News 20-nm-Produktion bei TSMC offenbar früher als geplant

aylano schrieb:
Das kann ich nicht nachvollziehen. Denn Massen-ARM-SoC benötigten hohe Yields.

Die Yield ist abhängig von der Chipgröße. Wenn nen ARM-SoC mit 60mm² (z.B. Tegra 4i @28nm) auf ne Yield von 97% kommen würde, dann hätte man bei einer GPU mit 350mm² nur noch eine Ausbeute von ~79%. (Bei 20nm gibt es ja keine Unterscheidungen mehr wie bei 28nm (28 HP (für GPUs) und 28 HPM/HPL (für SoCs))

Aus einer Wafer bekommt man ~8 mal mehr 60mm² Chips als 350mm² Chips. Dazu ist der Smartphonmarkt mehr als 10 mal größer als der GPU-Markt. (Vergleich Q3 2012: Smartphons: 181 Millionen, GPUs: 17,5Millionen)
TSMC kann also mehr Wafer verkaufen, wenn man als erstes den SoC-Markt bedient. Und die GPU-Hersteller wären da auch nicht so unglücklich darüber, schließt wird der Fertigungsprozess mit der Zeit besser, so kann man gleich mit höheren Yields beginnen, wenn man nicht gleich von Anfang an den neuen Prozess nutzt. Und in der Zwischenzeit kann man noch größere 28nm Chips als Refreshgeneration bringen, die billiger in der Produktion sind als kleinere 20nm Produkte.
 
Whoozy schrieb:
Laut der Roadmap gibt es aber schon noch eine Unterscheidung. High Performace und Low Power. https://www.computerbase.de/2011-11...f-aktuelle-28-und-anstehende-20-nm-fertigung/

Die ist von 2011, folgende ist aktueller, da taucht nur noch ein Prozess für alles auf:

tsmc_technology_roadmap.jpg
 
Ich weiss jetzt nicht inwiefern deine Rechnung realitätsgetreu ist, aber ~79% klingt für mich als Laien erstmal garnicht so schlecht. Immerhin sprechen wir dann von den High-End Chips, die ohne Probleme für 600€ verkauft werden können (Also jetzt die ganze Grafikkarte für 600€).
 
Zuletzt bearbeitet:
Matzegr schrieb:
Die Yield ist abhängig von der Chipgröße. Wenn nen ARM-SoC mit 60mm² (z.B. Tegra 4i @28nm) auf ne Yield von 97% kommen würde, dann hätte man bei einer GPU mit 350mm² nur noch eine Ausbeute von ~79%.
Das ist mir schon klar.
Aber die 350mm²-Dies haben am Beginn keine 80%-Yields sondern 20-30%, wenn es AFAIK am Beginn halbwegs gut (=nicht völlig katastrophal) läuft. Und dann haben die ARM-Chips keine 97%-Yields sondern eben nur 60-80%. Und ich hatte schon vorgerechnet, dass 50% nicht mehr poriftable ist. Tegra 4i ist AFAIK mit der Die-größe eher eine Ausnahme. Denn es gibt auch einige die >100mm² haben (siehe Appels A5 & A6 und vorallem A5X & A6X [100-130mm²])

Aus einer Wafer bekommt man ~8 mal mehr 60mm² Chips als 350mm² Chips. Dazu ist der Smartphonmarkt mehr als 10 mal größer als der GPU-Markt. (Vergleich Q3 2012: Smartphons: 181 Millionen, GPUs: 17,5Millionen)
Das ist falsch, weil wir von 350mm²-Dies sprechen, die für uns am Anfang am wichtigsten sind.
Die 180 Mio. Dies sind mit 60-130mm² "nahezu gleichgroß", während bei den 17,5 Mio. Die nur ein kleiner Teil aus 350mm²-Dies bestehen.

Also, man bekommt zwar 10mal mehr ARM-SoC-Dies raus, aber der markt ist um 100mal größer. Da ist ein Fakter 10 Unterschied. Damit ist es viel leichter den 350mm²-GPU-Markt breit zu bedienen. Natürlich werden auch gleich am Anfang ARM-SoCs gebaut, aber wie ich schon sagte, werden das High-End-SoC werden, die dann in High-End-Smartphones wie Galaxy S5 verbaut werden können.

