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Intel möchte 14-nm-Produktion dieses Jahr starten

mhab

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<p><img src="/images/stories/logos/intel3.jpg" width="100" height="100" alt="intel3" style="margin: 10px; float: left;" />Der Chipriese Intel liegt laut eigenen Angaben zufolge im Zeitplan und wird die Massenproduktion mit dem neuen 14-nm-Prozess noch im Jahr 2013 starten können. Aktuell setzt Intel bei seinen Prozessoren auf die 22-nm-Produktion und somit wäre dies nochmals eine deutliche Verkleinerung der Schaltkreise. Zudem sollen auch die noch kleineren 10-nm-Chips im Zeitplan liegen und hier hält Intel ebenfalls an seinen Plänen fest, die Produktion gegen Ende 2015 zu starten.</p>
<p>Durch die Fortschritt des 14-nm-Prozesses steht der geplanten Veröffentlichung von Broadwell und dem Verkaufsstart Mitte 2014 eigentlich nichts mehr im Weg. Aber natürlich dürfen dabei keine...<br /><br /><a href="/index.php/news/hardware/prozessoren/25265-intel-moechte-14-nm-produktion-dieses-jahr-starten.html" style="font-weight:bold;">... weiterlesen</a></p>
 
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marvinator

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Ja, Apple hat diese Strategie wahrscheinlich patentiert und gibt nur AMD eine Lizenz ab. :d
 

derpeter210

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150.000 Femtometer!

Und ich dachte die Ruhen sich aus und ballern erst wieder los, wenn AMD hinterherkommt.

bei so viel unkenntnis muss ich einfach mal klugscheißen:
1. 150.000 femtometer sind 150 pikometer.
2. die größe eines atoms, also seines durchmessers, hängt vom jeweiligen atom ab. man kann daher nicht pauschal sagen, wie groß ein atom ist.
3. wasserstoff bspw. ist das kleinste atom und hat einen durchmesser von 50 pikometern. gold hingegen hat z.b. einen durchmesser von 270 pikometern.
 

Deepy

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Die typische Bindungslänge (also Atomabstand) im Siliziumkristall beträgt übrigens ca. 235pm = 0,235nm :) Quelle - Gitterkonstante, die Bindungslänge ist dann Gitterkonstante * Wurzel(3)/4 aus geometrischen Überlegungen für die Kristallstruktur, in der sich Silizium anordnet (Diamantstruktur)
Insofern sind 0,1nm garnicht so weit entfernt...

Welche Stoffe verwendet man neben Silicium bei der Produktion der Wafer/CPUs?

Ob das nun auch auf aktuelle CPUs zutrifft, oder ob es da Geheimrezepte gibt, kann ich nicht genau sagen, typischerweise werden die Siliziumwafer mit Bor, Arsen, Phosphor, Gallium dotiert (Dotierung (Halbleiter) um n- oder p-dotierte Bereiche herzustellen.
 
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Unrockstar

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Naja ich denke kaum, dass 2013 die Yields schon sogut laufen, dass Intel 2014 dann in 14nm Produzieren kann. Wie ja schon mehrfach gesagt. irgendwann ist ende der Fahnenstange und soweit sind wir vom Ende garnicht mehr entfernt.. Entweder muss Intel neue Prozesse finden, oder aber die CPUs müssen auf dem gleichen Prozess immer Leistungsfähiger werden, man hebelt aber somit das Moore'sche Gesetz aus:
Mooresches Gesetz Denn es wird schwerfallen auf dem gleichen Prozess immer Leistungsfähiger zu werden

Wird intressant wie die Halbleiterbranche 2020 dann dasteht
 

Neurosphere

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Die typische Bindungslänge (also Atomabstand) im Siliziumkristall beträgt übrigens ca. 235pm = 0,235nm :) Quelle - Gitterkonstante, die Bindungslänge ist dann Gitterkonstante * Wurzel(3)/4 aus geometrischen Überlegungen für die Kristallstruktur, in der sich Silizium anordnet (Diamantstruktur)
Insofern sind 0,1nm garnicht so weit entfernt...

Die Frage ist ob sich die Atome unbedingt in dem Gitter anordnen müssen.


Ob das nun auch auf aktuelle CPUs zutrifft, oder ob es da Geheimrezepte gibt, kann ich nicht genau sagen, typischerweise werden die Siliziumwafer mit Bor, Arsen, Phosphor, Gallium dotiert (Dotierung (Halbleiter) um n- oder p-dotierte Bereiche herzustellen.

Die Dotierung ist aber extrem gering, 10^7 zu 1.


