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Fertigungspläne: GlobalFoundries ab 2018 mit 7 nm und EUV kurz darauf

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globalfoundriesIn den vergangenen Wochen und Monaten tauchten immer wieder unbestätigte Informationen zu den Roadmaps hinsichtlich der Fertigung bei GlobalFoundries auf. So sollten bereits 2017 die ersten Chips, die in 7 nm gefertigt werden, vom Band rollen. Außerdem deutete sich immer mehr an, dass GlobalFoundries den 10-nm-Prozess auslassen wird, da die Vorteile gegenüber 14 nm nicht groß genug sind, um die Entwicklung eines 10-nm-Prozesses zu rechtfertigen. Nun hat GlobalFoundries seine Pläne offiziell präsentiert.

Zunächst einmal gibt GlobalFoundries bekannt, dass man den 7-nm-Prozess mit Deep Ultraviolet (DUV) und Argon Fluoride (ArF) Laser mit einer Wellenlänge von 193 nm durchführen wird. Einen optionalen Prozess mit Extreme Ultraviolet Lithography (EUV) hat GlobalFoundries aber auch in Planung, will zunächst einmal aber traditionell weitermachen.

GlobalFoundries hat bereits damit begonnen erste Tests in der 7-nm-Fertigung durchzuführen. Eigenen Angaben zufolge hat GlobalFoundries bereits erste Schaltkreise fertigen können, vom komplexen Chips mit mehreren Milliarden Transistoren ist man damit aber noch weit entfernt. Die Vorteile eines 7-nm-Prozesses gegenüber 14LPP als bisherig fortschrittlichster Prozess bei GlobalFoundries sollen eine 50 prozentige Reduzierung der Chipfläche und eine um 60 % reduzierte Leistungsaufnahme (bei gleicher Taktfrequenz und Komplexität) vorzuweisen haben. Anders ausgedrückt will GlobalFoundries eine um 30 % höhere Leistung bei gleicher Leistungsaufnahme und Komplexität erreichen. Idealerweise könnte GlobalFoundries die doppelte Anzahl an Transistoren bei gleicher Größe des Chips und Leistung/Watt-Charakteristik fertigen.

GlobalFoundries plant einen Großteil der im 14-nm-Prozess gefertigten Werkzeuge und Technologien auch bei 7 nm weiter zu verwenden. Damit will der Auftragsfertiger die Kosten im Rahmen behalten. Dennoch werden Milliarden US-Dollar an Investitionen für die Fab 8 in Malta, New York, fällig. Die finalen Spezifikationen für den 7-nm-Prozess will GlobalFoundries Mitte 2017 an seine Partner weitergeben. Eine Massenproduktion könnte damit Mitte 2018 anlaufen. Eine Kombination aus 7 nm und EUV ist für das darauffolgende Jahr geplant, wobei GlobalFoundries hier keinerlei weitere Details veröffentlicht.

GlobalFoundries ist nicht der einzige Hersteller, der auch 7 nm noch mit DUV und nicht schon EUV plant. Grund hierfür ist sicherlich, dass ein EUV-Verfahren noch immer nicht final entwickelt werden konnte und die Hersteller hier noch einige Hürden nehmen müssen. Mit Verwendung von DUV kann ein bestehendes Verfahren angepasst weiterverwendet werden. Allerdings sind 7 nm mittels DUV auch kein einfaches Unterfangen, da es hier zu Zwischenschritten kommt, die bei 14 nm nicht notwendig waren. Also auch hier gibt es noch ein paar Schwierigkeiten, die zunächst einmal aus dem Weg geräumt werden müssen.

Schaut man sich die Pläne aller Auftragsfertiger und Unternehmen an, die eine eigene Fertigung betreiben, so zeigt sich nun folgendes Bild: GlobalFoundries plant ab der zweiten Jahreshälfte 2018 mit 7 nm DUV, während für 2019 und später 7 nm mit EUV vorgesehen sind. Intel gibt derzeit keine Pläne bekannt, die über den eigenen 10-nm-Prozess hinaus gehen. Samsung produziert 2017 bereits in 10LPE und will 2018 auch 10LPP anbieten können. Bereits für 2019 sind hier 7 nm mit EUV geplant. TSMC will 2017 ebenfalls 10FF fertigen können, 2018 soll 7FF folgen und EUV ist erst für 2020 mit EUV vorgesehen.

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