Chip-Produktion vorgezogen: TSMC verspricht 4-Nanometer-Chips schon für Herbst
Wafer
(Bild: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd.)
Risikoproduktion des neuen N4-Prozesses soll ein Quartal früher als erwartet beginnen: höhere Leistung, Energieeffizienz und Transistordichte als N5-Fertigung.
Der taiwanische Halbleiterhersteller TSMC hat erklärt, dass die Fertigung von Mikrochips im 4-Nanometer-Prozess bereits im dritten Quartal aufgenommen wird. Das ist etwas früher als erwartet, denn zuvor ging man vom vierten Quartal aus für die Risikoproduktion des neuen N4-Prozesses. Außerdem bekräftigt TSMC seine Pläne, die Massenfertigung von Chips im 3-Nanometer-Prozess in der zweiten Hälfte 2022 zu beginnen.
Aktuell produziert TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation) High-End-Prozessoren mit 5 Nanometer Spurbreite, zum Beispiel für AMD und Apple. Die Massenfertigung des N5-Prozesses wurde 2020 aufgenommen. Der N4-Prozess ist als Weiterentwicklung von N5 ein Zwischenschritt auf dem Weg zur 3-Nanometer-Fertigung und bislang hieß es, dass die Produktion bis Ende 2021 begonnen werde. Nun ist die N4-Risikoproduktion für das dritte Quartal 2021 vorgesehen.
N4 und N5A als Zwischenschritte zu N3
Die N4-Produktion soll laut Mitteilung von TSMC sowohl Leistung als auch Energieeffizienz und Transistordichte erhöhen [1] im Vergleich zur N5-Fertigung. Dabei sollen auch die Schichten der Masken reduziert werden bei gleichzeitig hoher Kompatibilität zum N5-Design, sodass die Chip-Entwickler keine großen Änderungen vornehmen müssen.
Für die Automobilbranche hat TSMC den neuen N5A-Prozess als weiteres Mitglied der 5-Nanometer-Serie vorgesehen. Dieser soll anspruchsvollen Anforderungen wie KI-unterstützter Fahrzeugsteuerung und der Digitalisierung von Armaturenbrettern dienen. Einzelheiten zur N5A-Fertigung nannten die Taiwaner nicht, aber sie soll ebenfalls im dritten Quartal 2021 zur Verfügung stehen.
3-Nanometer-Chips in Serie ab Herbst 2022
Gleichzeitig betont TSMC, dass die Entwicklung des N3-Prozesses im Zeitplan liegt. Die Massenfertigung dieser 3-Nanometer-Chips soll wie vorgesehen in der zweiten Jahreshälfte 2022 aufgenommen werden. Wie schon im Sommer 2020 angekündigt, steigert TSMCs 3-Nanometer-Prozess die Leistung um bis zu 15 Prozent [2] bei gleichem Stromverbrauch verglichen mit N5. Alternativ sinkt die Leistungsaufnahme bei gleicher Performance um 25 bis 30 Prozent.
Die Transistordichte erhöht sich vom N3- zum N5-Prozess um 70 Prozent, also bekommt man deutlich mehr Logikblöcke in den neuen Chips unter. Allerdings skalieren SRAM-Speicherzellen mit gerade einmal 25 Prozent gestiegener Dichte deutlich schlechter. Das gesamte Platzersparnis dürfte bei Prozessoren und Grafikchips mit hohen Cache-Anteilen also niedriger ausfallen.
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[1] https://pr.tsmc.com/english/news/2831
[2] https://www.heise.de/news/Halbleiterfertigung-TSMCs-3-Nanometer-Prozess-steigert-Leistung-um-15-Prozent-4878242.html
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