3-nm-Fertigung mit GAAFETs soll sich bei Samsung bis 2024 verzögern

[PCGH-Redaktion]

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Laut ursprünglichen Plänen von 2019 sollte Samsungs erste Halbleitermassenproduktion mit "Gate-All-Around"-Feldeffektransistoren (GAAFETs) und 3-Nanometer-Strukturbreite bereits in diesem Jahr anlaufen. Nun ist jedoch von allerfrühestens 2023 die Rede.

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[Krabonq]

Laut Einschätzung von techpowerup.com bedeutet die Verzögerung, dass Samsung gemeinsam mit Intel bei der Foundry-Technologie deutlich hinter TSMC zurückfallen wird.

Beide sind schon klar mind. einen Schritt hinter TSMC. Intel sogar deutlich.

 

[wuselsurfer]

Ich hab GaAs Fets gelesen, ich Dummerchen.

 

[Emil_Esel]

das klingt als müssten wir uns an die aktuellen preise eher gewöhnen wenn TSMC wirklich richtig davon zieht...

 

[gerX7a]

Eher nicht, denn die aktuelle Situation hat nichts damit zu tun, dass alle ausschließlich bei TSMC fertigen wollen aber nicht können. TSMCs CEO selbst sagte vor einigen Wochen sinngemäß, dass er grundsätzlich kein Kapazitätsproblem sehe, sondern hier Zuliefererprobleme und Hamster-Verhalten/Hortung von wichtigen Komponenten zu der beobachteten Knappheit führten.
Zudem, was an der absoluten Fertigungsspitze stattfindet ist für den allgemeinen HighEnd-Halbleitermarkt eher weniger relevant, da es hier nur wenige Player gibt, die sich diese Kosten erlauben und frühstmöglich auf die neuesten und teuersten Nodes wechseln.
Beispielsweise wenn Intel erst (und dann tatsächlich?) in 2023 mit ihren 7nm in den Markt kommt (Xe-HPC wird es gar schon 2022 geben, aber das ist nur ein einzelnes (bekanntes) Produkt mit 7nm) sind die dennoch sehr gut aufgestellt, da bspw. AMD auch erst im 2HJ22 auf TSMCs 5nm umsattelt.
Beispielsweise Pat Gelsinger erklärte vor einigen Wochen, dass man sich für den Zeitrahmen 2024/25 wieder mit an der technologischen Fertigungsspitze sehe. Ob ihnen das tatsächlich gelingen wird, wird man natürlich abwarten müssen, das Potential haben sie aber sicherlich bei deren Ressourcen und gemeinhin wirft man, auch wenn es leicht erscheint, einen derartige Aussage dennoch nicht leichtfertig in den Raum.

*) Zur besseren Einordnung: Dem bisherigen Vernehmen nach rangiert Intels 7nm (P1276) zwischen TSMCs 5 nm und 3nm, d. h. die Prozesseckdaten gehen schon über die von TSMCs-Node hinaus, d. h. wenn Intel hier wieder zu einer erfolgreichen Implementation zurückfindet (die waren ja nicht umsonst jahrelang führend in der Fertigung), dann hätten die die Distanz schon signifikant verringert und wenn man mal von der reinen Verfügbarkeit absieht, denn für TSMC-Kunden ist es ein Unterschied, was TSMC anbietet und was die Kunden dann auch tatsächliche unter einer P/L-Betrachtung nutzen, ist es bei Intel eher so, dass die auch zeitnah ihren aktuellsten Node für ihre Topprodukte nutzen, schlicht weil das die In-house-Fertigung ist.

 

[Technologie_Texter]

TSMC investiert einfach viel mehr und geht immer auf Nummer sicher.

Neben 2nm in GaaFET entwickeln sie noch 2,5nm in FinFET.
2,5nm basiert auf dem 3nm-Node.

Falls mit 2nm alles nach Plan läuft, hat TSMC sicher auch kein Problem die Auftragsbücher für 2,5nm voll zu bekommen

 

[BigBoymann]

in 2023 mit ihren 7nm in den Markt kommt - AMD auch erst im 2HJ22 auf TSMCs 5nm umsattelt.

Das ist für uns hier eigentlich der wichtigste Aspekt, denn meines Wissens nach läuft 3nm doch schon, Apple soll doch bereits den M1 (oder dessen Nachfolger) in Auftrag gegeben haben und ein Release im Frühjahr 22 war angedacht.

Das Intel und Samsung derzeit schwer im Schatten von TSMC stehen, denke ich braucht man nicht anzuzweifeln. Die machen in den letzten Jahren einen excellenten Job und gehen ihre Linie Schritt für Schritt durch. Alles klappt nicht, aber man hat das Gefühl, dass bei allen anderen noch viel mehr nicht klappt. Wenn man jetzt überlegt, wie aufwendig GAAFET zu sein scheint und dann feststellt, dass die Vorteile so viel geringer ausfallen als ursprünglich angenommen, dann scheint TSMCS Verzicht wieder einmal goldrichtig gewesen zu sein.

