News Foundry-Service: Samsung will ältere Fertigungsprozesse ausbauen

[Volker]

TSMC ist unter den Chip-Auftragsfertigern nicht nur dank modernster Fertigung der Marktführer, die Hälfte des Umsatzes kommt aus älteren Prozesstechnologien für diverse Zielbereiche. Samsung will davon nun ein deutlich größeres Stück als bisher und plant dafür diverse neue sogenannte „mature processes“.

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[Cool Master]

Ich denke viele Hersteller werden auf ältere Fertigungsprozesse gehen, da die einfacher sind, besseren Yield haben und nur ein paar Watt mehr Verbrauch. Selbst bei den aktuellen Kosten dürfte sich das ausgehen vor allem im KFZ Bereich spielen ein paar Watt mehr keine große Rolle selbst wenn da noch ein Kühler drauf muss ist das besser als kein Auto produzieren bzw. verkaufen zu können.

Am Ende für jeden ein Win-Win.

 

[CDLABSRadonP...]

Ich denke viele Hersteller werden auf ältere Fertigungsprozesse gehen, da die einfacher sind, besseren Yield haben und nur ein paar Watt mehr Verbrauch.

Mittelfristig wird es wichtig sein, dass sich auch etwas von der Einstellung beim Vergleich älterer Fertigungsprozess vs aktueller Fertigungsprozess ändern wird. Man kann schließlich gröbere Strukturen oftmals noch weiter optimieren, sprich einen groben aktuellen Fertigungsprozess und einen feinen aktuellen Fertigungsprozess im Angebot haben. Traditionelles Modell der Auftragsfertiger war ja bloß die bereits abbezahlte Entwicklung, die bereits fabrizierten Maschinen weiterzunutzen. Werden sie hingegen weiter optimiert, lässt sich noch viel mehr rausholen.
Globalfoundries hat da auch schon etwas zu demonstriert:
https://www.computerbase.de/2020-10/globalfoundries-22fdx-dresden/

 

[Piak]

Gleicht dass einer Kapitulation im High-End unterlegen zu sein? Ich hoffe nicht!

 

[BobaFett]

Glaube ich eher weniger. Samsung ist ein riesiger Konzern, dessen Ziel es seit Gründung ist in den Bereichen größer und besser zu sein als die Konkurrenz. Ich schätze eher, dass sie es als vergleichbar günstige Möglichkeit sehen zu wachsen und den Profit zu steigern.

Aber klar kann man es erstmal nicht genau wissen.

 

[ETI1120]

Des werden einige Foundries nicht gerne hören.

Ich denke viele Hersteller werden auf ältere Fertigungsprozesse gehen, da die einfacher sind, besseren Yield haben und nur ein paar Watt mehr Verbrauch.

Es ist nicht alles für Computer, die von den Taktfrequenzen dominiert sind. Bei anderen Anwendungen mit höheren Strömen dominieren die Leitungsquerschnitte den Verbrauch.

Es hat schon Gründe warum noch viele IC in alten Strukturgrößen produziert werden.

Vor allem darf man nicht vergessen, dass man bei den guten alten Planarprozessen die Masken zwischen den Fabs tauschen kann.

Mittelfristig wird es wichtig sein, dass sich auch etwas von der Einstellung beim Vergleich älterer Fertigungsprozess vs aktueller Fertigungsprozess ändern wird.

Bei wem? Hier im Forum? Die Halbleiterhersteller rechnen sehr genau, für welche Produkte es sich wirklich lohn auf neue Nodes zu gehen.

Bei der Halbleiterknappheit waren nicht die Fabs das Problem, sondern dass die Fabs teilweise gar nicht mehrt das Equipment kaufen können. Aber hier reden wir über Prozesse die noch für 200 mm Wafer gemacht wurden.

Gleicht dass einer Kapitulation im High-End unterlegen zu sein? Ich hoffe nicht!

Das ist die erste sinnvolle Meldung von Samsung Semiconductor seit langem. Denn diese Prozesse mit Ausnahme des berüchtigten 20/22 nm waren in der Regel gut.

 

[CDLABSRadonP...]

Bei wem? (...) Die Halbleiterhersteller rechnen sehr genau, für welche Produkte es sich wirklich lohn auf neue Nodes zu gehen.

Nein, nicht bei den Kunden der Foundries sondern bei den Foundries. In den letzten Jahrzehnten haben die die alten Prozesse einfach unangepasst weiterverwendet. Das lässt aber Potential liegen.

 

[Humbertus]

Gleicht dass einer Kapitulation im High-End unterlegen zu sein? Ich hoffe nicht!

Es ist Allgemein sinnvoll nicht alles auf eine Karte zu setzen. Da sind Chips für Produkte die einfach kein Highend brauchen doch ne gute Sache. Gewinne dort können dann wieder für R&D dienen.
Laut Artikel macht TSMC da ja auch sehr viel und die kapitulieren jetzt auch nicht im High-End, ganz im Gegenteil.

 

[Matthias B. V.]

