News Forschung & Entwicklung: Riesige 450-mm-Wafer kommen (vorerst) nicht

Als jemand der in der Fertigung von solchem Equipment arbeitet kann ich nur sagen: Gut so. Hieß vor Jahren schonmal, wird verschoben. So 300mm Bondsysteme sind schon verdammt wuchtig, bei 450mm bräucht ich für jede Komponente zum montieren einen mobilen Kran.

An der Wafergröße hängen viel mehr Sachen als einfachr nur ein 450mm großes Stück Silizium. Wie schon erwähnt das immer schwerere Handling. Bei Lithographie Maschinen wird es immer schwieriger, die Ausleuchtung auf eine solche Fläche gleichmäßig zu verteilen, ebenso die Verteilung der Druckgleichmäßigkeit bei Bondsystemen.
Ebenfalls problematisch ist, mit immer größeren Volumen in den diversen Vakuumkammern erhöht sich die Dauer von evakuieren und belüften, was jetzt viel Zeit kostet.

Alles in allem würde sich vieles negativ auf die Yields auswirken. Und wie man sieht, hat man jetzt schon Probleme bei den immer kleineren Strukturgrößen, die Yields in akzeptable Bereichen zu bekommen. Wenn man dann noch nebenbei die Probleme bei so großen Anlagen lösen soll juckt das halt keinen der Großen. Und kleine Firme leisten sich das schon zweimal nicht.

Unsere Firma mag zwar nicht zu den großen zählen, aber ich hab bei uns erst 2 450mm Module gesehen, Wafer leider noch keinen.

onkel_axel schrieb:

Flash speicher steigt exponential. Klassische hdds nicht.

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Das mag auf die Speicherdichte bezogen richtig sein, auf die Kosten bezogen sieht das anders aus.
Die Kosten für kleinere Strukturbreiten oder mehr Layer steigen steil an. Es ist damit absehbar, dass die Kostensteigerungen die Erhöhungen der Dichte überholen. Abhängig wo man diese Grenzen sieht liegt das in einem Bereich in dem SSDs preislich mit heutigen Festplatten gleichziehen würden.

Berücksichtigt man neue HDD Technologien, die die Datendichte deutlich erhöhen ohne dabei die Kosten im gleichen Maße anzuheben, werden Flash-SSDs die HDDs preislich vermutlich niemals einholen.

Limit schrieb:

Das mag auf die Speicherdichte bezogen richtig sein, auf die Kosten bezogen sieht das anders aus.
Die Kosten für kleinere Strukturbreiten oder mehr Layer steigen steil an.

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Bei Flash hat man sowieso das Problem, dass mit kleinerer Strukturbreite die Langlebigkeit extrem sinkt weil die Elektronen durch die zu dünnen Schichten abhauen. Darum fertigen Samsung usw. die Chips auch eher in größeren Strukturen und stapeln sie planar wie beim VNAND oder nutzen TSV.

Wir können ja noch mal in 5 jahren reden, limit

Genau das tut man nämlich. Andere wege gehen. Nicht immer kleinere strukturbreiten, sondern stapeln oder nach komplett anderen technologien forschen.

Bei der speicherdichte ist man doch schon über normale hdds weit hinaus mit den 24tb im 2.5 zoll format. Und nächstes jahr sollen es schon 128tb sein

Und wenn das teil 5000 euro kostet, ist das ein tb preis unter 40 euro. Bei 3000 euro unter 25 und man ist schon günstiger als klassische 2.5 zoll hdds

Keine Sorge! 450mm kommt dann direkt zusammen mit 3nm EUV-belichteten TSV-gestapelten Indium-Germanium CPUs mit integriertem RRAM (32GB) und 256GB Cross Point Speicher

onkel_axel schrieb:

Andere wege gehen. Nicht immer kleinere strukturbreiten, sondern stapeln oder nach komplett anderen technologien forschen.

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Stapeln wird ebenso wie Shrinken teurer je weiter man es treibt und auch hier ist ein Ende des kostenmäßig sinnvollen und des technologisch machbaren in Sichtweite. Hier gelten 128 bis 256 Lagen als sinnvoll und vielleicht 512 oder 1024 als machbar. Daneben ist noch QLC in der Entwicklung, aber das ist von den Herstellern wohl in erster Linie für langsame Geräteklassen vorgesehen und dass auch nur bei geringer Schreiblast.
Ansonsten scheinen die Hersteller eher an Technologien zu forschen, die Flashspeicher ersetzen sollen. Meine Prognose diesbezüglich ist, dass Flash ersetzt wird, HDDs aber noch eine ganze Weile bleiben werden. Wenn es nur um Preis pro Kapazität geht, haben HDDs grundlegende Vorteile. Wenn es um Geschwindigkeit, Energieverbrauch und Haltbarkeit geht, haben die neuen Technologien deutliche Vorteile gegenüber Flashspeicher, warum also daran festhalten.