Ich denke Ende nächsten Jahres wird 3nm dann auch soweit sein, dass man x86 CPUs und/oder GPUs damit fertigen kann und nicht mehr auf die kleinen SoCs beschränkt bleibt. Fraglich dann, und damit schließt sich der Kreis wer dies wann nutzen will / kann! AMD wird ja quasi Wochen vorher erst mit 5nm um die Ecke kommen und Sinn einen zweiten Chip in 3nm zu bringen wird es wohl kaum machen. Daher denke ich, dass man frühestens im vierten Quartal 22 Chips auf 3nm Basis bringen wird.

 

[gerX7a]

Die N3-Risk-Production läuft in diesem Halbjahr an (die Serienfertigung ist für Herbst 2022 vorgesehen), x86 wird den Node aber noch lange nicht verwenden und bspw. Apple verwendet nächstes Jahr "nur" den N4, eine Optimierung/Weiterentwicklung des N5.

"Daher denke ich, dass man frühestens im vierten Quartal 22 Chips auf 3nm Basis bringen wird.", wie gesagt, gesichert nicht für x86, aktuell dürfte wohl 2024 ein realistisches Datum für erste N3-Produkte im x86-Markt sein. AMD kommt im 2HJ22 gerade mal erst mit dem N5(P), d. h. dass die schon in 2023 auf den N3 wechsel erscheint aus Gründen der Wirtschaftlichkeit höchst unwahrscheinlich.
Ergänzend wäre bei AMD aufgrund der weiter steigenden Kosten auch ab Zeitpunkt X eine Aufteilung der Entwicklung/Fertigung denkbar, d. h. Consumer-Produkte bleiben länger auf einem etablierten, älteren Node, während man vorerst nur die margenträchtigen Serverprodukte auf einen neueren Node umzieht.
Erste Anzeichen sieht man bspw. schon in 2022 mit den APUs, die das ganze Jahr über auf dem N6 (mit Zen3+) verbleiben werden.

Zu den möglichen Vorteilen: Die fallen nun anscheinend im Samsung-Prozess geringer aus als mal ursprünglich angekündigt. Das muss bei den anderen Herrstellern aber nicht zwangsweise auch der Fall sein. Samsung bildet bspw. mit dem, was sie als 5 nm bezeichnen das Schlusslicht im Vergleich zu Intel und TSMC. (Wie schon erklärt gehen Intels 7nm, soweit bisher bekannt, schon deutlich über TSMCs 5nm hinaus). Was Intel mit GAAFETs (bei denen "5nm") und TSMC damit realiisieren können werden, kann durchaus anders aussehen.

@Technologie_Texter: Mit den Auftragsbüchern hat TSMC so oder so keine Probleme und die Probleme dürfen sie auch grundsätzlich nicht haben, weil sie bei den Investitionssummen ansonsten beträchtliches Geld verlieren. Eine sehr hohe Auslastung der Kapatzitäten ist hier zwingende Voraussetzung für die Investitionsspirale, die sie angekündigt haben und selbst bei der fragen sich jetzt schon Analysten, wie TSMC das finanziert bekommen will.

 

[BigBoymann]

Die N3-Risk-Production läuft in diesem Halbjahr an (die Serienfertigung ist für Herbst 2022 vorgesehen), x86 wird den Node aber noch lange nicht verwenden und bspw. Apple verwendet nächstes Jahr "nur" den N4, eine Optimierung/Weiterentwicklung des N5.

"Daher denke ich, dass man frühestens im vierten Quartal 22 Chips auf 3nm Basis bringen wird.", wie gesagt, gesichert nicht für x86, aktuell dürfte wohl 2024 ein realistisches Datum für erste N3-Produkte im x86-Markt sein. AMD kommt im 2HJ22 gerade mal erst mit dem N5(P), d. h. dass die schon in 2023 auf den N3 wechsel erscheint aus Gründen der Wirtschaftlichkeit höchst unwahrscheinlich.
Ergänzend wäre bei AMD aufgrund der weiter steigenden Kosten auch ab Zeitpunkt X eine Aufteilung der Entwicklung/Fertigung denkbar, d. h. Consumer-Produkte bleiben länger auf einem etablierten, älteren Node, während man vorerst nur die margenträchtigen Serverprodukte auf einen neueren Node umzieht.
Erste Anzeichen sieht man bspw. schon in 2022 mit den APUs, die das ganze Jahr über auf dem N6 (mit Zen3+) verbleiben werden.

