Bericht: Apple sichert sich 3-nm-Fertigung bei TSMC

Vor zwei Monaten stellte Apple die neuen Macs mit M1-Prozessor vor, welchen Apple selbst entwickelt und auf der ARM-Architektur basiert. Durch den Wechsel konnte Apple die Intel-basierten Modelle bezüglich Performance und Akkulaufzeit deutlich übertreffen. Tests in der MTN-Redaktion zeigten, dass selbst ein Mac mini und MacBook Air mit M1-Prozessor einen iMac Pro mit 10-Kern-Xeon-Prozessor übertreffen.


Apple scheint mit den neuen M1-Macs ein beeindruckender Schritt nach vorne gelungen zu sein – und mitverantwortlich für die Leistungswerte ist die geringe Strukturbreite der Prozessoren: Apple fertigt den A14 im iPhone und iPad wie auch den M1-Chip bei TSMC mit einer Strukturbreite von 5 nm. Dies führt dazu, dass die Apple-Prozessoren deutlich weniger Abwärme erzeugen als ähnliche Intel-Prozessoren mit größeren Strukturbreiten.

Apple sichert sich 3- und 4-nm-Produktion
Laut einem chinesischen Bericht soll sich Apple bereits weitere Produktionskapazitäten bei der Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (kurz: TSMC) gesichert haben. Momentan nutzt Apple mit dem A14 und dem M1 fast die vollständigen 5-nm-Fertigungskapazitäten von TSMC aus – und es ist damit zu rechnen, dass andere Großkunden auch beim 3-nm-Prozess das Nachsehen haben. Beim 4-nm-Prozess könnte dies aber anders sein, da auch Qualcomm zur Fertigung bereitsteht.

TSMC plant, 2022 eine Fertigung von Chips im 3-nm-Verfahren anbieten zu können – 2021 soll die Testproduktion beginnen. Vor der Einführung will TSMC dem Bericht nach noch ein weiteres Produktionsverfahren einführen – nämlich mit 4 nm. Ob Apple dieses Verfahren beim 2021 kommenden A15 einsetzen wird oder im Jahr 2022 mit dem A16 direkt auf 3 nm setzt, ist unbekannt. Vor einem Monat kamen aber Gerüchte auf, dass Apple mit dem A15 bereits auf eine Strukturbreite von 4 nm setzen wird. TSMC will Kunden, welchen das 3-nm-Verfahren zu teuer ist oder wenn keine Kapazitäten mehr verfügbar sind, mit dem 4-nm-Verfahren eine Alternative bieten. TSMC hofft mit diesem Schritt die Lebensdauer der Fertigungsanlagen zu verlängern, welche momentan Chips im 5-nm-Verfahren herstellen und sich auf 4-nm umstellen lassen.

Samsung auch mit 3 nm, Testproduktion reibungslos
Konkurrent Samsung avisiert ebenfalls für 2022 die Fertigung im 3-nm-Verfahren an – doch wird TSMC mit dem eigenen Produktionsverfahren etwa ein halbes Jahr früher auf dem Markt sein. Bei TSMC gelingt Branchenbeobachtern nach die interne Testfertigung aktuell reibungslos – Samsung hat aber noch größere Probleme.

Kommentare

iRadio28.12.20 10:10
Die Strukturbreite hat doch nichts mit dem Verfahren zu tun? Das 5nm Verfahren ist doch nur ein Name und sagt nicht aus dass es Teile mit einer Strukturbreite von 5nm gibt. Falls ich falsch liege darf man mich gerne korrigieren.
+1
colouredwolf28.12.20 10:53
iRadio
Die Strukturbreite hat doch nichts mit dem Verfahren zu tun? Das 5nm Verfahren ist doch nur ein Name und sagt nicht aus dass es Teile mit einer Strukturbreite von 5nm gibt. Falls ich falsch liege darf man mich gerne korrigieren.

Je kleiner die Struktur desto kürzer muß die Wellenlänge bei der Belichtung sein. Es kann sein, dass sie mit den Anlagen von 5 nm evtl. auch noch 4 nm belichtend können.
Bei 3 nm benötigt man da andere Belichter.