Man möchte auf jeden Fall noch wesentlich weiter runter. 2010 hat man den ersten Transistor in 4nm "gebaut" und auch 1nm scheinen möglich. Das einzige was problematisch zu sein scheint ist eine wirtschaftliche Fertigung und Probleme wie Elektronenmigration, wobei man für sowas immer irgendwelche Lösungen gefunden hat.

Rechnet man sowas mal auf die Größe eines bisheringen Chips hoch liegen zwischen 22nm und 1nm immerhin nen Größenfaktor von fast 500.

Ganz interessant:
Samsung- 5 nm is Not a Limit to Silicon Scaling

Hier ist von 1.2 nm die Rede, aber wie man bisher aus der Halbleitergeschichte gelernt hat ändert sich die Ansicht für "Unmöglich!" alle paar Jahre.
 

fdsonne

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Ich denke auch, das ist das größte Problem... Was mich aber wundert nach solchen Meldungen. Intel scheint aktuell mehr oder weniger keine nennenswerten Probleme zu haben.
Ich könnte mich täuschen, aber vor Ende 2013/Anfang 2014 wird es bei TSMC und Co. wohl nichtmal im Ansatz massentaugliche 22/20nm geben. Wärend Intel schon munter an der nächsten bzw. übernächsten Stufe arbeitet.

Wenn Intel Ende 2015 nach Plan die 10/11nm lostritt, werden wir wohl 2017/2018 die ersten wirklichen Probleme bekommen.
Vllt kann man durch verwendung anderer Materialien das "Ende" noch einen Schritt oder vllt auch ein paar mehr Schritte rauszögern. Aber Stand heute sind wir dem Ende nach herkömmlicher Denkweise wohl näher als irgendwann je zuvor. -> behaupte ich.

Als damals in den achtziger Jahren noch von den Grenzen gesprochen wurde, war man Jahre/Jahrzente davon entfernt. Somit hatte man auch viel viel mehr Zeit sich den Problemen zu stellen. Aktuell scheint es aber irgendwie so gar keinen Lösungsansatz zu geben, der überhaupt brauchbar zu sein scheint.
Das Stapeln der Transistoren um mehr Schaltungen auf gleicher Fläche zu bringen usw. sind ja bestenfalls kurzzeitige Problembekämpfer.
Es macht den Eindruck, als stochere man nach wie vor massiv im dunkeln, was mögliche Alternativen angeht... Oder habe ich was verpasst?
 

Neurosphere

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Ich denke auch, das ist das größte Problem... Was mich aber wundert nach solchen Meldungen. Intel scheint aktuell mehr oder weniger keine nennenswerten Probleme zu haben.
Ich könnte mich täuschen, aber vor Ende 2013/Anfang 2014 wird es bei TSMC und Co. wohl nichtmal im Ansatz massentaugliche 22/20nm geben. Wärend Intel schon munter an der nächsten bzw. übernächsten Stufe arbeitet.

TSMC muss den Prozess aber für eine ganze Reihe von Produkten entwickeln wärend Intel sich immer nur auf eine handvoll Prozessoren beschränkt.

Wenn Intel Ende 2015 nach Plan die 10/11nm lostritt, werden wir wohl 2017/2018 die ersten wirklichen Probleme bekommen.
Vllt kann man durch verwendung anderer Materialien das "Ende" noch einen Schritt oder vllt auch ein paar mehr Schritte rauszögern. Aber Stand heute sind wir dem Ende nach herkömmlicher Denkweise wohl näher als irgendwann je zuvor. -> behaupte ich.

Falsch, siehe oben.

Als damals in den achtziger Jahren noch von den Grenzen gesprochen wurde, war man Jahre/Jahrzente davon entfernt. Somit hatte man auch viel viel mehr Zeit sich den Problemen zu stellen. Aktuell scheint es aber irgendwie so gar keinen Lösungsansatz zu geben, der überhaupt brauchbar zu sein scheint.

Eigentlich auch falsch. Eigentlich hat man das Ende immer vor Augen gesehen weil man sich nicht vorstellen konnte sowas noch fertigen zu können. Bisher hat man es aber immer irgendwie hinauszögern können.

Das Stapeln der Transistoren um mehr Schaltungen auf gleicher Fläche zu bringen usw. sind ja bestenfalls kurzzeitige Problembekämpfer.
Es macht den Eindruck, als stochere man nach wie vor massiv im dunkeln, was mögliche Alternativen angeht... Oder habe ich was verpasst?

Nein, Alternativen gibt es viele. Die Frage ist eigentlich nur was sich durchsetzen wird.

