News 3-nm-GAA-Fertigung: Samsung startet Produktion der modernsten Chips

[Volker]

Artikel-Update: Heute hat Samsung wie zuletzt erwartet offiziell die „initiale 3-nm-Produktion“ gestartet, heißt es in einer Presseaussendung. Dabei bewirbt der Hersteller noch einmal explizit die Vorteile des ersten GAA-Prozesses gegenüber FinFETs, wählt als Vergleichsbasis aber auch den letzten ursprünglichen Prozess in 5 nm und keine Verbesserung wie 4 nm. Gegenüber 5 nm sollen die neuen Chips bis zu 45 Prozent weniger Strom aufnehmen, oder die Leistung um 23 Prozent steigern und 16 Prozent weniger Fläche belegen.

Dass der erste Prozess in GAA aber noch längst nicht perfekt ist, schreibt Samsung bereits mit Blick auf die zweite Generation: 50 Prozent geringerer Energiebedarf oder ein Leistungsplus bei bis zu 30 Prozent (gegenüber 5 nm) sind noch verhältnismäßig kleine Anpassungen, vor allem nun soll jedoch die Fläche um bis zu 35 Prozent reduziert werden.

[Bilder: Zum Betrachten bitte den Artikel aufrufen.]​

Als Zielgruppe nennt Samsung die ersten „chips for high performance, low power computing application and plans to expand to mobile processors“. Was genau produziert wird, nennen Foundries wie üblich nicht, das übernehmen später die Kunden in ihren Ankündigungen selbst.

 

[Crifty]

Man kann nur hoffen das Samsung etwas Konkurrenzfähiges damit in der Pipeline hat, sonst werden bald die Preise bei TSMC ins Fantasy Genre abdriften.

 

[Rage]

@Volker Im letzten Satz "Was genau produziert wird, nennen Foundries wie üblich nicht, dass übernehmen später die Kunden in ihren Ankündigungen selbst." gehört ein "das" statt einem "dass".

 

[heroesgaming]

Aufschließen? Samsungs 4LPE war bereits 6 Monate vorher massentauglich. TSMC kommt jetzt erst mit N4 an. Im Vergleich etwas verbessert aber das ist ein halbes Jahr später auch zu erwarten. Mehr als 10% mehr Leistung gibts beim 8+Gen 1 auch nicht. Als Abnehmer der + Chips kommen nur die neue Fold Serie von Samsung oder etwas von Xiaomi für diesen Herbst in Frage. Alles keine großen Zugpferde wie im Frühjahr. Samsung hat jetzt ebenfalls 4LPP am laufen und produziert damit Googles Tensorchip fürs kommende Pixel 7 im Herbst. Mit diesem muss sich der + messen.

Ja, aufschließen. Samsungs Prozesse sind nicht direkt mit TSMCs vergleichbar, du kannst nicht 4LPE dem N4 der Konkurrenz gegenüberstellen, eine frühere Massentauglichkeit anführen und das als Basis für einen vermeintlichen Vorsprung (oder nicht vorhandenen Rückstand) Samsung angeben. Fakt ist, dass Samsungs Prozesse stets Chips mit wesentlich schlechteren elektrischen Eigenschaften produzieren als TSMCs. Chips aus deren Produktion bleiben dank geringerer Leckströme kühler, arbeiten effizienter und erreichen daher, falls gewünscht, auch höhere Taktraten.

Qualcomms Flaggschiff-Neuauflage und der damit verbundene Wechsel zu TSMC kommen nicht von ungefähr, auch Nvidia wechselt mit Lovelace zurück. Die Unterschiede in der Leistung der Prozesse sind bedeutend.

Und natürlich kommt der nächste Google Tensor wieder von Samsung - es handelt sich ja auch erneut um ein Exynos-Derivat. Brauchbar wird der Chip schon sein, Mediateks Dimensity-Chips (8100, 9000, 9000+) dürften aber dank TSMC-Prozess genauso vorneliegen wie der Snapdragon 8+ Gen 1.


@topic:

Umso wichtiger ist es allerdings auch, dass Samsung jetzt als erste Foundry den Schritt zu GAA macht. Innovation auf Risiko voranzutreiben, ist die einzige Möglichkeit, ein Aufschließen zu TSMC möglich zu machen. Wenn die Yields erstmal schlecht sein sollten, ist das vor dem HIntergrund dieses Ziels vorerst zweitrangig, solange man dann in zweiter oder dritter Generation brauchbare GAA-Prozesse am Laufen hat

 

[drago-museweni]

Ich hoffe das alles läuft wie geplant, und Samsung wieder eine Alternative zu TSMC wird.