Und die GPU-Hersteller wären da auch nicht so unglücklich darüber, schließt wird der Fertigungsprozess mit der Zeit besser, so kann man gleich mit höheren Yields beginnen, wenn man nicht gleich von Anfang an den neuen Prozess nutzt. Und in der Zwischenzeit kann man noch größere 28nm Chips als Refreshgeneration bringen, die billiger in der Produktion sind als kleinere 20nm Produkte.
Das sehe ich überhaupt nicht so.
Warum sollte AMD keine 350mm²-Dies im FirePro verkaufen, wenn sie damit Mega Gewinne machen könnte.
Was du ansprichst könnte nur dann möglich sein, wenn die Konkurrenz es großteils keine Möglichkeiten hat Konkurrenz-Produkte rauzubringen. Und genau das war beim 28nm-Umstieg bei AMD der Fall.

Nvidia konnte sich im Quadro & Telsa Markt sehr Zeit lassen, weil AMDs OpenCL-Treiber aufgrund der Umstellung auf GCN sowie der nichtpräsenz am bisherigen HPC-Markt noch 3 Quartale dauerten und erst dann AMD ihre FirePro-GPUs rausbringen.
Nvidia konnte sich genauso beim Tegra 3 @ 28nm zeitlassen, weil alle Top-SoC-Hersteller ihre ARM-SoC in 28nm rausbrachten, die dann unter den Wafer-Engpass leideten. Tegra 3 war ja dann der einzige Quad-ARM.
Und da Nvidia mehr 28nm-Wafer bekommen hat, konnten sich Nvidia auf den Low-End-&-Mainstream-Markt konzentrieren, wo hohe Wafer-Stückzahlen nötig sind und AMD nur auf den Performance & High-End-Markt. (Sowohl Desktop als auch in Notebook)

Genau das ist nicht mehr möglich.
Sowohl AMDs-Temash als auch Nvidias Tegra kommt unter Druck, wenn die ARM-SoC-Konkurrenz auf 20nm umsteigt.
Wenn AMD und Nvidia alle ihre 20nm-Wafer der Konkurrenz überlässt, dann können sich den Druck auf 28nm-Temash und 28nm-Tegra noch weiter erhöhen. Und ich bezweifel, dass AMD mit einem 20nm-Temsah als erstes Produziert und Nvidia die 20nm-Tegras, wenn sowohl der 28nm-Themash als auch der 28nm-Tegras praktisch erst im 2H 2013 verfügbar sind.

AMDs frühe Einstiege in die neue kleinere Fertigung mit katastrophal schlechten Yields führten eher dazu, dass im ersten 1Q vielleicht auch im 2Q nach Einführung es eher zu keinen Gewinn-Wachstum kam. Aber damals verkaufte AMD den HD 5870 um 300$, der eine Yield von 0-30% (AFAIK 20%-Durchschnitt) hatte. Mit 500$ war da HD 7970 schon wesentlich teurer verkauft worden. Beim 20nm-Umstieg könnte AMD nochmals auf 600$ raufgehen und trotzdem mit einem besseren Preis-Leistungs-Verhältnis und Performance-pro-Watt-Verhältnis Druck auf die Konkurrenz machen.

Kurz gesagt:
Abwarten und vorerst nichts zu und den 20-Wafern der Konkurrenz überlassen, macht es IMO nicht einfacher sondern schwieriger.
Denn einerseits kommen gewissen Produkte (Tablets & Smartphones) viel stärker unter Druck und zweitens mussen Nvidia & AMD auch im 2Q & 3Q & 4Q nach 20nm-Einführung um 20nm-Wafer-Kontigente kämpfen. Es ist ja nicht so, dass sie dann später mehr Zusätzliche 20nm-Wafer bekommen, weil sie sich am Anfang zurückgehalten haben.
 
aylano schrieb:
Tegra 4i ist AFAIK mit der Die-größe eher eine Ausnahme. Denn es gibt auch einige die >100mm² haben (siehe Appels A5 & A6 und vorallem A5X & A6X [100-130mm²])

