News TSMC vor Apple-Deal für 20-, 16- und 10-nm-Chips

[aylano]

-> aber Qualcomm @ TSMC

Qualcomm und Apple werden sich auf die eine oder andere Art jeweils die benötigten (20nm) Kapazitäten bei TSMC sichern bzw. eher gesichert haben. Alle anderen sitzen soweit es größere Volumen betrifft in der zweiten Reihe.

Wie kommt man darauf?
Erstens hat Qualcomm auch zumindestens einen Vertrag mit Globalfoundries, und eventuell auch UMC & Samsung
Zweitens hat sich Apple nur Fab 14-Phase 4/5/6 gesichert, während Fab 12 & Fab 15 nicht betroffen sind.

Einfach so seien Stammkunden jetzt wegen Apple zu verarschen und in die 2. Reihe setzen, kann langfristig katastrophal sein, wenn Apple dann plötzlich weggeht und die eigentlich auch nicht mehr bleiben wollen. Langfristig micht sich auch Intel immer mehr als Foundry ein und Globalfoundries eigentlich seit kurzem als echte Foundry agiert.

Der Mengenrabatt wird gegeben da eine gleichbleibend hohe Auslastung für einen langen Zeitraum sichergestellt ist

Irgendwie kontraproduktiv wenn man Großkunden angelt und ihnen dann bei der neusten & teuersten Fertigung auch noch Mengenrabatt gibt, anstatt bei den vielen kleinen die volle Wafer-Preise zu verlangen.

 

[YforU]

Wie kommt man darauf?
Erstens hat Qualcomm auch zumindestens einen Vertrag mit Globalfoundries, und eventuell auch UMC & Samsung
Zweitens hat sich Apple nur Fab 14-Phase 4/5/6 gesichert, während Fab 12 & Fab 15 nicht betroffen sind.

Das es bei der Sicherung von Kapazitäten am Ende immer um Volumen X zu Zeitpunkt Y geht ist dir bewusst ?

Einfach so seien Stammkunden jetzt wegen Apple zu verarschen und in die 2. Reihe setzen, kann langfristig katastrophal sein, wenn Apple dann plötzlich weggeht und die eigentlich auch nicht mehr bleiben wollen. Langfristig micht sich auch Intel immer mehr als Foundry ein und Globalfoundries eigentlich seit kurzem als echte Foundry agiert.

Wenn der Stammkunde für den gleichen Umsatz 5 Jahre länger braucht hat der schlechte Karten und kann seinen Bedarf erst Monate später abdecken.

Irgendwie kontraproduktiv wenn man Großkunden angelt und ihnen dann bei der neusten & teuersten Fertigung auch noch Mengenrabatt gibt, anstatt bei den vielen kleinen die volle Wafer-Preise zu verlangen.

Nein denn die bestellen nicht nebenbei das Volumen für ein gesamtes Jahr im Voraus sondern nur für die ersten paar Chargen. Entsprechend dem Absatz wird dann der weitere Bedarf ermittelt. Das ist alles andere als gute Planbarkeit für eine Foundry und dementsprechend wird die Auslastung nie durchgehend am Limit sein können. Im übrigen ist ein Mengenrabatt unabhängig vom üblichen Aufpreis neuerer Prozesse.

 

[foofoobar]

Bei schrumpfenden Marktanteilen von Apple kann ich die Aufregung hier nicht verstehen.

Ergänzung (24. Juni 2013)

Die Rechnung würde nur stimmen, wenn auf dem Markt ein Überangebot an Fertigungskapazitäten herrschen würde. Es ist aber das genaue Gegenteil der Fall. Es gibt weniger Fab-Kapazität als die Industrie gerne hätte. Dementsprechend passiert wenn Apple zu TSMC wechselt genau eines:
Apple kauft irrsinnige Mengen an Wafern von TSMC, woraufhin dort weniger Wafer für die anderen Kunden zur Verfügung stehen.
Diese anderen Kunden müssen sich dann wohl oder übel bei anderen Auftragsfertigern bedienen. Und da ist Samsung dann derjenige, bei dem gerade richtig viel Kapazität frei geworden ist.

Und woher kommen die restlichen 75-80% der Chips für die nicht IOS Telefone ?

 

[aylano]

Das es bei der Sicherung von Kapazitäten am Ende immer um Volumen X zu Zeitpunkt Y geht ist dir bewusst ?

