Terafab für Tesla, SpaceX und xAI

Ambitionierte Ziele, aber die eigentlichen Probleme bleiben

Elon Musk hat das Halbleiterfertigungsprojekt Terafab angekündigt, das eine vertikal integrierte "Mega-Fab" für mehr als einen Terawatt an KI-Rechenleistung pro Jahr aufbauen soll. Das Projekt umfasst fortschrittliche Logikchips, Speichermodule und modernes Packaging.

Die Terafab soll das fehlende Puzzlestück für eine massiv skalierbare KI-Infrastruktur sein. xAI nutzt diese KI-Infrastruktur, SpaceX sorgt dafür, dass diese im Erdorbit landet und benötigt die eigens gefertigten Chips – genau wie Tesla für die Fahrzeuge. Errichtet werden soll die Terafab in Austin, im US-Bundesstaat Texas, wo auch schon die Gigafab steht, in der unter anderem der humanoide Roboter Optimus hergestellt werden soll. Auch dieser benötigt die Halbleiterbauelemente, die von der Terafab hergestellt werden sollen.

Ziel ist eine extrem schnelle Iteration neuer Chips – inklusive rascher Tests. Die Fabrik soll KI-Beschleuniger, sowohl für das Inferencing, als auch für das Training herstellen – einige davon sind speziell für den Einsatz im Weltraum optimiert. SpaceX und xAI würde zu einem Integrated Device Manufacturer (IDM) werden – ähnlich wie Intel.

Die Dimensionen dessen, was Elon Musk in einem ersten Schritt plant, liegen zunächst einmal im erwartbaren Bereich. 20 bis 25 Milliarden wird die Terafab in ihrer ersten Ausbaustufe in etwa kosten. 

Die Fertigung von Logik- und Speicherchips unter einem Dach, dazu noch das Packaging, welches daraus das fertige Produkt macht. All das ergibt Sinn und vereinfacht die Logistik in der gesamten Herstellungskette.

Aber die Pläne von Musk gehen noch viel weiter, denn man hat die Absicht, sich unabhängig von externen Zulieferern zu machen. Die Herstellung eigener Belichtungsmasken ist eine Kernkomponente in der Halbleitertechnik. Intel, Samsung, TSMC und einige weitere haben sich hier über die vergangenen Jahrzehnte eine umfangreiche Expertise aufgebaut.

Vielmehr noch wurde im Vorfeld darüber spekuliert, dass Terafab auch die Belichtungsmaschinen selbst entwickeln und herstellen möchte. Ein über Jahrzehnte aufgebautes Ökosystem aus Herstellern wie ASML, Canon, Nikon und vielen mehr. Aber es dürfte klar sein, dass diese Zulieferer so schnell nicht zu ersetzen sind.

Gigantische Dimensionen an Fertigungskapazitäten geplant

Das, was die Terafab jährlich an Volumen herstellen soll, wird mit einem Terawatt an KI-Rechenleistung beschrieben. Aktuell stehen weniger als 50 Gigawatt pro Jahr zur Verfügung. Dies bremst bereits heute die enormen Ausbaupläne der Hyperscaler aus.

Bereits 2027 soll die Terafab mit ersten Chips herstellen.

Konkrete Anwendungsbeispiele

Der Bedarf an Chips ist bei Tesla, xAI und SpaceX laut eigenen Angaben vorhanden. Die AI5- und AI6-Chips für Tesla werden aber, wie angekündigt, wohl zunächst bei Samsung gefertigt werden.

Ebenfalls ist die Rede von einem D3-Chip, der für KI-Rechenzentren im Erdorbit zum Einsatz kommen soll. Der dazugehörige Satellit ist ein AI Sat Mini getauftes System. Der Vergleich mit dem Starship V3 zeigt, dass die Spannweite der Solarpanele etwa 174 m betragen wird. Die Leistungsaufnahme eines solchen Satelliten soll 100 kW betragen, die auch entsprechend gekühlt werden müssen. Dieses Thema hatten wir kürzlich ebenfalls in den News.

Eine hochmoderne Chipfabrik komplett neu zu errichten, ist eine enorme Herausforderung. Für Spitzenchips gibt es derzeit nur drei führende Fertiger: Intel, Samsung und TSMC. Das japanische Unternehmen Rapidus plant, ab 2027 erste 2-nm-Chips zu produzieren.

Allein der Bau und die Ausrüstung einer solchen Fabrik kosten mehrere Milliarden US-Dollar – bei den großen Anlagen der genannten Konzerne schnell zweistellige Milliardenbeträge. Geld allein reicht jedoch nicht aus. Ein Neuling kann das erforderliche Fachwissen nicht kurzfristig aufbauen – weshalb Rapidus die Hilfe von IBM in Anspruch nimmt.

Falls Tesla ernsthaft eine eigene Chipfabrik aufbauen will, muss es Experten von GlobalFoundries, Intel, Samsung oder TSMC abwerben, um das Know-how zu sichern. Die entsprechenden Stellenausschreibungen gibt es bereits. Hinzu kommt der Bedarf an qualifiziertem Betriebspersonal – ein Problem, vor dem TSMC aktuell bei seinem Werk und den Erweiterungen in Arizona steht.

Update:

Tesla, SpaceX und xAI haben heute eine Zusammenarbeit mit Intel angekündigt. Die Fähigkeiten seitens Intel, Chips in großem Maßstab zu entwickeln, herzustellen und zu verpacken (Chip-Packaging), sollen dazu beitragen, die Ziele der Terafab zu erreichen.