Der Tegra 4i diente als Beispiel, weil er mMn die Durchschnittsgröße (60mm²) bei 20nm SoC darstellen wird. Bei 20nm zu 28nm spart man laut TSMC Die-Fläche um den Faktor 1,9. Tegra 4 @20nm wäre also ~42mm² Tegra 4i @ 20nm wären also ~32mm². Nen Apple A6 (~96mm² @32nm wären ~39mm² @20nm). Aktuelle SoC wären also ~40mm² in 20nm Fertigung, rechnen wir noch 1,5-mal mehr Fläche für LEistungsverbesserungen drauf kommt man auf ~60mm² für zukunftige 20nm SoCs. Rein spekulativ von mir aus gesehen.

Ursprünglich ging es ja um folgenden Satz von mir:

Am Anfang werden SoCs in 20nm produziert, erst später größere Chips wie GPUs

Natürlich hast du Recht, große Chips sind für die Hersteller wie AMD oder Nvidia wirtschaftlicher zu produzieren. Die Nachfrage an diesen ist aber auch recht klein. AMD und Nvidia produzieren nicht selber, sind also auf TSMC angewiesen.

Für TSMC ist es aber wirtschaftlicher erst SoCs zu fertigen als die größen GPUs. Da man mehr Wafern mit SoCs verkaufen kann als Wafern mit GPUs. (Klar meine Rechnung im letzten Beitrag ist nur ne ganz grobe Schätzung) Jetzt kenn ich natürlich nicht die langfristigen Lieferverträge. Aber mich würde es nciht wundern, wenn SoC-Hersteller am Anfang eines neuen Prozesses bevorzugt behandelt werden, weil TSMC an diese mehr Wafer verkaufen kann.
 
Matzegr schrieb:
Da man mehr Wafern mit SoCs verkaufen kann als Wafern mit GPUs.

Du Vergisst, das TMSC die ersten Quartale ALLE 20nm Wafer Verkaufen kann, egal an wenn.
wie immer wird die Nachfrage so groß sein, dass sie sich vor kunden gar nicht retten können.
also geht der Wafer Preis nach oben = Highend kommt zuerst.
 
Matzegr schrieb:
Für TSMC ist es aber wirtschaftlicher erst SoCs zu fertigen als die größen GPUs. Da man mehr Wafern mit SoCs verkaufen kann als Wafern mit GPUs. ... Jetzt kenn ich natürlich nicht die langfristigen Lieferverträge. Aber mich würde es nciht wundern, wenn SoC-Hersteller am Anfang eines neuen Prozesses bevorzugt behandelt werden, weil TSMC an diese mehr Wafer verkaufen kann.
Eine Foundry verkauft die Wafer zu bestimmten Preise, die vom Zeitpunkt abhängen. Bei den Lieferverträgen geht es um die Menge der Wafer zu den jeweiligen Monaten/Quartalen. Mit diesen vorgebenen Preisen & Mengen sichern sich einerseits die Hersteller die verfügbaren Wafer-Kapazitäten und andererseits sichert sich TSMC die Einnahmen für die Fabriskkosten-Rückzahlen über die Auslastung ab.

Was die Hersteller mit ihren Wafern macht, ist völlig egal. TSMC rampt übrigens grundsätzlich sehr kontinuierlich die Fabriken hoch. Damit hängt es von Interessen der Hersteller ab, was sie mit den anfangs sündteuren (5000-7000$) Wafer macht, die mit großer wahrscheinlichkeit mit Yieldproblemen zu kämpfen hat. Aber die Yieldprobleme werden sicher vorher schon bekannt sein.

Die Hersteller werden natürlich schauen, dass sie dann den meisten Profit machen. Und das macht man im High-End-Modell, wo die Diegrößen oft etwas größer sind als der Tegra 4i, der mehr den Massen-Markt anspricht und somit die Preise nicht nach belieben erhöhen kann. Bei High-End-SoCs können diese Chips schon nach Bedarf (= wegen Yieds) gesteigert werden, weil in 500$-Device eben zusätzliche 20$ nicht so viel ausmachen.