Mir schon, aber ich wüsste mal gerne, was das für eine Auswirkung auf die anderen haben, wenn sich Apple nur Fab 14 sichert, aber die anderen früher 20nm bekommen.

Wenn der Stammkunde für den gleichen Umsatz 5 Jahre länger braucht hat der schlechte Karten und kann seinen Bedarf erst Monate später abdecken.

Der Sinn einer Foundry ist trotzdem, so viele Kunden wie möglich zu bekommen.
Natürlich versucht TSMC keine Überkapazitäten zu bekommen, aber TSMC hat für 20nm wegen Apple schonmal deutlich höhere 20nm-Kapazitäten gekauft. Wenn Mitte 2014 TSMC insgesamt 50.000 Wafer pro Monat macht und die hälfte für Apple sind, dann ist das so ungefähr der selbe Wert, den TSMC nach 6 Monaten beim 28nm erreichte. Oder vielleicht sogar etwas mehr.

Grundsätzliches Problem von Foundrys ist, dass man die Fabriken optimal dimensioniert und somit den höchsten Profit erzielt.
Apple ist da ein spezieller & sehr einfacher Fall. Bei so einem Großkunden können sie gleich paar Fabriken bauen bzw. umrüsten und die Auslastung über einige Jahre sichern.

Nein denn die bestellen nicht nebenbei das Volumen für ein gesamtes Jahr im Voraus sondern nur für die ersten paar Chargen. Entsprechend dem Absatz wird dann der weitere Bedarf ermittelt. Das ist alles andere als gute Planbarkeit für eine Foundry und dementsprechend wird die Auslastung nie durchgehend am Limit sein können.

Die Bestellung mag nicht im gesamten Jahr voraus sein, aber der Fabriks-Bau sehrwohl, während der Tool-Ramp sehr kontenuierlich über 1 Jahre bis zur Vollast erfolgt. TSMC hat deshalb so eine sehr gute Auslastung, weil sie immer eher zu wenig als zu viel Fabriks-Fläche & Tools (= Tool-Ramp) bestellen. Außerdem hört man gerade bei TSMC, dass sie Fabriken erst bauen, wenn die Auslastung zu/quasi zu 100% gesichert wird. TSMC & Auftragnehmer werden sich sicher gegenseitig Absichern (Kapazität-Bereitstellung vs Wafer-Abnahme) wobei es da einerseits wahrscheinlich unterschiedliche Sicherheitsgrade gibt andererseits Ausnahmeregeln (Wirtschaftskrise & Co).

Wie ich schon sagte:
Die Wahrscheinlichkeit ist sogar größerer, dass wir bei 20nm nicht so einen starken Engpass sehen werden, der damals fast 1,5 Jahre andauerte. Eben weil TSMC den Kunden beim Fabriks-Bau und Tool-Planung schon berücksichtigt hat und die üblichen Stammkunden wie üblich ihre Bestellungen abliefern können.

 

[Kenneth Coldy]

Jup, da gibts physikalische Grenzen. Der Atomabstand in Silizium beträgt ca. 1 Å (=0,1nm).[...]

Gut gesprochen!

Mit speziellen Quellen mit ~200nm Wellenlänge und Immersionslitho sind 45nm möglich.
Weiter gehts dann mit EUV-Litho.

Aber eine Anmerkung sei erlaubt: Wir sind gegenwärtig bei 28nm bzw. mit quantenarithmetischer Beugung der Rechenregeln a la Intel bei 22nm. Intel plant nach aktuellem Kenntnisstand auch 10nm noch ohne EUV zu produzieren und die restlichen Fertiger werden sich wohl anschließen wenn kein Wunder geschieht und dafür sorgt das die Beleuchter mit dem fertigen der notwendigen EUV-Lichtquellen in die Hufe kommen.

Abgesehen davon gibt es immer noch den Nebenzweig der direkten Belichtung. Die ist quasi tot weil sie nicht im industriellen Maßstab skaliert. Aber Totgeglaubte leben mitunter sehr lange wenn sie ihren Schlüssel in Reichweite haben.

 

[Liberator]

Aber eine Anmerkung sei erlaubt: Wir sind gegenwärtig bei 28nm bzw. mit quantenarithmetischer Beugung der Rechenregeln a la Intel bei 22nm. Intel plant nach aktuellem Kenntnisstand auch 10nm noch ohne EUV zu produzieren ....