 

[Atent12345]

@facepoop Samsung hat bis heute keinen 5nm class node. Der wurde eingestellt. 4nm LPE ist 7nm+++ von Samsung. Da ist eher TSMCs 6nm node die Konkurrenz.

 

[Eneloop]

Technologisch ist Samsung somit vor TSMC. Da sollte man doch etwas Anerkennung schenken statt wieder mal draufzudreschen. Samsung war in dem Geschäft nie Platzhirsch, ja das Unternehmen ist sogar relativ neu im Foundary-Geschäft und wenn man sich überlegt, wie schnell das Unternehmen auf Platz 2 geschafft hat, dann ist das schon beachtenswert. Abgesehen davon ist es generell gut, wenn ein Unternehmen in welchem Bereich auch immer nicht so dominant ist. Das gilt natürlich auch für Samsung im Bereich DRAM.

 

[ETI1120]

sonst werden bald die Preise bei TSMC ins Fantasy Genre abdriften.

Wann hast Du das letzte Mal bei ihnen etwas gekauft?

Bei den Bruttomargen der Halbleiterunternehmen scheint sich das fertigen bei TSMC zu lohnen

Technologisch ist Samsung somit vor TSMC.

Wenn man den Ankündigungen von Samsung glaubt.

Aber das tun die Kunden nicht.

Samsung will unbedingt ERSTER rufen. Im übrigen werden bei den Meldungen Risc Production und HVM HVP wild durcheinander geworfen.

Edit: Und wenn ,man sich erinnert, wurden vor einem halben Jahr von diese Quellen Meldungen verbreitet AMD und Qualcomm (komplett) würden zu Samsung wechseln. Obwohl Leute, die sich auskennen, längst gesagt hatten dass Nvidia mit RTX 4000 und Qulcomm mit seinen High-End SoCs von Samsung zu TSMC wechseln wird.

Solange Nvidia nicht neue Produkte oder Qualcomm keine High End SoC bei Samsung fertigen lässt, kann man alle Meldungen schlicht ignorieren. Den die wissen was die Prozesse wirklich taugen.

 

[heroesgaming]

Solange Nvidia nicht neue Produkte oder Qualcomm keine High End SoC bei Samsung fertigen lässt, kann man alle Meldungen schlicht ignorieren. Den die wissen was die Prozesse wirklich taugen.

Dass 3GAE zum Start erstmal nicht für riesige Chips wie Desktop- und Datacenter-GPUs eignet, ist ja klar. Nvidias Wechsel zu TSMC ist daher nur folgerichtig, da man auf einem 5nm-Tier-Node produzieren möchte. Im Endeffekt war man ja bereits mit Ampere eine Fertigungsstufe hintendran (Samsung 8nm-Prozess ist im Endeffekt ein 10nm-Tier-Node und nicht direkt mit TSMCs N7 vergleichbar) und wollte das diesmal vermeiden. Monster-GPUs wie jene, die offenbar geplant sind, brauchen den mit dem Wechsel einhergehenden Fortschritt, der sich im Endeffekt auf zwei Fertigungsschritte auf einmal beläuft, aber auch einfach. Ampere war ja schon sehr energiehungrig, jedes Quäntchen Mehreffizienz dürfte willkommen sein.

Und was Qualcomm angeht, dürfte Samsung erstmal kein passendes Volumen anbieten können. Mal sehen, wie das dann mit 3GAP aussehen wird.

Samsung will unbedingt ERSTER rufen.

Sie müssen das aber auch irgendwie, wenn sie langfristig konkurrieren möchten. Große Schritte nach vorne sind schlicht nötig, sonst wird's damit nicht laufen.

 

[ETI1120]

Dass 3GAE zum Start erstmal nicht für riesige Chips wie Desktop- und Datacenter-GPUs eignet, ist ja klar.

Das was jetzt angekündigt wurde ist die bestenfalls die Risk Production.

Wobei es so ist, dass TSMC mit den Fehlerraten bei denen Samsung in die HVP geht wohl nicht einmal die Risk Production startet.

Sie müssen das aber auch irgendwie, wenn sie langfristig konkurrieren möchten.

Wenn sie konkurieren wollen, müssen sie mit ausgereiften Prozessen mit niedrigen Fehlerraten antreten.

Samsung beherrscht momentan keinen 5 nm Prozess (beherrschen = mit niedrigen Fehleraten prouzieren). Demnächst wollen sie mit einen 3 nm Prozess in die HVP gehen und jetzt mit einen 3 nm GAAFET-Prozess in die Risk Production. Kann das gut gehen?