Stapeln erhöht ja ebenfalls auch noch die Effizienz der Chips, solange man sie nicht nur Plump übereinander legt sondern die Transistoren auch im Dreidimensionalen Raum miteinander verbindet.
 

fdsonne

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Neuro, Intel fertigt genau so viel die anderen für viele Bereiche... So pauschal kann man das nicht sagen.

Und ein pauschales Falsch auf irgend einer! Meldung zu bringen, ist auch nicht so gerade förderlich.
In nem Artikel der c't stand mal was von Intel meine bei 5nm das Limit zu sehen, aufbauend auf den damals aktuell bekannten Materialen. Aufgrund der Heisenbergschen Unschärferelation...
Auch las ich mal was in einem Artikel der PCGH, das man mit anderen Materialien ggf. noch mehr erreichen kann.
Wo sich aber so ziemlich alle Spekulanten einig sind, irgendwo im Bereich 2020 rum wird es Alternativen brauchen ;) zur aktuellen Umsetzung. Und das sind gemessen stand heute gerade mal 7 Jahre, vllt 8, wenn es schlechter läuft.


Das größte Problem, was ich aber für absehbare Zeit sehe, es gibt aktuell keine fähigen Alternativen zur Halbleiterindustrie. Sicher forscht man an diversen anderen Sachen mit Hochdruck. Keine Frage.
Nur was passiert, wenn wir in 5-6 Jahren, vllt auch was länger, wirklich an dem Punkt sind, wo es schwieriger wird und Alternativen wirklich notwendig werden? Wer soll das zahlen?
Ein kompletter Umstieg auf ganz andere Techniken dürfte vergleichsweise extrem teuer werden... Ich seh die Preise schon ins unbezahlbare steigen ;)
Vor allem ist es ja nach wie vor so, die Halbleiterindustrie boomt zwar massiv. Aber ein in meinen Augen großer Teil davon kommt von reichlich Subventionen. Man könnte fast sagen, die Hersteller kalkulieren mit den Geldern der jeweiligen Staaten.
Das wird dem kaufwilligen Bürger früher oder später auf die Füße fallen, da gehe ich jede Wette ein ;)
 
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Neurosphere

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Neuro, Intel fertigt genau so viel die anderen für viele Bereiche... So pauschal kann man das nicht sagen.

Naja, was denn noch? Chipsätze etc gehen erst wesentlich später in die kleinere Fertigung. X79 und Z77 sind zB noch in 65nm gefertigt.

Und ein pauschales Falsch auf irgend einer! Meldung zu bringen, ist auch nicht so gerade förderlich.
In nem Artikel der c't stand mal was von Intel meine bei 5nm das Limit zu sehen, aufbauend auf den damals aktuell bekannten Materialen. Aufgrund der Heisenbergschen Unschärferelation...

Mehr habe ich ja nicht gesagt. Man weiß nicht wie man etwas fertigen soll, was aber nicht heißt das es unmöglich ist. Das Intel zb 22nm fertigt ohne eine andere Lithografietechnik verwenden zu müssen galt vor geraumer Zeit auch als unmöglich.

Auch las ich mal was in einem Artikel der PCGH, das man mit anderen Materialien ggf. noch mehr erreichen kann.
Wo sich aber so ziemlich alle Spekulanten einig sind, irgendwo im Bereich 2020 rum wird es Alternativen brauchen ;) zur aktuellen Umsetzung. Und das sind gemessen stand heute gerade mal 7 Jahre, vllt 8, wenn es schlechter läuft.

Ja, da gibt es noch Möglichkeiten. Wohl am förderlichsten wären afaik Transistoren aus Graphen, an denen auch schon wehemend geforscht wird.

Das größte Problem, was ich aber für absehbare Zeit sehe, es gibt aktuell keine fähigen Alternativen zur Halbleiterindustrie. Sicher forscht man an diversen anderen Sachen mit Hochdruck. Keine Frage.
Nur was passiert, wenn wir in 5-6 Jahren, vllt auch was länger, wirklich an dem Punkt sind, wo es schwieriger wird und Alternativen wirklich notwendig werden? Wer soll das zahlen?
Ein kompletter Umstieg auf ganz andere Techniken dürfte vergleichsweise extrem teuer werden... Ich seh die Preise schon ins unbezahlbare steigen ;)
Vor allem ist es ja nach wie vor so, die Halbleiterindustrie boomt zwar massiv. Aber ein in meinen Augen großer Teil davon kommt von reichlich Subventionen. Man könnte fast sagen, die Hersteller kalkulieren mit den Geldern der jeweiligen Staaten.
Das wird dem kaufwilligen Bürger früher oder später auf die Füße fallen, da gehe ich jede Wette ein ;)