Gleicht dass einer Kapitulation im High-End unterlegen zu sein? Ich hoffe nicht!

Nein TSMC baut ja teilweise auch neue Werke für 28nm, 16nm und 7nm [weiter aus].

Da wird noch lange Bedarf sein da neben Automotive etc irgendwann auch Haushaltsgeräte und sonstiges aufgrund der Effizienz und gefallenen Kosten nachrückt.

Zumal man so auch politisch punkten kann - man baut beispielsweise in Europa, Indien, Brasilien und den USA neue Werke ohne das Know-How der neusten Generation außer Landes zu geben.

 

[Atent12345]

Werden sie hingegen weiter optimiert, lässt sich noch viel mehr rausholen.
Globalfoundries hat da auch schon etwas zu demonstriert:
https://www.computerbase.de/2020-10/globalfoundries-22fdx-dresden/

Das ist ein komplett neuentwickelter SOI Prozess. Mit den alten nodes hat der nichts am Hut.
Das ist von der Zielsetzung und der Zielgruppe eine ganz andere Kategorie (sowohl als die legacy nodes, als auch HPC nodes). Genau wie Power Electronics, Mems, Photosensoren, NAND, .... andere Anforderungen haben.

Eine größere Anpassung der legacy nodes würde den kompletten Witz dahinter zerstören. Dann braucht es auch neue STL librarys, neue Design- und Electrical rules, neue elektrische eigenschaften, andere Flankensteilheiten. Das ist alles Arbeit die die Kunden nicht haben wollen.

Die legacy nodes werden primär genutzt um kein neues design auflegen zu müssen. Zum einen weil oft das know how fehlt, alte Mixed Signal designs oft ein spaghetti digital design haben und in vielen Bereichen auch nicht zuletzt wegen der Zulassung und Zertifizierung in vielen Bereichen. Nicht zuletzt wurde letztes Jahr der Jobmarkt mit Stellenausschreibungen für mixed signal IC Portierungen für den automotive Bereich geflutet.

"Gehärtete" und auf zuverlässigkeit getrimmte node Ableger gibt es bis auf 14/16nm runter und auch in solchen nodes lassen sich ohne weitere Probleme größere Standard cells dimensionieren und fertigen (mit deutlich geringeren Abweichungen beim matching).

In den letzten Jahren war das primär ein Hin und Her wer denn für den Bau von neuen legacy fabs zahlen würde und die große Problematik der Maskengröße (alle neuen Litho Maschinen für die Produktion sind auf 300mm Wafer ausgelegt, aber viele Firmen haben immernoch unverbrauchte Maskensätze die sie nicht wegschmeißen wollen).

 

[Donnidonis]

Sehr gute Entscheidung. Selbst das Zuhause basteln ist im Moment unendlich schwer geworden. Einfache Chips und Mikrocontroller sind nicht zu bekommen oder einfach maßlos überteuert.

 

[kramko]

@Volker

NXP hat kaum noch interne Fertigung. Die haben ein Abkommen mit Samsung(?).

Firmen wie Infineon und STM haben erheblich größere/mehr Fabs (Mal von Foundries wie UMC und SMIC die bei trailing edge wichtig sind abgesehen).

 

[RKCPU]

Es ist Allgemein sinnvoll nicht alles auf eine Karte zu setzen. Da sind Chips für Produkte die einfach kein Highend brauchen doch ne gute Sache. Gewinne dort können dann wieder für R&D dienen.
Laut Artikel macht TSMC da ja auch sehr viel und die kapitulieren jetzt auch nicht im High-End, ganz im Gegenteil.

Anno 1972 kam der NE/SE555 auf den Markt und ist immer noch überall erhältlich.

Wir werden auch bei anderen Chips vielleicht bald Langlebigkeit erleben, womit dann statt kurze Lebensdauer und Amortisation lange Verkäufe und Renditen auf 'ewig' möglich werden.

Der 6nm Prozess mit teilweise EUV wird immer deutlich teuerer je Wafer als 28nm bis 65 nm bleiben. Da stellt sich rasch die Frage, ob Kunden das zahlen wollen/ können bei vielen Produkten.
GF kommt ja gut klar mit FDX22nm, ein Prozess der viele Anbieter reicht. Man überlegt sogar schon wieder 200mm Wafer für Kunden zu nutzen, da man kleinere Masken benötigt und bei überschaubaren Stückzahlen die 200m statt 300mm Wafer wieder günstiger sind.

 

[Tinpoint]

Es gibt ja nicht nur Elektronik sondern auch Sensoren und Aktoren, dort hinkte die Fertigung fast um Jahrzehnt zurück. Bin da aber auch schon ewig raus, keine ahnung was da akutell standard

 

[foofoobar]

Gleicht dass einer Kapitulation im High-End unterlegen zu sein? Ich hoffe nicht!

Ohne grobschlächtiges Hühnerfutter drumrum läuft kein supadupa Chip.