Um ein Bild zu verwenden: Turmspringer 1 kann keinen Salto. Turmspringer 2 beherrscht den Salto blind und traniert am 2-fachen Salto. Weil Turmspringer 2 besser als Tumspringer 2 sein will traniert er gleich den 3-fachen Salto. Kann das gut gehen?

Große Schritte nach vorne sind schlicht nötig, sonst wird's damit nicht laufen.

Mit einem großen Schritt nach vorne hat Intel seinen Vorsprung verspielt. In einem schwierigen Umfeld hohes Risiko einzugehen ist das beste Rezept für Versagen.

Du solltest die ganzen Meldungen in diesem Kontext sehen.

https://semianalysis.com/samsung-el...-in-samsung-foundry-lsi-and-even-dram-memory/

Andere Websites die sich auf Halbleiter spezialisiert haben äußern sich ähnlich.

 

[bensen]

Alles keine großen Zugpferde wie im Frühjahr. Samsung hat jetzt ebenfalls 4LPP am laufen und produziert damit Googles Tensorchip fürs kommende Pixel 7 im Herbst. Mit diesem muss sich der + messen.

Der Tensor SoC wird schlecht dastehen, weil er in 4LPP gefertigt wird.
Es geht beim 8+Gen 1 auch nicht nur um die höhere Performance, sondern um die gleichzeitige Reduzierung der elektr. Leistung.
4LPP ist auf N7 Niveau, wenn überhaupt.
Ich finde leider die Seite nicht, welche die Effizienz verschiedener SoC dargestellt hat, also Benchmark-Punkte über elektr. Leistung aufgetragen.
Unabhängig von der Implementierung der Arm Kerne konnte man den Fertigungsprozess ablesen. Weit vorne Mediatek, da die auf N5 und N4 setzen.


Was du weiter oben schreibst ist ganz großer Käse. Der Name selber sagt rein gar nichts aus. Samsung hat bis heute nichts, was an N5 ran kommt. Und den gibt es schon seit zwei Jahren.

Ergänzung (30. Juni 2022)

Technologisch ist Samsung somit vor TSMC.

Sie gehen damit als erster in die "Massenproduktion". Im kleinen wird das TSMC auch schon produzieren. Wer es als erster wirklich zur Reife bringt ist ne andere Frage.
Und zu guter letzt muss der Prozess einfach gut sein. Wir das erreicht wird, ist egal. Siehe EUV. Samsung hat früh drauf gesetzt, war dann aber kaum eher fertig und hatte dann keine Chance gegen TSMC ohne EUV.
Ich hoffe das wiederholt sich nicht.

 

[ETI1120]

Der Tensor SoC wird schlecht dastehen, weil er in 4LPP gefertigt wird.
Es geht beim 8+Gen 1 auch nicht nur um die höhere Performance, sondern um die gleichzeitige Reduzierung der elektr. Leistung.
4LPP ist auf N7 Niveau, wenn überhaupt.

Aus dem Jahr 2019!

We believe TSMC’s 5nm process will significantly outperform Samsung’s 5nm process in all key metrics and represent the highest density logic process in the world when it ramps into production next year.​

Dass Scotten Jones recht hatte siehe unten.

Leider haben hat er keinen Teaser zu 3 nm bei SemiWiki veröffentlicht.
Ich gehe aber davon aus das Daniel Nenni die Daten von Scotten Jones zu 3 nm kennt und seine Einschätzung darauf beruht.

Unabhängig von der Implementierung der Arm Kerne konnte man den Fertigungsprozess ablesen. Weit vorne Mediatek, da die auf N5 und N4 setzen.

Ich kenne nur das von Golden Reviewer

oder das ohne Dimensity 9000

Bei Mobilphone SoC ist die Effizienz entscheidend.

Nach diesem Vergleich waren im März meine allerletzten Restzweifel an den Gerüchten verflogen, dass Qualcomm mit den High End SoC zu TSMC wechselt:

Was du weiter oben schreibst ist ganz großer Käse. Der Name selber sagt rein gar nichts aus. Samsung hat bis heute nichts, was an N5 ran kommt. Und den gibt es schon seit zwei Jahren.

Das eigentliche Problem ist, dass die wenigen außenstehende Leute, die es wirklich wissen, die Detailinformationen nicht weitergeben. Denn sie leben davon diese Informationen zu verkaufen. Also gibt es bestenfalls Appendizer. Oder Aussagen, die glauben kann oder auch nicht. Es sind dann solche Dinge wie die Tests oben oder der SD 8+ Gen 1 die diese Aussage Jahre später bestätigen.