onkel_axel schrieb:

Bei der speicherdichte ist man doch schon über normale hdds weit hinaus mit den 24tb im 2.5 zoll format. Und nächstes jahr sollen es schon 128tb sein

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Und was soll und das sagen? Würden Platter soviel Kosten wie Wafer wäre das ein sinnvoller Vergleich, aber dem ist nicht so. Die hohen Kapazitäten werden einfach dadurch erreicht, dass man mehr Zellen verbaut. Das hilft nur leidet nichts bei den Kosten.

onkel_axel schrieb:

Und wenn das teil 5000 euro kostet, ist das ein tb preis unter 40 euro. Bei 3000 euro unter 25 und man ist schon günstiger als klassische 2.5 zoll hdds

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Schöne Rechnung nur leider liegen allein die Kosten für die Zellen einer solchen SSD momentan recht stabil bei über 20.000€.

makus schrieb:

Ich verstehe es nicht. Es geht um 150mm mehr, um nur 15cm mehr. Die tun so als ob sie zum Mars fliegen. Zweistellige Milliardenbeträge, die größten Chipkonzerne der Welt zusammen bekommen es nicht gebacken in 15 Jahren??

Ähnlich wie bei Grafikkarten die Speicherbandbreite. Eine Erhöhung von 256-Bit auf 512-Bit bringt enormen Performancezuwachs. Trotzdem machen die da so ein Drama drum und geizen damit. Es geht um 256-Bit mehr, wir haben Terabyte Festplatten und 16GB RAM und die geizen hier um die Bits. Bitte ich gebe gerne 500-1000 Bits von meiner Festplatte oder USB Stick damit ich Grafikkarte mit 1024-Bit Speicherinterface habe. Wenn ich CEO bin dann ist das 1. was ich mache. Und meinetewegen mache ich auch die WAfer um 15cm größer. Das ist echt kein Ding. Stellt euch vor die Autoindustrie braucht 30 Jahre um die Felgengröße auf was weiß ich 24" zu bringen für ein Sportwagen. Macht es doch einfach größer, es ist kein Ding.

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Ich denke du hast 0 bis überhaupt keine Ahnung von der Materie. Es sind zwar "nur" 15 cm, aber die es sind enorme Kosten die ganzen Maschinen zu beschaffen. Dann musst du die 450 mm Maschinen ordentlich auslasten können. Wenn man nie die Kosten für so eine Fertigungsanlage rein bekommt, beschafft man sie nicht. Nur weil's technisch möglich ist, muss man es doch nicht auch machen.

Dann das dumme Gewäsch mit der Speicheranbindung. Eine größere Speicheranbindung ist teurer. Verdoppelt man die Bandbreite, wird das nicht nur das doppelte Kosten. Das PCB braucht mehr Layer und die Konstruktion ist aufwendiger. Aus dem Grund vermeiden es die Hersteller. Billiger ist es den Speichertakt zu erhöhen oder pro Takt mehr Daten zu liefern.
Achja was bringt es mir eine große Speicherbandbreite zu haben, wenn ich nicht so viele Daten verarbeiten und versenden kann.

Speicheranbindung: z.B. 256 Bit
Speicherbandbreite: z.B. 3,2 GBit\s

Hier ein Rechenbeispiel aus der deutschen Wiki:
◾DDR-400: (200 MHz × 64 Bit × 2) / 8 = 3.200 MByte/s = 3,2 GByte/s
◾DDR2-800: (200 MHz × 64 Bit × 4) / 8 = 6.400 MByte/s = 6,4 GByte/s
◾DDR3-1600: (200 MHz × 64 Bit × 8) / 8 = 12.800 MByte/s = 12,8 GByte/s

Danke für die Antworten. Leider auch wieder extrem dämliche dabei. Muss das, ehrlich?

cirrussc schrieb:

Also ehrlich, mit so einer Frage in einem Technologieforum, indem es ständig um modernste Elektronik geht? Das wäre so, als wenn man in Garten-/Landschaftsbau fragt, was denn Erde ist.

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Floletni schrieb:

Ich denke du hast 0 bis überhaupt keine Ahnung von der Materie. (....)

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Dem kann ich nur zustimmen. Mit Abstand der schockierendste Beitrag in diesem Thread.

