Foundry: TSMC strebt 3-nm-Chip-Produktion für 2022 an

TSMC hat auf einer Veranstaltung in Asien für Zulieferer seine Zukunftspläne erläutert. Diese zeigen eine stetige Kadenz, die, wenn sie so umgesetzt werden kann, imposant ist. Auf die 5-nm-Fertigung, die bereits im ersten Halbjahr 2020 in Serie starten soll, wird binnen zwei Jahren ein 3-nm-Chip folgen.

5-nm-Chips ab kommendem Jahr

Wie mehrere asiatische Seiten vom TSMC Supply Chain Management Forum am gestrigen Tage berichten, sind TSMCs Ziele weiterhin sehr ehrgeizig. Nachdem der größte Auftragshersteller der Welt im Oktober bereits erklärt hatte, dass die Yield-Kurve für den N5 genannten Prozess „gut“ aussehe, wird nun die Serienproduktion für das erste Halbjahr 2020 angepeilt. Das passt zu den vorangegangenen Generationen, in denen immer im Frühjahr der Übergang der sogenannten risk production in die Massenproduktion erfolgte, um im Herbst die finalen Produkte, in der Regel Smartphones, mit diesen Chips im Handel zu halten.

Auch die 7-nm-Produktion wird weiter ausgebaut

Parallel zur 5-nm-Produktion wird aber auch die aktuell extrem gefragte 7-m-Produktion ausgebaut. Dies ist auch nötig, um den Zwischenschritt N6 mit 6 nm an den Start zu bringen, der als optimierte und zugleich kostengünstige zweite Welle der 7-nm-Chips ab Ende 2020 vermarktet werden soll. N6 setzt dabei bei N7+, also der EUV-Fertigungsstufe, an, wird jedoch einen Layer zusätzlich mit EUV belichten.

Wie TSMCs CEO vor einigen Wochen erklärte (PDF), wurden sie von der extremen Nachfrage von vielen Partnern zur gleichen Zeit in den vergangenen sechs Monaten quasi überfahren. Denn noch im Frühjahr dieses Jahres waren die 7-nm-Produktionslinien nicht ausgelastet.

Well, compared with 6 months ago, we are a little bit kind of conservative at the time because of our 7-nanometer's utilization is quite low. So we become conservative. But then in these 6 months, a lot of things changed.

TSMC CEO C.C. Wei

Große Partner wie Apple, bei dem die Nachfrage nach den neuen iPhones viel höher ist als im Jahr zuvor, sowie AMD mit einer Vielzahl an 7-nm-Produkten, wollen nun zusätzlich wie auch neue Kunden plötzlich aber mehr Chips, was die Sache noch komplizierter macht. Schnell ist von angeblichen Yield-Problemen die Rede, die jedoch ohne Basis oder Faktencheck genannt werden, so wie kürzlich in chinesischen Medien, die Ausgangswerte für den Produktionsbeginn alias initial production verglichen haben, aus dem per ungenauem Google-Übersetzer für viele Medien der aktuelle Yield der Serienproduktion wird.

Die Nachfrage nach 7-nm-Chips ist laut TSMC auf einen Schlag viel zu groß geworden und kann nicht so schnell wie gewünscht von nur einem Hersteller weltweit adressiert werden. AMD gibt dabei als ein Abnehmer auch zu, sich verschätzt zu haben.

We're getting great supply from our partner TSMC. Like any new product, there is a long lead time for semiconductor manufacturing, so you have to guess where the consumers are going to want their products. Lisa [Su] talked about the demand simply being higher than we anticipated for our higher-performance and higher-ASP [products], the Ryzen 3900 series. We've now had time to adjust and get the orders in to accommodate that demand. That's just a natural process; in a way, it’s a good problem to have. It means the demand was even higher than we originally thought.

AMD CTO Mark Papermaster

Um der massiv gestiegenen Nachfrage zu begegnen hatte TSMC die Ausgaben kurzfristig um 40 Prozent gesteigert. Das Niveau soll auch im kommenden Jahr gehalten werden, da die Nachfrage erst einmal wohl nicht abnehmen werde. Qualcomm kündigte passend dazu an, das neue Flaggschiff Snapdragon 865 auf TSMCs 7-nm-Prozess zu setzen. Qualcomm setzt bewusst auf diesen Prozess, da sehr große Kapazitäten benötigt werden, das SoC wird im kommenden Jahr in Millionen Smartphones anzutreffen sein. Dieses setzt auf die Fertigungsstufe N7P, dem zweiten regulären N7-Prozess, während N7+ die EUV-Auskopplung dazu ist.

3 nm soll die Erfolgsstory fortsetzen

Beim 3-nm-Prozess sieht sich TSMC exakt im Zeitplan. Die Leistung soll noch einmal deutlich ansteigen, obwohl TSMC weiterhin auf klassische FinFETs setzen und noch nicht den Schritt zu Gate All Around (GAA) gehen wird. Diesen hatte Foundry-Mitbewerber Samsung als erstes auf den Schirm gebracht und wollte den laut ursprünglichen Plänen bereits 2021 anbieten. Es könnte demnach zum direkten Showdown mit TSMCs 3-nm-Prozess im Jahre 2022 kommen.

We are working with customers on N3 and the technology development progress is going well. Our N3 will be anotherfull node from our N5 with PPA gain similar to the gain from N7 to N5. We expect our 3-nanometer technology will be the most advanced foundrytechnology in both PPA and transistor technology when it is introduced.

TSMC