Und es gibt jede Menge Leute die das PR-Geschwätz von Samsung weitertragen. Und nur deshalb kommt die desolate Lage der Samsung Foundry nur langsam ans Licht. Aber das eigentliche Problem ist, dass Samsung immer so weitermacht und das Vorgehen nicht ändert. Samsung Semiconductor verdient ja kräftig mit DRAM und Flashspeicher.

Kannst Du Dir vorstellen wie frustrierend es für einen Prozessingenieur sein muss, wenn die Bosse einen Prozess der nicht ansatzweise läuft als fertig ankündigen? Wie sollen diese Leute Verbesserungen durchsetzen, wenn eigentlich alles in Ordnung ist? Sehr schnell geht ein großer Teil der Arbeit drauf, weil man den Kunden das Problem verschleiern muss. Anstatt die Prozesse zu optimieren.

Ich finde, dass Qualcomm mit purer Absicht Samsung Foundry schlecht aussehen lies. Sie haben den SD 8+ Gen 1 unverändert zu TSMC gegeben. Damit ist offensichtlich wie schlecht die Fertigung bei Samsung ist.
Eigentlich kann dies die Konzernleitung von Samsung nicht ignorieren.

Aber da das Spiel immer so weitergeht sehe ich schwarz. Ich frage mich wie Samsung seine Fabriken auslasten will. Und eine nagelneue Fabrik die mit 20 % Kapa fährt kann selbst Samsung Semicondutor nicht mehr verstecken.

Bei Intel habe ich inzwischen verstanden was die Vorhaben. Und das ist nachvollziehbar. Mit der eigene Fertigung erst Mal auf HP setzen und die neuen Prozesse erst Mal nur mit HP hochziehen. Alles was HD benötigt bei TSMC fertigen lassen. Bis dann auch die HD-Bibliotheken und die darauf aufbauende IP bereitstehen.

 

[guggi4]

Man kann nur hoffen, dass es nicht wie bei EUV laufen wird. Dort war Samsung auch "Erster", allerdings ist man dem Konkurrenz Node N7 in allen Belangen (zeitlich, elektrisch, yield) unterlegen gewesen. Auch die frühe Erfahrung mit EUV hat wohl für zukünftige Nodes nichts gebracht, wenn man sich die Unterlegenheit gegenüber N5 ansieht.

 

[ETI1120]

Man kann nur hoffen, dass es nicht wie bei EUV laufen wird.

Hoffen darf man. Erwarten darf man es nicht.

Wer immer dasselbe tut darf nicht überrascht sein wenn immer dasselbe rauskommt.

 

[bensen]

Ich kenne nur das von Golden Reviewer
Anhang anzeigen 1233927

War ein Video auf chinesisch, aber selbsterklärende Diagramme. Hätte auch small cores mit dabei. Zwar nur Geekbench Werte, aber immerhin.

Ich finde, dass Qualcomm mit purer Absicht Samsung Foundry schlecht aussehen lies. Sie haben den SD 8+ Gen 1 unverändert zu TSMC gegeben. Damit ist offensichtlich wie schlecht die Fertigung bei Samsung ist.

Naja, wahrscheinlich eher pure Verzweiflung. Vor allem auch bei 778G vs 780G. In dem Bereich bringt man nicht mal eben ein zweites Design auf die Spur. Die haben einfach nichts fertig gebracht und Qualcomm brauchte ne Alternative.
Qualcomm wird auch weiterhin bei Samsung fertigen, wenn der Preis stimmt. Aber nicht mehr die Topmodelle. Da sah Qualcomm die letzten zwei Generationen echt schlecht aus was Effizienz angeht. Dass es nicht die Implementierung ist zeigt Samsung mit Exynos und Tensor, sie sind nochmal ein Stück schlechter.

 

[ETI1120]

Qualcomm wird auch weiterhin bei Samsung fertigen, wenn der Preis stimmt.

Keine Frage.

Qualcomm fährt die Strategie durch Zusammenarbeit mit mehreren Foundries nicht vom einer Foundry abhängig zu sein. Und bei den Preisverhandlungen knall hart zu sein. Sie sind groß genug, um die Zusammenarbeit mit mehreren Foundries bewältigen zu können.

Außerdem ist Samsung auch Kunde von ihnen. Und da kann man nicht so einfach sagen, ich lasse bei Dir gar nichts mehr fertigen. Ich habe gelesen, dass Qualcomm Fertigungsaufträge von anderen Foundries zu Samsung verschieben soll. Der 14 nm Node ist gut. Und bei 7 nm ist der Rückstand noch nicht so gravierend