Ohne dass ich jetzt genau wüsste, was Intel so treibt, aber biste da sicher?
Klick mal HIER (S.12)
Nur aufgrund des Auflösungsvermögens der Wellenlänge brauchts schon für 22nm Korrekturen damits noch geht.

Abgesehen davon gibt es immer noch den Nebenzweig der direkten Belichtung. Die ist quasi tot weil sie nicht im industriellen Maßstab skaliert. Aber Totgeglaubte leben mitunter sehr lange wenn sie ihren Schlüssel in Reichweite haben.

Naja, es gibt neben der Maskenlosen Belichtung noch andere Möglichkeiten der Strukturierung, z.B. Nanolithographie. Hier wird z.B. mit einem AFM-Cantilever gearbeitet. IBM erreichte damit z.B. beeindruckende Resultate (Einstelliger nm Berreich). Nur mangelts da, wie du schon gesagt hast, an der Parallelisierbarkeit des Prozesses. Lösungsansätze hierfür sind z.T. absurde Cantilever-Arrays...naja, für die Großserie wird das trotzdem nix mMn.

Eine große Herausforderung wirds ehr, Bottom-Up Prozesse in die Großserie zu bringen. Sowas Hier (KLICK) ist schon verdammt beeindruckend.

 

[Sive]

Auch ein interessanter Artikel zum Thema:

http://www.heise.de/tp/artikel/36/36996/1.html

 

[Lost_Byte]

man dachte mal, dass man unter 1µm nicht käme, weil das Licht ja schon eine Wellenlänge von ~400nm habe...
Ich lasse mich überraschen, was die Fachleute da noch so hinbekommen und auch wenn es heißt, dass unter Xnm nichts mehr geht, dann warte ich erst noch, ob nicht doch noch jemand eine Lösung findet.

 

[Bl4ckbeard]

Unglaublich das schon 3D transistoren kommen sollen. Die Teile bringen einen abartigen Leistungsschub bin mal gespannt und wenn sie 2 Jahre brauchen egal hauptsache sie kommen

 

[foofoobar]

Unglaublich das schon 3D transistoren kommen sollen. Die Teile bringen einen abartigen Leistungsschub bin mal gespannt und wenn sie 2 Jahre brauchen egal hauptsache sie kommen

In welchen kaufbaren Produkten sind den 3D Transistoren verbaut? Außer SSDs fällt mit kein Produkt aus den letzten Jahren ein, was einen "abartigen Leistungsschub" gezeigt hat.

 

[Commodore128]

Apple hat auf das falsche Pferd gesetzt. Die Telefone und Unterhaltungselektronik waren ein Strohfeuer. Bestand hätte die konsequente Pflege der Rechner gebracht. Die wurden aber vernachlässigt. Jetzt sind die User weg. Und vor allem sind auch alle kreativen Profis weg, die Apple das hippe Designer-Image eingebracht haben. Die kommen auch nicht wieder. Was bleibt, sind einige versprengte Webdesigner, deren Zeit abgelaufen ist. Und die iPhone-User wissen schon jetzt, daß Samsung mehr zu bieten hat, wollen es aber nicht zugeben.

 

[Matzegr]

Wir sind gegenwärtig bei 28nm bzw. mit quantenarithmetischer Beugung der Rechenregeln a la Intel bei 22nm. Intel plant nach aktuellem Kenntnisstand auch 10nm noch ohne EUV zu produzieren und die restlichen Fertiger werden sich wohl anschließen wenn kein Wunder geschieht und dafür sorgt das die Beleuchter mit dem fertigen der notwendigen EUV-Lichtquellen in die Hufe kommen.

16/14nm werden alle noch mit ArF-Lichtquelle machen. Sowohl bei TSMC und GF ist der 16nm bzw. 14nm Node nichts anderes als nen umbenannter 20nm Node.
TSMC: 20nm planar wird zu 20nm FinFet, was man dann als 16nm Node benennt.
GF: 20nm planar wird zu 20nm FinFet, was man dann als 14XM bezeichnet.
-> klingt für Analysten besser

Bei 10nm wird es schon anders aussehen. Da macht ArF-Lichtquelle und 300mm Wafer aus ökonomicher Sicht keinen Sinn mehr. Technisch sicherlich machbar, aber wirtschaftlich nicht, weil die Skalierung total verloren geht.