 

[Weyoun]

Ich denke viele Hersteller werden auf ältere Fertigungsprozesse gehen, da die einfacher sind, besseren Yield haben und nur ein paar Watt mehr Verbrauch. Selbst bei den aktuellen Kosten dürfte sich das ausgehen vor allem im KFZ Bereich spielen ein paar Watt mehr keine große Rolle selbst wenn da noch ein Kühler drauf muss ist das besser als kein Auto produzieren bzw. verkaufen zu können.

Jein!

Ein "Komplett-Computer" für Fahrerassistenz Level 3 von Nvidia oder Qualcomm, der dank Wasserkühlung 250 bis 600 Watt verbraucht, kann auch gerne mal 10 Watt mehr verbrauchen, ohne dass es auffällt. Eine Motor- oder Getriebesteuerung dagegen (Vor-Ort-Steuergerät, das schon ohne Eigenerwärmung im Motor- oder Getriebeöl bis 140 °C warm wird) ist auf jedes zehntel Watt angewiesen, um die Erwärmung so gering wie möglich zu halten.

Zudem feilschen unsere Kunden mit uns bei jedem Steuergerät um jedes µW im Standby (Batterieschutz) sowie um jedes mW im Betrieb, da die Hersteller das (auf magische, mir leider nicht immer verständliche Art und Weise) auf den CO2-Verbrauch umrechnen. (da wird pro Steuergerät um hunderstel Gramm CO2 auf 100 km gerechnet und bei 100 oder gar mehr Steuergeräten in einem modernen Auto macht es einfach die Summe, die dann am Schluss den CO2-Wert erhöhen oder senken kann.

Der Hauptgrund bei Automotive, hier oft noch mit "steinzeitlichen" Strukturbreiten zu produzieren, ist einfach die Robustheit (Hitze, EMV und Vibration). Fällt die Hitze weg (nur noch EMV und Vibration) und es gelingt, z.B. die neuen Qualcomm und Nvidia "Supercomputer" (für Auto-Verhältnisse "Super") als Wegbau-Steuergerät gut mechanisch und EMV-technisch zu schirmen, dann kann man auch hier kleinere Strukturbreiten verwenden. Bei Vor-Ort-Steuergeräten ist dagegen in der Regel beim Infineon AURIX Gen.2/3 Schluss (der taktet mit bis zu 45 nm bei nur wenigen hundert MHz, dafür verbrät er so gut wie keine Leistung und hält dauerhalt 150°C aus, ohne abzuschmieren.

 

[Atent12345]

Es gibt ja nicht nur Elektronik sondern auch Sensoren und Aktoren, dort hinkte die Fertigung fast um Jahrzehnt zurück. Bin da aber auch schon ewig raus, keine ahnung was da akutell standard

Das sind von den gängigen Industrieführern im MEMS Bereich durchaus absolute High End Produkte, auch wenn in dem Markt nicht annähernd so viel Geld drinsteckt. Vielleicht sollte man zur Besseren Verständlichkeit eher von Prozesskontrolle und Auflösung der Strukturierung reden. Nur weil eine Standard Cell library größe XYZ als X1 Zelle ermöglicht, heißt es noch lange nicht dass man diese nehmen muss. Jedoch profitieren auch größere Zellen in ihren elektrischen eigenschaften (und vorallem der Konstantheit dieser) von einer höheren Auflösung.

@Weyoun
"Der Hauptgrund bei Automotive, hier oft noch mit "steinzeitlichen" Strukturbreiten zu produzieren, ist einfach die Robustheit (Hitze, EMV und Vibration)."
Mal ein paar Einwände von Mixed Signal for automotive Entwicklungsseite.
Hitze bzw. Temperaturrange im allgemeinen ist eine Mischung aus Packaging des Dies, dem Fannout und Layout (also das eigentliche Chipdesign) und erst ganz zum Schluss der node. Im automotive Bereich werden in aller Regel normale nodes genutzt und keine spezifischen high temperature Prozesse (große Ausnahme sind Sensoren im Motor selbst). Über die Wahl des Fannouts und des hot slow edge cases lässt sich die Temperatur bei der der Chip funktioniert massiv beeinflussen. Eine Intel CPU die auf 105 Grad ausgelegt ist könnte man auch mit einer Zielsetzung für 150 Grad entwickeln, allerdings leidet die Taktfrequenz und Transistordichte dann auch bei niedrigeren Temperaturen massiv unter dieser Designentscheidung. Für EMV braucht es in erster Linie viele metal layer (getrennte Ground planes) und jede Menge dummy cells. Das frisst die Kostenersparnis eines höher aufgelösten nodes auf, allerdings sind die elektrischen eigenschaften immernoch besser. Vibration ist ein reines packaging Problem und erstmal vom node unabhängig.

Die Aurix Reihe ist ein gutes Beispiel, da diese nicht auf einem SI sondern einem SOI node beruht. Da ist Glofos 22nm FDX node gerade leading edge (zumindest bis 14nm FDX endlich aus der Risc production ist). Wenn man da noch lange Entwicklungs- und Zertifizierungszyklen einrechnet ist man da gar nicht so weit hinten dran. Sowas fällt nicht unter ältere Ferdigungsprozesse.