Vielleicht liege ich auch falsch, aber grundlegend ist die Wellenlänge des Lichtes der limitierende Faktor bei der Auflösung. Deswegen kommt man mit optischen Mikroskopen nur bis zu einer gewissen Vergrößerung.
-1
iRadio28.12.20 11:09
colouredwolf
iRadio
Die Strukturbreite hat doch nichts mit dem Verfahren zu tun? Das 5nm Verfahren ist doch nur ein Name und sagt nicht aus dass es Teile mit einer Strukturbreite von 5nm gibt. Falls ich falsch liege darf man mich gerne korrigieren.
Je kleiner die Struktur desto kürzer muß die Wellenlänge bei der Belichtung sein. Es kann sein, dass sie mit den Anlagen von 5 nm evtl. auch noch 4 nm belichtend können.
Bei 3 nm benötigt man da andere Belichter.

Vielleicht liege ich auch falsch, aber grundlegend ist die Wellenlänge des Lichtes der limitierende Faktor bei der Auflösung. Deswegen kommt man mit optischen Mikroskopen nur bis zu einer gewissen Vergrößerung.

Also was ich vor kurzem gesehen habe ist, dass die Struktur von 14nm Intel Chips fast gleich groß ist wie 7nm bei TSMC. Dabei werden bei beiden Verfahren keine 7 oder 14nm erreicht. Vielmehr beruht die nm Angabe auf der Tatsache dass die doppelte Anzahl von Transistoren verbaut werden kann wenn man diese um den Faktor 0.7 verkleinert. Tatsächlich werden aber eine Vielzahl von Verbesserungen vorgenommen und einfachheitshalber bleibt man einfach bei der nm Benennung obwohl das nur ein Name ist. Soweit ich weiß ist Intel’s 14nm chip dichter bestückt als AMD`s 7nm Chips jedoch ist AMD trotzdem schneller.

Mein Wissen beruht rein auf YouTube und stimmt sicher nur halb. Dass die Struktur dennoch verkleinert wird stimmt sicher und das mit der Wellenlänge auch. EUV ist meine ich das aktuelle Verfahren. Mit einer Wellenlänge von 13.5nm.
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oxid
oxid28.12.20 11:19
colouredwolf
iRadio
Die Strukturbreite hat doch nichts mit dem Verfahren zu tun? Das 5nm Verfahren ist doch nur ein Name und sagt nicht aus dass es Teile mit einer Strukturbreite von 5nm gibt. Falls ich falsch liege darf man mich gerne korrigieren.
Je kleiner die Struktur desto kürzer muß die Wellenlänge bei der Belichtung sein. Es kann sein, dass sie mit den Anlagen von 5 nm evtl. auch noch 4 nm belichtend können.
Bei 3 nm benötigt man da andere Belichter.

Vielleicht liege ich auch falsch, aber grundlegend ist die Wellenlänge des Lichtes der limitierende Faktor bei der Auflösung. Deswegen kommt man mit optischen Mikroskopen nur bis zu einer gewissen Vergrößerung.

ich verstehe nicht ganz was die (optische) wellenlänge des lichts hier mit den prozessoren zu tun hat. hier wird doch nichts optisch übertragen oder verarbeitet…?
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oxid
oxid28.12.20 11:23
ok. ich habe gerade hier nachgelesen… allerdings ist das noch keine gängige praxis wie ich verstanden habe.

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iRadio28.12.20 11:26
oxid
ok. ich habe gerade hier nachgelesen… allerdings ist das noch keine gängige praxis wie ich verstanden habe.


Das Licht wird benötigt um die Chips zu produzieren (belichten der waver).
+1
marcel15128.12.20 13:00
iRadio
Die Strukturbreite hat doch nichts mit dem Verfahren zu tun? Das 5nm Verfahren ist doch nur ein Name und sagt nicht aus dass es Teile mit einer Strukturbreite von 5nm gibt. Falls ich falsch liege darf man mich gerne korrigieren.

Das ist richtig. 5nm TSMC wäre z.B. nicht mit Intel 5nm vergleichbar.
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