich um Gerüchte handelt (wie Pu244 schon schrieb). Die Presse griff dieses dankbar auf, um Geld zu verdienen und die Hater haben es vielfach rezitiert in der Hoffnung, dass man damit einen "Beleg für den Niedergang von nVidia" schaffen kann, die dann voraussichtlich/hoffentlich nicht mit RDNA2 konkurrieren können.
Unterm Strich bleibt nach wie vor: Man weiß es nicht.
Das einzige, was man weiß ist, dass a) nVidia 8LPP-Kapazitäten gebucht hat, dass b) der große Ampere bei TSMC im N7 gefertigt wird und c) nVidia's SD-Plattform Drive AGX Orin auf Samsung's 8LPP gefertigt werden wird, die bspw. zweifelsfrei ein hohes Fertigungsvolumen aufweisen wird.
Bezüglich Ampere wird man weiterhin abwarten müssen ... zumindest noch ein paar wenige Wochen ...

[...] schon möglich das man auch im 8LPP den Turbo gezündet hat oder sogar schon deutlich länger wieder etwas mit Nvidia geplant hat [...]

Ersteres ist nicht plausibel, denn der 8LPP ist und bleibt der 8LPP. Der konkurriert nicht auf einmal mit TSMCs 7 nm-Prozessen; dafür ist er jedoch auch günstiger.
Letzteres ist offensichtlich denn nVidia arbeitet schon lange mit Samsung zusammen und mit Blick auf den Orin muss so etwas auch von langer Hand vorbereitet werden.
Zudem erklärte Samsung kürzlich, dass man die Fertigungskapazitäten für 8LPP und auch 5LPE ausbauen werden. Ersteres passt recht gut zum Orin, der in 2022 in großen Stückzahlen verfügbar werden soll, muss aber natürlich nicht ausschließlich auf nVidia als Kunden zurückzuführen sein.

 

[Incredible Alk]

Das ist zwar richtig, dennoch werden die Fortschritte immer kleiner. Das ist schon lange fühlbar und sichtbar. Während es in den Jahren 2000-2010 alle 2 Jahre einen Full Node gab, der auch tatsächlich die Transistordichte teils mehr als verdoppelt hat, ist das jetzt nicht mehr so.

Klar, stimmt alles. Und auch deswegen wirds noch umso länger dauern bis irgendwas grundlegend neues kommt. Die Leute haben sich ja lange daran gewöhnt dass man nur noch alle 3-4 Jahre mal ne echte neue (nicht rebrandete) Generation bekommt und die dann irre 30% schneller ist oder sowas. 2000-2010 hätte man sich über sowas totgelacht und das zeug hätte wie beton in den Regalen gelegen, heute sind die Leute hyped wenn ein Ryzen 4000 15% schneller als ein Ryzen3000 ist und wenn eine Ampere 30% schneller als eine Turing ist (das soll nicht wertend sein gegenüber den Chips oder Firmen, nur die Lage verdeutlichen).

Und so lange die Leute +30% nach 3 Jahren genauso kaufen wie damals +80% nach 1,5 Jahren ist für die Hersteller alles super.

 

[PCGH_Torsten]

Transistordichten in Millionen Transistoren pro mm^2:

TSMC 7nm: 96,49
Intel 10nm: 106,10
Samsung 7LPP: 95,30
Samsung 5LPE: 126,53
TSMC 5nm: 185,46
Intel 7nm (*): 253,04
TSMC 3nm (*): 247,28
Samsung 3LPE (*): 216,37 (GAA statt FinFET vermutet)
(*) estimated

Von der reinen Transistordichte her sind TSMC 7, Samsung 8 und Intel 10nm grob vergleichbar. Das macht aber keine generellen Aussagen über die Leistungsfähigkeit eines Prozesses.

Hier auch die "echten" Nanometer (Metal to Pitch in nm = Mindestabstand zwischen zwei Metallschichten, das wo immer Leute Angst vor Quanteneffekten haben wenns doch nur noch 5nm wären) abseits der Marketingnamen:

TSMC 7nm: 40
Intel 10nm: 44
Samsung 7LPP: 36
Samsung 5LPE: 36
TSMC 5nm: 28
Intel 7nm (*): 32
TSMC 3nm (*): 28
Samsung 3LPE (*): 32
(*) estimated

Das einzige was tatsächlich in die Größenregionen von 5-10nm kommt sind die Dicke der Fins im finFET-Verfahren, nicht aber die eigentlichen (leitenden) Strukturen.


...und bevor jetzt einer nach der Quelle fragt - ich kann die Seiten nicht alle verlinken, da die Frage ständig kommt hab ich mir über die Monate überall ein paar Werte aus allerlei Kram zusammengesucht. Man findet aber per Google vergleichsweise viel.

Die Fins sind doch die leitenden Bereiche der Transistoren. Beim MTG Pitch sind zusätzlich auch die Abstände dazwischen enthalten, also einschließlich der (seitlich) isolierenden Teile.

Große Leistungssprünge kann man aber jetzt nicht mehr pro Fertigungsgeneration erwarten.

Es ist eher so, dass man aufpassen muss, was eigentlich eine Fertigungsgeneration ist. Wie man an Alkis Auflistung sehr schön sieht: Es gab in letzter Zeit eine Inflation von Bezeichnungen; jeder Halfnode kriegt eine deutlich niedrigere Zahl aufgeklebt. Teilweise sogar Verfeinerungen innerhalb eines Prozesses, dabei gibt es bei den immer kleineren nominellen Zahlen schon rein numerisch gar keinen Platz mehr für Zwischenstufen, ohne die folgenden Fullnodes umzubenennen. Der letzte branchenweit vereinheitlichte Node war meiner Erinnerung nach aber 22 nn, seitdem laufen die Definitionen der Hersteller immer weiter auseinander.

Am konservativsten und der alten zählweise nahesten ist dabei offensichtlich Intel, deren 7-nm-Versprechen auf dem Niveau von Samsungs 3-nm-Angaben liegen. Das heißt der nächster Fullnode nach TSMC 7 nm (beziehungsweise Intel 10 nm) kommt nicht mit diversen "6 nm"- oder "5 nm"-Variationen, sondern erst mit 3 nm. Zwar sollte auch dafür nächstes Jahr die Risikoproduktion beginnen, aber da mittlerweile ein volles Jahr mobile-Exklusivität üblich ist, werden wir entsprechende Prozessoren vermutlich erst 2023 im PC sehen. Dann ist gegenüber den 2019er 7-nm-CPUs auch eine deutliche Verbesserung zu erwarten, aber früher gab es so einen Fullnode-Leistungssprung eben alle zwei Jahre. Da gibt es heute nur noch Halfnodes und die haben auch noch nie revolutionäre Fortschritte gebracht.