Schaut man sich die Größe einer SRAM Cell (6 Transistoren) an, dann hat man es in der Vergangenheit immer geschaft mit jedem neuen Node die Transistoren-Dichte ungefähr zu verdoppeln: 90nm(1µm²)->65nm(0,57µm²)->45nm(0,346µm²)->32nm(0,171µm²)->22nm(0,092µm²)

Jetzt schauen wir mal in die Zukunft bei 16/14nm wird 0,08µm² und bei 11/10nm wird auch 0,08µm² erwartet.
Was bleibt ist eine geringere Vdd. Für den Kunden ganz nett aber für die Fertiger ein wirtschaftlicher Albtraum. Kleinerer Node bedeutet deutlich höhere Kosten, wenn man jetzt aber nicht mehr wie früher die Transistorendichte erhöhen kann, dann wird ein Chip deutlich teurer. Um es wirtschaftlich zu gestalten müßte man min. auf 450mm Wafern umstellen aber am Besten gleich auf EUV und 450mm Wafern.

 

[Iscaran]

Schaut man sich die Größe einer SRAM Cell (6 Transistoren) an, dann hat man es in der Vergangenheit immer geschaft mit jedem neuen Node die Transistoren-Dichte ungefähr zu verdoppeln: 90nm(1µm²)->65nm(0,57µm²)->45nm(0,346µm²)->32nm(0,171µm²)->22nm(0,092µm²)

Jetzt schauen wir mal in die Zukunft bei 16/14nm wird 0,08µm² und bei 11/10nm wird auch 0,08µm² erwartet.

Inwiefern jetzt mit einem SCHRUMPFEN der Strukturgröße eines einzelnen Transistors (nichts anderes "bedeuten" die 22nm) die "Packungsdichte" nicht steigt musst du mir mal erklären ????

Zum Rechnen Vereinfacht:
Strukturgröße = 100nm => 1 Transistor = 100*100 nm^2 = 10000 nm^2
Strukturgröße = 50 nm => 1 Transistor = 50*50 nm^2 = 2500 nm^2 = 1/4 Größe bzw. /Fläche bezogen auf 100nm.
Ergo 28nm => 20nm = 28nm^2/20nm^2 = 1.96 mal soviele Transistoren

Die Packungsdichte wird zwar sicherlich nicht ganz die 1.96 erreichen - aber eine Änderung der Fertigungsgröße wird man nur dann machen wenn man auch mehr Packungsdichte schafft. Sonst macht eine Änderung der Fertigungsgröße nämlich keinen Sinn.

 

[aylano]

Doch schon so früh?

Dann ist eine sog. Risikoproduktion der AMD GPUs ja tatsächlich noch dieses Jahr und die Gerüchte für Oktober jedenfalls nicht unmöglich. Viele bezweifelten das ja anhand der Fertigung.

Es war ja sehr auffällig, dass jene Leute dies stark anzweifelten und 20nm-GPUs für Ende 2014 vermuteten, die GTX Titan schönredeten. Denn dann wäre ein Preisverfall von 950 auf so 450 Euro in 18 Monaten ja noch für High-End-User noch zu verkraften sein. Gleiches gilt für GTX 780, wo mit diesen Preis in 6+ Monate was deutlich schnelleres bekommt.

Es konnte ja keiner Erkären, warum TSMC plötzlich einen 3 Jahres-Rythmus haben soll und nicht wieder auf den alten 2 Jahres-Rythmus zurückkommt und vielleicht noch das eine Jahr aufholt.

Aber eine Umrüstung auf 16nm+3D schon im nächsten Jahr? Bei TSMC? Never - die bekommen ja seit 40nm schon nicht mal annähernd ihre eigenen Zyklen (2 Jahre?) hin und es gab bei 40 und 28nm massive Probleme.

Natürlich kann es möglich sein.
Denn es wird schon seit 10 Jahren oder mehr an FinFET oder 3D gearbeitet. Problematisch war ja primär HKMG (Spätestens 28/32nm). Double-Pattering (nötig für 20nm) war z.B. viel unproblematischer als HKMG. Soviel ich weiß, muss man nicht immer neue Technologien einführen, um kleinere Strukturen einzuführen, sondern man kann genauso bestehende Technologien verwenden, die sich weiter runterskalieren lassen. Ich glaube, Multi-Pattering wird dann ab 10nm nötig sein, aber was jetzt für 14nm nötig ist, weiß ich nicht. Aber vielleicht is es ja eh die FinFET-Technologie, die eine weitere Strukturverkleinerung ermöglicht.
Aber die hat man, wie schon gesagt, sehr sehr lange entwickelt.

