Intels Fertigung ist in der Theorie immer ganz gut, in der Praxis aber seit 10 Jahren komplett von TSMC abgehängt.
Vor 10 Jahren war Intel weit vorne, 2015 haben sie 14nm CPUs (Broadwell und dann Skylake) verkauft, während AMD und NVidia noch bei 28nm festhingen, weil sowohl GF als auch Samsung und TSMC allesamt Probleme mit ihren 20nm Prozessen hatten:
Apr 22nd, 2014
It's not just NVIDIA, which will lack 20 nm GPUs in its portfolio this year. AMD senior vice-president Lisa Su, responding to a question by Wells Fargo, in its Q1 investors call, confirmed that her company will stay on 28 nm throughout 2014, and it's only later that it will move on to 20 nm, and FinFET after that.
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AMD and NVIDIA manufacture their GPUs on a common foundry, TSMC, which has faced delays in implementing its 20 nanometer silicon fab node transition, forcing both companies to come up with new GPUs on existing 28 nm nodes.
NVidia hat 20nm am Ende ganz übersprungen und Mitte 2016 kamen dann die ersten GPUs aus TSMCs 16FF Prozess und kurz darauf auch Modelle aus Samsung 14LPP Fertigung, AMD brachte etwa zeitgleich die ersten GPUs mit einer Fertigung besser als 28nm raus, die bei GF in dem 14nm Prozess gefertigt wurden, den GF von Samsung lizenziert hatte.
Vor 10 Jahren war Intel also noch führend und kein Stück abgehängt. TSMC konnte erst Jahre später überholen, weil Intel so viele Probleme mit seinem 10nm Prozess hatte. Zugleich ging damals auch die massive Inflation bei den Nummern los, die Intel am Ende veranlasst hat, die Namen seiner Prozesse zu ändern um vergleichbare Nummer zu haben, denn TSMCs N7 Prozess entspricht von den Strukturgrößen eben etwa dem was bei Intel vorher 10nm genannt wurden.
Intel hat diese jährlichen Veranstaltungen und zeigt jedes Jahr aufs neue interessante Verbesserungen
Nein, dies ist erst die zweite Veranstaltung dieser Art, da Intel ja bis vor kurzen nur für sich selbst gefertigt hat und erst jetzt als Foundry auch um externe Kunden wirbt.
Die eigenen Flagship Produkte Lunar Lake und Arrow Lake werden bei der Konkurrenz TSMC gefertigt.
Was eben eine Folge der Verzögerung durch die Probleme mit dem 10nm und der Aufholjagd danach ist, nämlich die 5 Prozesse in 4 Jahren. Einmal macht es wenig Sinn dafür große Fertigungskapazitäten zu schaffen und zum anderen brauchen Prozesse Zeit um auf gute Taktraten zu kommen. Die ersten in 14nm gefertigten Core-M CPUs (bis 2,9 GHz) hatten nur etwas mehr als halb so viel maximalen Takt wie die letzten (Rocket Lake, 5,3 GHz) und bei den 10nm ging es von 3,2GHz beim i3-8121U bis 6,2GHz beim 14900KS.
Bei TSMC ist es nicht anderes, warum wohl hat AMD erst fast zwei Jahre nachdem Apple die Prozesse schon genutzt hat, seine ersten CPUs in N7 und ebenso später in N5 gebracht? Weil die ersten Versionen der Prozesse eben noch nicht die hohen Taktraten schaffen, die man für eine Desktop CPU braucht und bei TSMC (und nun auch Intel) bekommen die Prozesse dann ein P am Ende des Namens angehängt, wenn sie eben für hohe Taktraten gereift und optimiert wurden. Man muss sich aber recht früh während der Entwicklung auf die Fertigung festlegen und da wäre es klar ein Risiko gewesen auf einen neuen Prozess wie 20A zu setzen. Andererseits sagt Intel ja, sie hätte mit 18A so schnell Fortschritte gemacht, dass sie 20A überspringen wollten, was auch mehr Sinn macht, als Fertigungskapazitäten für noch einen Prozess aufzubauen, der dann sehr schnell wieder abgelöst wird.
