IDM 2.0: Intel baut seine Fertigung als Technologie-Standbein aus

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intel-2020Unter dem Titel "Intel Unleashed: Engineering the Future" hat Intels neuer CEO Pat Gelsinger über Herausforderungen und die Zuversicht gesprochen, wie Intel wieder innovativer und Marktführer in vielen Bereichen werden soll.

Von zentraler Bedeutung in Intels Zukunftsstrategie sind die Fertigung und die dazugehörigen Technologien. Intel bekräftigte abermals, mit der Fertigung in 7 nm wieder in der Spur zu sein. Die 10-nm-Verzögerungen wirkten sich auf die EUV-Fertigung in 7 nm aus. Die Probleme dieser Fertigungsgröße sollen aber final behoben sein und ab 2023 ist mit ersten Produkten in 7 nm zu rechnen. Für das zweite Quartal 2021 plant Intel das "Tape-in", also den Übergang von der Design- in die (Prototypen)-Fertigungsphase. Dies betrifft allerdings nur das Compute-Chiplet und offensichtlich wechselt Intel spätestens ab 2023 vollständig auf eine Chiplet-Strategie.

Meteor Lake wird die Basis zukünftiger Endkunden-Prozessoren sein. Für die nähere Zukunft präsentierte Intel die bereits bekannten Roadmaps. Für Ende 2021 und in der Massenproduktion im ersten Halbjahr 2022 kündigte Intel Alder Lake an. Sapphire Rapids soll im ähnlichen Zeitraum als nächste Xeon-Generation vorgestellt werden. Der erste Server-Prozessor mit Compute-Tiles die in 7 nm gefertigt werden, wird Granit Rapids sein und soll laut Intel 2023 erscheinen.

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Auf Seiten der Package-Technologien verweist Gelsinger abermals auf Ponte Vecchio, die Xe-HPC-Lösung, die ab Ende 2021 im Aurora Supercomputer des Argonne National Lab zum Einsatz kommen soll. Hinsichtlich der Chiplet-Fertigung ist man noch auf 10 nm und auch eine externe Fertigung angewiesen, das Package-Design aber hat man mit Foveros und EMIB vollständig in eigener Hand. 40 Chiplets und 100 Milliarden Transistoren kommen in Ponte Vecchio zum Einsatz.

Intel behält seine Fabs und rüstet auf

Seit einigen Monaten wird vermutet, dass Intel seine Fertigung verkaufen könnte. Gelsinger erteilte diesen Meldungen nun eine finale Absage. Über die kommenden Jahre wird Intel mehrere Milliarden US-Dollar in diesem Bereich investieren. Damit einher geht eine neue IDM-2.0-Strategie (Integrated Device Manufacturer). Alleine  in Arizona wird Intel zwei neue Fabs aufbauen bzw. ausbauen. Ausgelegt sind diese auf die Fertigung mittels EUV und explizit nicht ausschließlich für 7 nm vorgesehen. Insgesamt werden bis 2024 20 Milliarden US-Dollar investiert. Seine Fertigung in Irland will Intel ebenfalls auf 7 nm um- bzw. aufrüsten.

Mit größeren Fertigungskapazitäten in den USA und dem Ausbau in Europa adressiert Intel nicht nur die offensichtlich weiterhin vorhandenen Engpässe in der Halbleiterherstellung in den kommenden Jahren, sondern auch die politischen Abhängigkeiten in diesem Bereich. Genauer gesagt geht es Intel darum, im US-Markt unabhängiger agieren zu können – gleiches gilt auch für Europa. In den Jahren 2019 bis 2021 hat Intel 7 Milliarden US-Dollar in eine aktuelle Expansion in Irland investiert. Dies soll auch dabei helfen das von der EU ausgerufene Ziel bis 2030 20 % der Weltproduktion an Halbleitern in Europa zu fertigen. Dazu wird es aber mehr als nur die Investition von Intel benötigen.

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Bis auf weiteres wird die externe Fertigung ein zweites Standbein in der Produktion sein und auch vorerst bleiben. Intel ordert bereits heute Chips im Umfang von 7 Milliarden US-Dollar bei TSMC. Mindestens in diesem Bereich wird man bis 2023/24 fortfahren und laut Gelsinger wird es nicht nur Datacenter-Produkte mit extern gefertigten Tiles/Chiplets geben, sondern auch solche im Endkunden-Segment. Damit ist es nicht unwahrscheinlich, dass eine zukünftige Core-Generation zumindest teilweise bzw. in Teilen bei TSMC gefertigt wird.

Intel wird wieder Auftragsfertiger

Bereits in der Vergangenheit bot Intel seine Fertigungskapazitäten externen Kunden an und tut dies in 22 nm noch immer. Diese Strategie führte aber nicht zum gewünschten Erfolg und erreicht nicht die Kapazitäten, die man hier erwartet hatte. Mit Intel Foundry Services (IFS) wagt Intel nun einen erneuten Anlauf. IFS umfasst alle wichtigen Schritte für das Design und die Fertigung eines Chips – angefangen bei der Intellectual Property (IP), über die Design Tools (EDA), bis hin zu den Process Development Kits (PDKs), die dann letztendlich zum finalen Schritt und der Fertigung des Chips führen.

Zum IP-Angebot von Intel gehören aber nicht nur I/O- oder Interconnect-Technologien, sondern offenbar auch Core-Designs und dazu die von Intel entwickelten Kerne, was ein Novum darstellt. Aber auch ARM- und RISC-V-Kerne sollen in solchen Designs untergebracht werden können – ebenfalls ein großer Schritt für Intel sich in dieser Richtung zu öffnen.

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IFS wird für Intel ein weiteres Geschäftsbein sein, welches als externe Business Unit vorgesehen ist. Damit soll unter anderem verhindert werden, dass Entwicklungen, die möglicherweise schützenswert sind, untereinander ausgetauscht werden. Außerdem soll damit sichergestellt werden, dass Kapazitäten, die Intel für eigene Produkte vorsieht ebenso sichergestellt sind, wie solche seiner Kunden.

Noch offen ist die Frage, ob Intel auch die Fertigung kompletter Designs ermöglicht, die keinerlei IP von Intel enthalten – sozusagen komplett extern entwickelt wurden. Bislang ist Intels Ankündigung so zu verstehen, dass es sich um ein klassisches Custom-Design-Geschäft handelt, aber nicht wie bei TSMC oder Samsung nur die Schritte ab den PDKs beinhaltet.

Das IDF ist zurück - zumindest ein wenig

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Bis vor einigen Jahren veranstalteten Intel jedes Jahr das Intel Developer Forum. Auf der Hausmessen wurden die aktuellen Entwicklungen und Neuigkeiten für die kommenden 12 Monate vorgestellt. Das IDF expandierte von einer zentralen Veranstaltung in San Francisco auf mehrere, weltweit abgehaltene Events und wurden dann vor einigen Jahren eingestellt.

Am 21. Oktober 2021 wird das IDF als Intel On wiederbelebt. In welcher Form die Veranstaltung an das IDF früherer Tage anknüpfen kann, hängt wohl auch davon ab, wie die Pandemie sich in diesem Jahr fortsetzt.