14XM wird bei Globalfoundries schon seit Ende 2012 in der Fabrik entwickelt, um es in 2 Jahre in Masse zu starten. Das macht man nur, wenn man entsprechende Erfolge schon im Labor hat. Bei TSMC sieht es da nicht anders aus.

Natürlich können bei 14nm noch Problem auftreten, aber es kann genauso unproblematisch auftreten, weil jede Fertigungs-Verkleinerung & Technologie-Einführung nicht immer gleich schwer ist bzw. eine Technologie-Einführung mit hohem nutzen muss nicht gleich entsprechend schwer bei der Einführung sein. Ich sehe es anders rum. Jene Technologien die schwer/kompliziert sind, sind entsprechend lang im Lobar entwickelt wurde, weil solche Technologien das Potential haben, neue kleinere Technologie nicht um paar Quartale sondern Jahre nach hinten verschieben können.

 

[foofoobar]

Inwiefern jetzt mit einem SCHRUMPFEN der Strukturgröße eines einzelnen Transistors (nichts anderes "bedeuten" die 22nm) die "Packungsdichte" nicht steigt musst du mir mal erklären ????

IMHO skalieren die Abstände zwischen den Leitungen und den Transistoren nicht 1:1 mit.

 

[Volker]

Artikel-Update: Auch das Wall Street Journal springt zum Wochenende auf den Zug, dass TSMC im kommenden Jahr die Chips für Apple herstellt, auf. So berichtet das Blatt, dass TSMC bestätigt habe, dass man ab 2014 für Apple die Chips fertigen werde, Samsung aber erst einmal parallel weiter als Zulieferer auftritt. Dass die Produktion komplett auf einen Schlag von Samsung zu TSMC wechseln würde war bereits zuvor angezweifelt worden, muss TSMC doch auch erst einmal entsprechend riesige Kapazitäten frei machen, die Apple benötigt. Es könnte deshalb wie bei der Einführung der 32-nm-SoCs bei Apple ablaufen, erst ein Produkt nach dem anderen wird auf die neuen SoCs umgestellt und Samsung wird dementsprechend schrittweise abgelöst.

 

[aylano]

Dass diese 50.000 Wafer-Auslieferung @ News ein Märchen ist, hatte ich eh schon Posting #38 deutlich dargestellt.

Dass die Produktion komplett auf einen Schlag von Samsung zu TSMC wechseln würde war bereits zuvor angezweifelt worden, muss TSMC doch auch erst einmal entsprechend riesige Kapazitäten frei machen, die Apple benötigt.

Wenn man nichts weiß, kann man alles anzweifeln. Apple kündigte schon an, in Zukunft mehr Hauptlieferanten zu haben. Außerdem ist es schon eine generelle Strategie sich von allen Auftragsfertiger ihre Produkte produzieren zu lassen, damit sie am Start mehr Einheiten zu verfügung haben. Das hat nichts mit überforderung zu tun, sondern weil Fabriken nur recht kontenierlich produzieren und nicht zaubern können.

Der Druck von Apple von Qualcomm & Samsung wird nunmal härter und da können sie sich so langsame Umstellungen wie in der Vergangenheit nicht leisten, weshalb sie mehr Foundrys brauchen.

 

[flappes]

Fazit: für die Größen ändert sich nix, die produzieren, lassen produzieren und verdienen wie gehabt. (da findet ja nur eine Umverteilung statt)

Lediglich die kleinen sind wie üblich die dummen und müssen sich auf längere Lieferzeiten oder einen anderen Lieferanten einstellen.

 

[Staubwedel]

Ob Samsung dann versucht durch mehr Patentklagen wieder Geld von Apple zu holen?

Ansonsten hab ich nix dagegen das sich jemand von Samsung unabhängig machen will, Samsung hat eigentlich zu viel Marktmacht

 

[Cool Master]

Samsung hat eigentlich zu viel Marktmacht

Gibt genug alternativen zum Teil auch bessere (Bei TV's z.B.) aber der Kunde will es halt billig billig und da kann Samsung halt punkten.