Bei 18A passt aber alles, es kommt erstmal Panther Lake, also eine mobile Plattform und dann Clearwater Forest, also Server CPUs, beide brauchen keine so hohen maximalen Taktraten brauchen, aber mehr von der besseren Effizienz einer neuen Prozesse profitieren, da solche CPUs pro Kern sowieso keine so hohe Leistungsaufnahme haben können, wie sie für extrem hohe Taktraten nötig wäre. Dies gibt Intel genug Zeit den Prozess reifen und dann als 18A-P 2026 in die Massenfertigung für Desktop CPUs wie Nova Lake zu bringen, die dann eben hohe maximale Taktraten brauchen.
mit Intel 4, was grob vergleichbar mit TSMC N7+ ist, für den die Massenproduktion 2019 gestartet ist.
Selbst damals war TSMC noch nicht vorne,
Anandtech hat im Januar 2019 ein Notebook mit dem
i3-8121U (Cannon Lake) gebracht, Intels erster 10nm CPU. Aber die 10nm Fertigung war halt problematisch und danach hat TSMC dann überholt, aber Intel hat 10nm nicht umsonst in Intel 7 umbenannt, sondern weil die Strukturgrößen eben etwa denen von TSMCs N7 Prozess entsprechen. Intel 4 ist also irgendwo im Bereich von TSMC N4 oder N5, wobei N4 nur 6% mehr Density als N5 hat, aber deutlich kleiner als N7.
Intel hat momentan keine brauchbare Fertigung für Prozessoren anzubieten und setzt alles auf 18A "2nm" - dieser Node muss liefern.
Ja, 18A muss liefern, aber 2nm ist eine Bezeichnung die keine Hersteller mehr nutzt, weil alle Strukturen viel größer sind und dies schon länger, aber so 65nm oder so. Aber damals waren die Zahlen noch gewählt, dass die alte Regel gestimmt hat, dass eine Halbierung der Nummer bedeutet, dass man 4x so viele Transistoren auf der gleichen Fläche unterbringen konnte, z.b. von 28nm auf 14nm. 20nm wäre dann ein halber Schritt, man würde also doppelt so viele Transistoren pro mm² haben wie bei 28nm, aber nur halb so viele wie bei 14nm.
Nur haben TSMC und Samsung in den letzten Jahren eine gewaltige Inflation bei der Senkung der Zahlen losgetreten und Intel hat mit seinem Namensschema dann nachgezogen und auch die nm aus der Bezeichnung geworfen. So erreicht
N3 gegenüber N5 70% mehr Transistoren pro mm², N3E nur 60% und N2 gerade mal 20% mehr Transistoren pro mm² als N3E, nach den alten Nummerierungs"regeln" hätten es für N3 zu N2 aber doppelt so viele sein müssen und bei A16 werden es gegenüber N2 auch nur 7 bis 10% sein.
Nach aktuellen Gerüchten wird der Node auch gut werden, aber die Frage ist, ob er rechtzeitig erscheint, ausreichende Yields liefert und gleichzeitig genug Volumen produzieren kann.
Die Yield hängt immer von der produzierten Chip ab, vor allem wie groß der ist, aber auch wie gut man noch Dies mit Teildefekten verwerten kann, wichtiger ist die Defektrate und die ist am Anfang immer schlechter und wird mit der Zeit besser, wenn der Prozess ausgereifter wird. Für Intel 18A schwirren nur sehr alte Zahlen zur Defektrate, die dürfte inzwischen auch besser geworden sein, genau wie es auch bei diesen Bild von TSMC zu sehen ist:
Intels Track Record der letzten 10 Jahre lässt nichts gutes Erahnen.
Das hätte man vor 6 Jahren noch von TSMC behaupten können. Intel war über Jahrzehnte der mit Abstand führende Halbleiterhersteller der immer zuerst die modernsten Prozess entwickelt und eingesetzt hat. Selbst noch vor 10 Jahren, s.o. und nur durch die Probleme mit dem 10nm Prozess konnte TSMC überholen und nun ist Intel in der Aufholjagd und wenn die Angaben stimmen die Intel macht, dürften sie TSMC schon bald wieder überholt haben, hat Intel 18A doch schon Backside Power Delivery, was bei TSMC erst mit A16 eingeführt wird (es war ursprünglich für N2P geplant) und Intel 14A soll mindestens ein Jahr vor TSMCs A14 in die Massenfertigung gehen.
