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Aktualisierte Fertigungsverfahren-Roadmap: 20nm faktisch gestrichen, 14/16nm leicht später

Nach der Aktualisierung der AMD-Prozessoren Roadmap, der Intel-Prozessoren Roadmap sowie der AMD & nVidia Grafikkarten-Roadmap verdient nun auch noch die Fertigungsverfahren-Roadmap ein Update – auch wenn es gegenüber dem letzten Stand vom August 2014 nicht wirklich erbauliches zu berichten gibt. Denn primär hat sich alles wieder nur verschoben – wie dies allerdings nicht unüblich ist im Feld der Halbleiterfertigung, wo Termintreue vielleicht ein Ziel darstellt, welches aber mit zunehmend kleineren Fertigungsgrößen auch immer schwieriger zu halten ist. Zu beachten wäre bei dieser Roadmap sowie den begleitenden Ausführungen, daß sich jene ausschließlich auf große Prozessoren und Grafikchips konzentrieren, nicht auf SoCs und ähnlich kleine, Wattage-schwache Chips. Letztere lassen sich üblicherweise sehr viel früher in einem neuen Fertigungsverfahren herstellen als die wirklich großen Chips, da letztere meistens viel größere Chipflächen belegen, teilweise deutlich höhere Taktfrequenzen aufweisen und vor allem für einen gänzlich anderen Stromverbrauch gemacht sind.

Die Terminverschiebungen machen dabei auch vor Intel nicht halt, welche ihre 14nm-Fertigung im Bereich der "ernsthaften" Chips nun erst im Januar 2015 (Ultrabook-Modelle von Broadwell) in kaufbarer Form in den Markt entlassen konnten – und damit mehr als ein halbes Jahr nach dem ursprünglich anvisierten Releasetermin im Frühsommer 2014. Auch die nachfolgende 10nm-Fertigung wird eine rein praktische Verschiebung erfahren müssen: Obwohl bereits die 10nm-Testproduktion bei Intel anläuft und man zum Jahresende 2015 technologisch spruchreif sein will, soll die erste 10nm Prozessoren-Generation "Cannonlake" nun nicht mehr Mitte 2016, sondern erst im ersten Quartal 2017 antreten. Wenigstens scheint man für die nachfolgende 7nm-Generation nunmehr doch noch nicht auf die (sehr teure) EUV-Lithographie angewiesen zu sein, sondern dieses vielleicht 2019 in kaufbaren Produkten resultierendes Fertigungsverfahren noch mit der "normalen" Belichtungstechnologie anzugehen versuchen.

Bei dem führenden Auftragsfertiger TSMC scheint die existierende 20nm-Fertigung nun nirgendwo für große Prozessoren und Grafikchips genutzt zu werden, sondern primär nur für einige Mobile-SoCs. Selbst TSMC räumt der 20nm-Generation nur einen vergleichsweise kurzen Lebenszyklus von nur einem Jahr ein, wonach schon die 16nm-Fertigung zur SoC-Fertigung spruchreif werden soll. Für große Prozessoren und Grafikchips wird man jedoch nicht auf den Standard-Prozeß "16FF" setzen, sondern auf die verbesserte Variante "16FF+" – welche den Performance-Abstand zu den 14nm-Angeboten von Intel und Samsung/GlobalFoundries schließen soll, dafür aber eben auch einige Monate später kommt als der Standard-Prozeß. Damit musste der geschätzte Erscheinungstermin kaufbarer Produkte mit TSMCs 16nm-Fertigung leicht auf "Anfang bis Mitte 2016" korrigiert werden, da nunmehr entsprechende Releases direkt zum Jahresanfang 2016 nicht mehr garantiert werden können. Wahrscheinlich dürfte hierbei allein nVidia aktiv werden, während AMD versucht sein dürfte, alle kommenden Fertigungsaufträge zu GlobalFoundries umzuleiten.

