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IBM 2-nm-Chip

Jahr des Schreibens: 2021
Autor: Tony

Verwandte Aktien: IBM , Nvidia , TSMC (2330)

IBM bringt die weltweit erste 2-nm-Prozesstechnologie auf den Markt

Prozessschrumpfung ist wichtig, aber Leistung und Ausbeute sind wichtiger!

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IBM hat einen 2-Nanometer-Prozess entwickelt, der eine Gate-Allround-Technologiearchitektur (GAA) nutzt. Die Leistung soll 45 % höher sein als die von 7-Nanometer-Prozessen und soll 2024 in die Massenproduktion gehen. Heutige fortschrittliche Prozesse unter 20 Nanometern verwenden FinFET-Fin-Feldeffekttransistoren. Aufgrund physikalischer Einschränkungen wird erwartet, dass in Zukunft 3 Nanometer oder 2 Nanometer die Surround-Gate-Technologie (GAA) verwenden.

TSMC und Samsung, die ursprünglich führend auf dem Gebiet fortschrittlicher Fertigungsprozesse waren, traten plötzlich aus der Konkurrenz mit IBM, dem ehemaligen großen Halbleiterhersteller, hervor. IBM wird voraussichtlich im Jahr 2024 2 nm in Massenproduktion produzieren. Diese Zeit ähnelt der 2 nm-Massenproduktionszeit von TSMC, was einer direkten Konfrontation mit TSMC gleichkommt. Aber kann das wirklich so reibungslos ablaufen?

Viele Leute spekulieren, dass diese von IBM entwickelte Technologie möglicherweise von Samsung zur Produktion autorisiert wird. Wenn sie tatsächlich von Samsung autorisiert wird, kann sie das bisherige Ziel von Samsung erreichen und TSMC überholen. Ich gehe davon aus, dass IBM diese Technologie sehr wahrscheinlich auch an Global Foundries, die fünf größten Wafer-Foundries, verkaufen wird. Obwohl Global Foundries bereits angekündigt hat, fortschrittliche Fertigungsprozesse aufzugeben, hat IBM in der Vergangenheit seine Wafer-Foundry-Abteilung verkauft und damit einer der potenziellen Käufer.

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IBM 2-nm-Chip

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Prozessverkürzung ist wichtig, aber wenn wir auf mehrere berühmte Halbleiterschlachten in der Vergangenheit zurückblicken, können wir feststellen, dass es nicht nur die Prozessverkürzung ist, die sich auf die Qualität von ICs auswirkt, sondern auch auf die tatsächliche Leistung und Ausbeute.

Zu Beginn des Jahres 2021 verbreitete sich die Nachricht vom Sturz des Qualcomm S888 in der gesamten Technologiewelt. Der S888 ist das neueste 5G-Flaggschiff-SoC, das 2021 von Qualcomm herausgebracht wurde und die 5-nm-Technologie von Samsung nutzt als die vorherige Generation, die Anfang 2020 von TSMC hergestellt wurde. Der 7-nm-Prozess S865 5G Flaggschiff-SoC, aber der Stromverbrauch des S888 ist viel höher als der des S865, was dazu führt, dass die Temperatur während des Betriebs leicht ansteigt. Unter normalen Umständen verringert die Prozessverkleinerung den Stromverbrauch oder verbessert die Leistung. Im Vergleich zum 7-nm-Prozess von Samsung hat der 5-nm-Prozess den Stromverbrauch des Chips offensichtlich nicht effektiv reduziert, und die Leistungsverbesserung entspricht nicht den Erwartungen. Wenn man sich also auf die Prozessschrumpfung konzentriert, ist die tatsächliche Massenproduktionsleistung wichtiger.

Von der Technologieentwicklung bis zur Massenproduktion sind viele Hürden zu überwinden. IBM kündigte 2015 den 7-nm-Prozess an, der jedoch erst 2020 in die Massenproduktion ging. Nach der Technologieforschung und -entwicklung muss die Technologie in die Fabrik eingeführt und einer riskanten Testproduktion unterzogen werden. Erst wenn die Ausbeute verbessert wird, kann sie offiziell in die Massenproduktion gebracht werden. Die Ausbeute ist von rund 40 % in der Anfangsphase gestiegen auf etwa 90 %. Fortgeschrittene Prozesse haben die Prozesskomplexität erheblich erhöht, was zu niedrigen Anfangsausbeuten führt. Nur durch das Sammeln von Erfahrungen durch die Produktion in großem Maßstab können sie die Lernkurve beschleunigen. Die RTX 30-Serie von Nvidia ist dieses Mal ausverkauft, und einige Leute zeigen mit dem Finger auf Samsung, das für die Gießerei verantwortlich ist. Sie glauben, dass die 8-Nanometer-Technologie von Samsung eine niedrige Ausbeute aufweist und die Explosion der Marktnachfrage verursacht hat dieser Mangel. Samsung hatte früher eine langsame Lernkurve, was zu niedrigen Ausbeuteraten führte. Daher werden IC-Designunternehmen bei der Auswahl von Wafer-Foundries auch die Ausbeuteraten berücksichtigen, um das Risiko von Engpässen zu vermeiden.

Die Technologieforschung und -entwicklung von IBM ist für die Wafergießerei in der Zukunft sehr wichtig. Sie können jedoch weiterhin darauf achten, welche Wafergießerei diese Technologie kaufen wird, aber die Bedeutung von Leistung und Ausbeute darf nicht ignoriert werden. Ohne Massenproduktionstechnologie ist es schwierig, kommerzielle Gewinne zu erzielen.

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