Wie du richtig siehst geht es ums Geld. Solange Siliziumchips günstig zu fertigen sind und sich gut Shrinken lassen braucht man kein anderes Material oder andere Technik. Erst wenn ich zB mit Graphen Chips in 20nm bauen könnte die so Leistungsfähig wie Siliziumchips in 10nm sind wirds interessant. Silizium hat ein wirtschaftliches Taktlimit von unter 10 GHz, wärend Graphen im hohen drei oder vierstelligen Bereich getaktet werden könnten.

Nicht die Frage wie weit ich Transistoren shrinken kann ist also entscheident für die Zukunft, sondern wie lange kann ich sie Wirtschaftlich herstellen.
 

Mick_Foley

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Naja, was denn noch? Chipsätze etc gehen erst wesentlich später in die kleinere Fertigung. X79 und Z77 sind zB noch in 65nm gefertigt.

Mal davon ab, dass die Chipsätze auch geshrinkt werden, stellt Intel z.B. auch noch Netzwerk-Chips und SSDs her. ;) Intel ist nicht gerade eindimensional...
 

Neurosphere

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Mal davon ab, dass die Chipsätze auch geshrinkt werden, stellt Intel z.B. auch noch Netzwerk-Chips und SSDs her. ;) Intel ist nicht gerade eindimensional...

Nö, sind sie nicht. MLC ist aber relativ einfach herzustellen und bei den Netzwerkchips bin ich mir nicht sicher das die schon in 22nm gefertigt werden.

Mir ging es ja nicht darum das Intel nix anderes als CPUs fertigt, sondern nur das sie den Prozess erstmal nur auf ihre CPUs anpassen und andere Produkte erst wesentlich später einsteigen.
 

Mick_Foley

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Nö, sind sie nicht. MLC ist aber relativ einfach herzustellen und bei den Netzwerkchips bin ich mir nicht sicher das die schon in 22nm gefertigt werden.

Mir ging es ja nicht darum das Intel nix anderes als CPUs fertigt, sondern nur das sie den Prozess erstmal nur auf ihre CPUs anpassen und andere Produkte erst wesentlich später einsteigen.

Stimmt schon, das Intel da eher stufig vorgeht. Trotzdem sollte man sie nicht nur auf Ihre CPUs beschränken, die SSD-Controller sind auch schon ziemlich klein, glaube ich. Das Problem bei einer Gegenüberstellung ist, das TSMC und Intel unterschiedliche Handlungsschwerpunkte haben: Intel fertigt Produkte und die Fertigung ist hier Handwerkszeug, bei TSMC ist die Fertigung das Produkt was sie anbieten.

P.S.: Wobei TSMC auch parallel in verschiedenen Größen fertigt, meine ich.
 
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Deepy

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Die Frage ist ob sich die Atome unbedingt in dem Gitter anordnen müssen.

Ja müssen sie! Genau wie ein Apfel nach unten fällt ;)

Nur mal um die Problematik etwas konkreter zu machen: Die Fertigung beruht auf dem Verfahren der Fotolithografie.
1. Im Wesentlichen bedeutet das ich beschichte meinen Wafer (Substrat) mit irgendwas, woraus ich eine Struktur bekommen möchte (Funktionsschicht)
2. Dann kommt ne Schicht Lack drüber (Fotoresist)
3. Dann entferne ich den Lack an einigen Stellen.
4. Dann ätze ich die erste Schicht wieder weg, durch den Lack bleibt sie aber an einigen Stellen noch bestehen - meine Spätere Struktur.

kritisch wird es bei Schritt 3.

Das entfernen geschieht durch Bestrahlung mit Licht. Man nimmt eine Schablone (die ist größer als die Struktur), hält sie in den Lichtstrahl, fokussiert das Licht (dafür brauch man eine Optik (Blenden, Spiegel und Linsen) und beleuchtet damit Wafer.

Wer in der Schule aufgepasst hat, weiß, dass sichtbares Licht eine Wellenlänge von ~400-800nm hat und dass Licht komische Sachen (Beugung) macht, wenn man es durch eine Lochblende schickt, die in etwa die Größe der halben Wellenlänge des Lichtes hat. Diese natürliche Schranke kann man ein Stück weit umgehen, man benutzt Licht mit 193nm um die 22nm Strukturen zu erzeugen!
Also könnte man nicht einfach Licht mit einer kürzeren Wellenlänge (ultraviolettes Licht, Röntgenstrahlung (Wellenlänge 10nm und weniger)) benutzen?