Mit meiner Reichnung zeigt ich, dass 100mm²-SoC (die nicht unüblich sind) bei 50% @ 20$ (Massen-Markt) nichteinmal die Produktionskosten abdecken kann.

ARM-SoC wird deshalb viele Wafer bestellen, weil auch die High-End Stückzahlen so hoch sind. AFAIK werden schon mehr Galaxy S5 als dezentierte GPUs verkauft. (Wobei Galaxy S5 wegen der non-TSMC-Fertigung eher ein blödes Beispiel von mir ist) Aber TSMC darf & wird überhaupt nicht andere Hersteller vernachlässigen & verärgern, vorallem weil Globalfoundires immer stärker wird. Somit müssen sie ein Gießkannenprinzip in der Wafer-Verteilung machen, damit jeder dann die gleichen Chancen am SoC-Markt hat.

florian. schrieb:
Du Vergisst, das TMSC die ersten Quartale ALLE 20nm Wafer Verkaufen kann, egal an wenn.
wie immer wird die Nachfrage so groß sein, dass sie sich vor kunden gar nicht retten können.
also geht der Wafer Preis nach oben = Highend kommt zuerst.
Eigentlich ist der große Run auf modernste Fertigungs-Technik ja der Beweis, dass ein schnellerer & agressiverer Wechsel langfristig wirtschaftlicher ist. Der Run auf modernste Fertigungs-Technik ist ja eigentlich schon so groß, dass die Hersteller die immer schlechtergewordenen Anfangs-Yield (irgendwie) aktzeptierten und trotzdem aufgrund dieser neuen guten Marktposition dann den langfristigeren wirtschaftlichen Weg sahen.

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Grundsätzlich ist es ganz einfach.
20nm ist erst besser bzw. verkauft sich erst besser, wenn die Performance-pro-(Watt-&-$) des 20nm besser ist als die von 28nm.
 
aylano schrieb:
Soviel ich weiß, hat man das auch vor 10 Jahren über 20nm gesagt.
Also, wo man noch bei 250/350nm war.

AFAIK dachte man (bzw. bei AMD) führer auch, dass mit normaler Lithogrphie bei 65nm Schluss ist und man nachher EUV braucht.
Dann hat AMD Immersionslithografie entwickelt bzw. eingeführt und so konnte AMD bei 193nm Wellenlänge bleiben, anstatt EUV mit kürzen Wellenlängen zu verwenden. AMD hat das AFAIK 2008 mit 45nm eingeführt, Intel hingegen 2009 mit 32nm.
http://de.wikipedia.org/wiki/Immersionslithografie
Mittlerweile ist man noch immer nicht am Ende und EUV kann man noch etwas rausschieben.

Es sieht eher so aus, als ob EUV bei 10nm (langsam) nötig wird und man mit EUV bis mindestens 4nm runtergehen kann.

wird man sehn aber rein physikalisch ist es nichtmehr möglich weil keine Schaltung mehr möglich ist.
 
Genauso, wie mit der nomalen Lithographie eine normale Schaltung bei AMD bis 65nm und Intel bis 45nm möglich war.

Im Grunde will ich nicht sagen, dass nach 10nm es 100% sicher weitergeht, aber es war in der Vergangenheit immer so, dass man eine Lösung gefunden hat, die es dann doch ermöglichten bzw. die Grenzen weiter verschoben haben.
Wenn ich es richtig verstanden habe, dann forscht Intel mittlerweile schon an der 7nm-Struktur. Und wenn sie sicher sind, dass 7nm nicht mehr gehen würde, dann würden sie ja nicht forschen.
 
wenn 7nm nicht gehen würden, dann hätte das Intel nicht auf ihrer Roadmap fest eingeplant.
http://nextbigfuture.com/2011/06/intel-roadmap-from-june-2011-with-7nm.html

und auch 5nm wird in ein paar Jahren machbar sein, genauso wie 4nm, 3nm .....
Die Kosten für Forschung werden eben immer weiter Explodieren, aber das stört die global player ja nicht all zu sehr. wird eben immer weniger Hersteller mit eigenen Fabriken geben.
 
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