Dabei wird GlobalFoundries ähnlich wie TSMC keine breite 20nm-Fertigung auflegen. Denn selbst wenn mit dem Xbox-One-SoC nun ein recht großer und vergleichsweise stromfressender Chip in der 20nm-Fertigung von GlobalFoundries kommen soll, so hat dies doch keine Bewandtnis bezüglich PC-Produkten ähnlicher Größe. Obwohl augenscheinlich verfügbar, wird AMD somit keine seiner Prozessoren und Grafikchips in der 20nm-Fertigung von GlobalFoundries auflegen, die Vorteile dieser Fertigung sollen (mangels 3D-Transistoren) zu gering sein. Daher steht bei GlobalFoundries auch schon die von Samsung lizenzierte 14nm-Fertigung im Blickfeld – zu welcher Samsung selber große Fortschritte erzielt hat, deren zeitnahe Umsetzung bei GlobalFoundries allerdings vollkommen in der Schwebe stehen. Deswegen kann man auch bei GlobalFoundries derzeit leider nur ungenau auf "Anfang bis Mitte 2016" bezüglich erster Prozessoren und Grafikchip in der 14nm-Fertigung schätzen.

GlobalFoundries Intel TSMC
45nm Januar 2009 (Phenom II) Januar 2008 (Core 2 Penryn) -
40nm - - April 2009 (RV740)
32nm Juni 2011 (Llano) Januar 2010 (Nehalem Clarkdale) -
28nm Januar 2014 (Kaveri) - Januar 2012 (Tahiti)
22nm - April 2012 (Ivy Bridge) -
20nm laut Roadmap H1/2014
kaufbare Produkte geschätzt Mitte 2015 (Xbox One)
- -
16nm - - laut Roadmap November 2013
kaufbare Produkte geschätzt Anfang-Mitte 2016
14nm laut Roadmap Ende 2014
kaufbare Produkte geschätzt Anfang-Mitte 2016
Januar 2015 (Broadwell) -
10nm laut Roadmap Ende 2015
kaufbare Produkte geschätzt 2018
laut Roadmap Ende 2015
kaufbare Produkte Q1/2017 (Cannonlake)
laut Roadmap 2017
kaufbare Produkte geschätzt 2018
7nm ? laut Roadmap 2017
kaufbare Produkte geschätzt 2019
?
3D-Transistoren ab der 14nm-Fertigung (2016) ab der 22nm-Fertigung (2012) ab der 16nm-Fertigung (2016)
EUV-Lithographie ? wahrscheinlich ab 5nm derzeit bis einschließlich 10nm nicht geplant
450mm-Wafer ? Richtung 2023 ?
Alle Eintragungen beziehen sich allein auf große Prozessoren und Grafikchips, nicht auf SoCs oder sonstige kleinere Chips!
Die Namen insbesondere der neueren Fertigungsverfahren werden inzwischen weitgehend aus Marketing-Erwägungen festgelegt und haben nicht wirklich etwas mit der real verwendeten Technik bzw. Strukturgröße zu tun.

Bei beiden Intel-Kontrahenten sind die Fertigungsverfahren unterhalb von 14/16nm noch zu weit in der Ferne, um wirklich genauere Angaben machen zu können – die üblichen Vorhersagen beider Chipfertiger sind sowieso Marketing-getränkt und damit zumeist wenig glaubhaft. So wie es derzeit aussieht, bleibt es beim technologischen Vorsprung Intels gegenüber wenigstens TSMC und GlobalFoundries von ungefähr einem Jahr – was immerhin besser ist als zuletzt, wo Intel auch gern mal zwei Jahre voraus war. Offen muß bleiben, ob Samsung und deren wirklich aggressive Fertigungsverfahren-Roadmap hier noch mitspielen können: Für die SoC-Fertigung scheint es Samsung jetzt wissen und selbst mit Intel gleichziehen zu wollen – aber ob Samsung selber irgendwann Aufträge für große Prozessoren und Grafikchips bekommt, ist eher ungewiß. Wenn, dann würde hierfür fast nur nVidia in Frage kommen, denn Intel läßt nichts wichtiges fremdfertigen und AMD wird zukünftig immer nur GlobalFoundries bemühen, sofern jene nicht all zu sehr zurückhängen.