Man überlege sich nun folgendens: Sichtbares Licht wird von meiner Hand super reflektiert, ich kann die oberste Hautschicht sehen, mehr nicht, d.h. sichtbares Licht wechselwirkt sehr stark mit meine Hand (Materie). Offensichtlich durchdringt Röntgenstrahlung meine Hand ziemlich gut, schließlich wird sie benutzt um ein Röntgenbild im Krankenhaus zu erstellen um Beispielsweise einen Knochenbruch zu sehen.

d.h. Röntgenstrahlung bleibt von der herkömmlichen Optik nahezu unbeeindruckt und genau das ist eine der größten Hürden, die es dabei zu nehmen gilt.

Das ist natürlich nicht erst seit gestern bekannt und deshalb Teil aktueller Forschungen...
 
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Neurosphere

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Ja müssen sie! Genau wie ein Apfel nach unten fällt ;)

Du hast nicht verstanden was ich meine. Mir ging es darum das es nicht unmöglich sein muss durch Polymorphie einen dichter gepackten oder mit besseren Eigenschafter versehen Kristallaufbau des Siliziums zu erreichen.
 

fdsonne

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Naja, was denn noch? Chipsätze etc gehen erst wesentlich später in die kleinere Fertigung. X79 und Z77 sind zB noch in 65nm gefertigt.

Das sind aber die Endprodukte... Der erste Schritt zur neuen Fertigung dürfte sich recht exakt bei allen gleichen.
Nämlich Anfangs steht ne gewisse Anzahl von Forschern mit nem Zettel in der Hand und nem Gedanken im Kopf vor dem Problem, was kleineres zu schaffen, als es bisher gab.
Das man den in gewisser Weise auf "massentauglichkeit" entwickelten Prozess dann selbst später bei Intel vorrangig für die Mainstream CPUs nutzt, und erst später Chipsätze beispielsweise nach zieht spielt ja keine nennswerte Rolle. Dürfte auch viel eher wirtschaftliche Gründe haben. Vor allem sind auch andere Bereiche weit weniger prozessorientiert als beispielsweise eine CPU oder GPU.

Ich meine aber viel eher die Tatsache, das zu Anfang eben idR an kleinst Schaltungen getestet wird. Genauso wie man idR Speicherzellen für erste Prototypentests nutzt usw. Da unterscheidet sich Intel wenn man so will nahezu gar nicht von TSMC oder anderen Fertigern. Erst wenn das alles soweit durch ist, kommt im nächsten Schritt dann das "Trimmen" auf das jeweilige Produkt, wenn dieses konkret auf dem Plan zur Fertigung steht.
Und genau am ersten Punkt meine ich, das Intel aktuell da irgendwie ne ganze Ecke die Nase vorn hat...

@Mick, klar so ziemlicher jeder Fertiger fertigt heute noch in gröberen Strukturen als das aktuell gängige für CPU/GPUs am Markt. Auch werden zu vielen Teilen noch 200mm Wafer genutzt, obwohl 300mm Wafer deutlich geeigneter wären in Sachen Kosten.
Das dürfte aber wohl viel eher damit zusammen hängen, das "alte" Fabriken wohl nur bis zu einem gewissen Punkt umrüstbar sind. Rein wirtschaftlich gesehen macht es also durchaus Sinn, das laufende weiter laufen zu lassen, sofern noch Nachfrage nach diesen Prozessen besteht, anstatt pauschal alles umzurüsten.
 

Mick_Foley

Semiprofi
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@Mick, klar so ziemlicher jeder Fertiger fertigt heute noch in gröberen Strukturen als das aktuell gängige für CPU/GPUs am Markt. Auch werden zu vielen Teilen noch 200mm Wafer genutzt, obwohl 300mm Wafer deutlich geeigneter wären in Sachen Kosten.
Das dürfte aber wohl viel eher damit zusammen hängen, das "alte" Fabriken wohl nur bis zu einem gewissen Punkt umrüstbar sind. Rein wirtschaftlich gesehen macht es also durchaus Sinn, das laufende weiter laufen zu lassen, sofern noch Nachfrage nach diesen Prozessen besteht, anstatt pauschal alles umzurüsten.

Fiel mir auch nur ein, weil Neuro ja anmerkte, das bei Intel nur die CPUs in 22nm sind. Eigentlich haben alle, wie du schon sagst, verschiedene Fertigungen am laufen. Deine Begründung dafür ist mehr als logisch. ;)
 
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