Mal davon abgesehen, dass man bei grösseren Wafern die *komplette* Produktion umstellen muss (was enorme Kosten ganz für sich alleine verursacht), ist es nicht einfach damit getan den Ofen mal eben um 15 cm aufzublasen. Je grösser der Ofen, desto schwieriger wird es, die Schmelze zu kontrollieren, die Temperaturunterschiede im Griff zu behalten und zu guter letzt für ein homogenes Ingot-Wachstum zu sorgen. Sicher könnte man innert kürzester Zeit einen 15 cm grösseren CZ-Ofen (mechanisch) konstruieren und darin Ingots herstellen. Aber die Qualität dieser Ingots und der daraus gewonnen Wafer wäre bescheiden. Und was hilft es mir dann wenn ich von 200 oder 300 mm Durchmesser mit hoher/ausreichender Ausbeute auf einen Prozess mit 450 mm wechsle, bei dem dann aber auf absehbare Zeit die Ausbeute total im Keller ist, und ich plötzlich 90% vom Material grad wieder einschmelzen kann weil es nix taugt?

Und das Speicherinterface auf einer Grafikkarte mit der Grösse einer Festplatte zu vergleichen ist... gewagt. Sagen wir es mal so.

der trollt doch nur

xplay888 schrieb:

Leider auch wieder extrem dämliche dabei. Muss das, ehrlich?

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Ja durchaus. Es ist zwar keine Schande sowas nicht zuwissen, aber für simple Begriffserklärungen kann man sich auch mal mit Google oder Wikipedia abhelfen.
Je nachdem wieviel Arbeit es für die Redaktion ist, könnte man aber sobald dass erstemal Wafer erwähnt wird einen kleinen Infotext anfügen, so wie es bei dieser News der Fall war (https://www.computerbase.de/2006-01/450-mm-wafer-erscheinen-am-horizont/) welche übrigens in dieser News verlinkt war.

Der Artikel strotzt aber so schon vor Hyperlinks, und hin und wieder sollte man einfach von einem Basiswissen ausgehen.

Snooty schrieb:

Es gibt gewisse Regeln zum Entwurf einer integrierten Schaltung (Design Rules bzw. Design zur Herstellbarkeit), damit diese einfach und kostengünstig hergestellt werden kann. Einfach mal so die Fläche bei gleichbleibender Fertigungsgröße ändern, geht nicht. Schon der Abstand zwischen zwei Leiterbahnen kann darüber entscheiden, ob man die Schaltung so herstellen kann.

Man versucht eben so viel wie möglich aus den Chips rauszuholen - solange es (mit oder ohne Kühlung) möglich ist. Wenn man sieht, was alles unternommen wird, damit mehr und mehr in Smartphones passt (Bsp. SIM-Karte -> Micro-SIM -> Nano-SIM; Wegfall der Klinkenbuchse; Displays werden immer dünner), wird man den Teufel tun und irgendwas vergrößern.

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Ja genau deswegen haben wir auch Hitzeprobleme und daran angelehnt Abstürze, throtteln, heiße Geräte usw. bei den Smartphones. Willkommen in der Wirklichkeit. Es wird mehr Leistung bereitgestellt ohne das es überhaupt von Nöten ist, ohne über die Folgen nachzudenken. Hauptsache Kunde kauft!

Ich benötige nur ein Gerät das kühl bleibt womit man die Standardsachen wie telefonieren oder Nachricht schreiben und surfen erledigt, ohne das ich da Hitzewallungen an meiner Hand bekomme nur weil so hochgelobte Stromsoarfeatures die CPU dauernd hoch und runtertakten ohne Sinn und Verstand. Das die Software der Geräte die Hardware zudem nicht richtig ansteuert, steht auf einem andere Blatt.

r4yn3 schrieb:

Ja durchaus. Es ist zwar keine Schande sowas nicht zuwissen, aber für simple Begriffserklärungen kann man sich auch mal mit Google oder Wikipedia abhelfen.

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Sehe ich genau so.

Also etwas Googlen würde die Sache vereinfachen, als so eine Frage zu stellen.

Es ist halt einfacher zu fragen als selber nachzuforschen.

makus schrieb:

Ich verstehe es nicht. Es geht um 150mm mehr, um nur 15cm mehr.....

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Richtig, du verstehst es nicht. Und anstatt zu fragen haust du hier mit falschinformationen, falschen annahmen um dich und tust so als ob es das einfachste auf der welt ist. Und willst dann noch Speicherbandbreise mit nem USB-Stick erweitern. Das ist irgendwie... nervig