Zu den möglichen Vorteilen: Die fallen nun anscheinend im Samsung-Prozess geringer aus als mal ursprünglich angekündigt. Das muss bei den anderen Herrstellern aber nicht zwangsweise auch der Fall sein. Samsung bildet bspw. mit dem, was sie als 5 nm bezeichnen das Schlusslicht im Vergleich zu Intel und TSMC. (Wie schon erklärt gehen Intels 7nm, soweit bisher bekannt, schon deutlich über TSMCs 5nm hinaus). Was Intel mit GAAFETs (bei denen "5nm") und TSMC damit realiisieren können werden, kann durchaus anders aussehen.

@Technologie_Texter: Mit den Auftragsbüchern hat TSMC so oder so keine Probleme und die Probleme dürfen sie auch grundsätzlich nicht haben, weil sie bei den Investitionssummen ansonsten beträchtliches Geld verlieren. Eine sehr hohe Auslastung der Kapatzitäten ist hier zwingende Voraussetzung für die Investitionsspirale, die sie angekündigt haben und selbst bei der fragen sich jetzt schon Analysten, wie TSMC das finanziert bekommen will.

Wenn ich mich nicht täusche, dann habe ich bereits Ende letzten Jahres von einer bisher reibungslosen Testfertigung des N3 bei TSMC gehört.

Im März kamen dann die Verlautbarungen, dass die Massenproduktion im vierten Q 2022 laufen soll, alles hinsichtlich der M1 Nachfolger bei Apple, also kein x86.

Ob AMD dann wirklich mehr als ein Jahr braucht, ist glaube ich abzuwarten. Denke schon, dass man vieleicht ein Produkt schon in 3nm platzieren möchte in 2023, aber auch sprach ich vermutlich von Ende 23, evtl. ja dann auch RDNA Geschichten.

Bzgl. GAAFETs kann ich dir natürlich nicht widersprechen (habe ich oben ja auch nicht wirklich getan), aber ich glaube schon, dass die Technik an sich bei allen ähnlich ist und alle mit ähnlichen Problemen und Optimierungen arbeiten. Bin mir nicht sicher ob die Strukturgröße einen merklichen Einfluss auf den Gewinn von GAAFETs hat, da ja letztlich die Kontaktfläche in einem sehr ähnlichen Verhältnis zu FINFET bleibt, ob jetzt 5nm oder 3nm oder 1nm. (also bspw. hat GAAFET 150% der Kontaktfläche von FINFET, das Verhältnis müsste bleiben wenn die Strukturgröße sich ändert).
Aber sicher sein kann man sich natürlich nicht.

Vor allem aber wollen wir mal hoffen, dass alle drei die Probleme schnell und zeitnah lösen können, 1nm NanoSheet wäre doch auch was feines

 

[gerX7a]

Nein, reibungslos ist so was grundssätzlich nie und vor ein paar Monaten gab es eine News die sich auf Samsung und TSMC gleichermaßen bezog und hier Verzögerungen/Probleme bei 3 nm thematisierte. Aktuell ist TSMC aber bestrebt das alles im Plan zu halten und kommuniziert auch entsprechend eifrig.
Und wie gesagt, es ist ein Unterschied was TSMC anbietet und was konkrtet für das eine oder andere Unternehmen wirtschaftlich ist. 3nm von AMD für Consumer-Produkte bereits Ende 2023, also unmittelbar folgend auf die 5nm-Erstveröffentlichung werden nur dann kommen, wenn der Druck durch die Konkurrenz zu groß zu werden droht.

Letzteres ist nun übrigens durchaus möglich wie ich gerade las, denn gemäß Nikkei Asia News wird Apple einer der ersten Nutzer des N3 sein. Zum Entsetzen so mancher Fans (nicht auf dich bezogen) nannten die jedoch im gleichen Atemzug auch Intel als einen der ersten Nutzer des N3:

Apple and Intel become first to adopt TSMC's latest chip tech

Taiwanese company remains vital partner for American tech giants

asia.nikkei.com

Entsprechend wäre es tatsächlich denkbar, dass AMD schon im 2HJ23 zwangsweise nachziehen muss, weil sie andernfalls ins Hintertreffen zu geraten drohen.

Zu GAAs: Das habe ich auch nicht als Widerspruch verstanden, wollte nur erklären und wie gesagt, bspw. Samsung's 5LPE, obwohl explizit mit einer "5" vorne weg, ist weit Weg von TSMCs 5nm (N5 und N5P) und noch weiter weg von Intels 7nm (P1276).

RDNA ist für AMD übrigens das gleiche Problem: Wirtschaftlichkeit. Nur sehr kleine Marktanteile und absehbar noch viel weniger im professionellen Segment. Auch hier würde man wohl tendenziell eher länger bei einem kostengünstigeren Node verbleiben. Eine frühe Nutzung von 5nm bspw. dürfte eher für etwas wie CDNA2 zu erwarten sein.
Beispielsweise für RDNA3 würde ich mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit den N6 und nicht etwa einen 5nm-Node erwarten, denn der Marktdruck ist hier für AMD vergleichsweise gering, da nVidia Consumer-Produkte bestenfalls auf dem 5LPE fertigen wird.