Beim japanischen PC Watch (maschinelle Übersetzung ins Deutsche) hat man sich mit der Frage beschäftigt, wieso AMD bei Zen 2 auf ein Chiplet-Design setzt. Dabei nennt man als primäre Ursache die steigenden Kosten mit jedem Fertigungsverfahren – wobei der Kostenanstieg vom 14/16nm-Node auf den 7nm-Node besonders drastisch ausfallen soll. So haben sich die Kosten für einen 250mm² großen Chip zwischen 45nm und 14/16nm schon fast verdoppelt, nun aber soll allein der Sprung von 14/16nm auf 7nm eine erneute Kostenverdopplung mit sich bringen. Die hierzu angeführte Folie stammt von AMD selber, dürfte jedoch halbwegs korrekt sein, da AMD die 7nm-Fertigung letztlich auch selber benutzt. Trifft die angeführte Kostensteigerung grob in diesem Rahmen zu, zwingt die 7nm-Fertigung rein von der Kostenseite eigentlich zur Halbierung der Chipfläche (gegenüber vergleichbaren 14/16nm-Chips) – ansonsten würde der herauskommende 7nm-Chip glatt doppelt so teurer herauskommen, was nicht bei jedem damit erstellten Produkt am Markt wirklich darstellbar ist.

Steigende Kosten mit jedem neuen Fertigungsverfahren

Dies betrifft sicherlich zuerst LowCost- und Mainstream-Chips, die einen bestimmten Preisbereich nicht verlassen dürfen, um weiterhin in Menge gekauft zu werden – für jene ist eine derart krasse Kostensteigerung tödlich. Nicht umsonst ist die 7nm-Fertigung derzeit zuerst einmal eine Spielwiese von grundsätzlich an mehr Performance interessierten Produkten – während Standard-Chips weiterhin auf früheren Fertigungsverfahren wie 22nm (Billig-Abwandlung von 28nm) oder 11/12nm (Billig-Anwandlungen von 14/16nm) gefertigt werden. Aber selbst ein gutklassiger PC-Chip wie eben ein Ryzen-Prozessor kann es sich sicherlich nicht leisten, zwischen 14/16nm und 7nm nun plötzlich mit doppelter Kostenlage hergestellt zu werden, da sich auch bei diesen Produkten der Verkaufspreis an den Marktverhältnissen orientieren muß und demzufolge nicht (in größerem Maßstab) so einfach erhöht werden kann. AMD war hier also letztlich dazu gezwungen, die Chipfläche (speziell des 7nm-Parts) nicht so groß werden zu lassen – die Auslagerung des I/O-Teils in einen extra Chip unter der vergleichsweise günstigen 14nm-Fertigung stellt hierbei die letztlich gewählte Lösung dar.

Mit im Feld der betroffenen Produkte liegen aber auch hochpreisige Chips, welche preislich vielleicht schon ausgereizt sind und wo also weitere Preiserhöhungen dann nur deutliche Umsatzeinbrüche nach sich ziehen würden – hier kann man an nVidias Grafikchips zu den derzeit von nVidia aufgerufenen (hohen) Grafikkarten-Preise denken, welche sich wahrscheinlich kaum noch bedeutsam steigern lassen. Nominell sollte nVidia aufgrund dieser Kostenlage dazu gezwungen sein, die Chipflächen seiner 7nm-Generation "Ampere" gegenüber deren Vorgängern aus der (in der 12nm-Fertigung hergestellten) Turing-Generation zu halbieren – womit der Enthusiasten-Chip der Ampere-Generation bei knapp unter 400mm² Chipfläche herauskommen würde. Andererseits sind Grafikchip-Entwicklern gerade im Gegensatz zu den Prozessoren-Herstellern viel eher gezwungen, das maximal mögliche an Chipfläche zu investieren – immerhin führt bei Grafikchips kein anderer Weg zu zuverlässig mehr Performance als schlicht der Verbau von mehr Hardware-Einheiten, respektive mehr Transistoren. Ein gewisses Maß kann nVidia sicherlich durch Architektur-Verbesserungen, höhere Taktraten sowie durch eine bessere Flächenskalierung der 7nm-Fertigung als den Faktor 2 herausholen.

Vermutlich reicht dies aber nicht aus, um eine wirklich neue Grafikchip-Generation zu begründen – gerade nach der diesbezüglich arg unterdurchschnittlichen Turing-Generation. Damit wird wohl auch nVidia in den sauren Apfel beißen müssen und bei seiner 7nm-Generation mehr Chipfläche belegen, als es gemäß der reinen Kosten-Rechnung sinnvoll wäre. Dies kann dann durchaus in nochmals steigenden Grafikkarten-Preisen münden – oder aber nVidia versucht dies selbst aufzufangen, was dann allerdings den bislang verwöhnten nVidia-Aktionären wenig schmecken wird. Zwar bietet die mittels TSMCs verbessertem 7FF+ Fertigungsverfahren kommende EUV-Belichtung eine gewisse Kostenreduktion, da die neue Beleuchtungstechnologie einige Fertigungsschritte deutlich vereinfacht. Doch trotz das erwartet wird, das nVidia mit seiner ersten 7nm-Generation auf die Verfügbarkeit von 7FF+ wartet, bietet auch die EUV-Belichtung nur ein paar Prozente an Vorteil – und damit nichts, was einem Faktor 2 irgendwie nahekommen könnte. Zudem ist das grundsätzliche Problem der steigenden Kosten mit jedem neuen Fertigungsverfahren damit überhaupt nicht aus der Welt, sondern wird bei allen nachfolgenden Fertigungsverfahren immer wieder erneut auf den Tisch kommen.