Der 28-Nanometer-Nachschub stockt

Während TSMC-Kunde AMD mit der 28-nm-Chip-Versorgung auskommt, beklagt Qualcomm zu geringe Liefermengen und sucht zusätzliche Lieferanten.

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Manche Chiphersteller leiden unter den bislang knappen Fertigungskapazitäten für Bauelemente mit Stukturbreiten von 28 Nanometern. Das Qualcomm-Management musste diesbezüglich bei der Vorstellung der letzten, sehr erfolgreichen Quartalszahlen viele Fragen beantworten, denn große Teile der Wachstumspläne von Qualcomm hängen davon ab, dass das Unternehmen ausreichend viele der neuen ARM-SoCs fertigen lassen kann. Und daran hapert es zurzeit, auch wenn AMD gestern mitteilte, man habe im ersten Quartal keine Schwierigkeiten mit der 28-nm-Versorgung durch den weltgrößten Auftragsfertiger TSMC aus Taiwan. Anscheinend sind die Lieferengpässe aus Sicht von AMD überwunden.

Was auf den ersten Blick paradox wirkt, ist lässt sich erklären: Für AMD fertigt TSMC die Radeon-HD-GPUs in einer High-Performance-Version der 28-nm-Technik (28HP), die auch als erste startete. Die Snapdragon-S4-Chips von Qualcomm hingegen benötigen den auf Sparsamkeit getrimmten 28LP- oder 28HPL-Prozess. Immerhin ist es Qualcomm und TSMC wohl gelungen, die ersten 28-nm-Chips wie von Qualcomm versprochen vor allen anderen Konkurrenten auf den Markt zu bringen, sodass sie schon in dem an Endkunden ausgelieferten Smartphone HTC One S zum EInsatz kommen.

Doch Qualcomm beklagt, dass Zulieferer TSMC schlichtweg nicht genügend 28-nm-Chips produzieren kann, um den in den nächsten Monaten erwarteten Bedarf zu decken. Denn Qualcomm hat große Pläne für die Snapdragon-Generation S4 mit den optimierten Krait-Kernen, die technisch zwischen ARMs eigenen Designs Cortex-A9 und -A15 stehen. Sie sollen nicht nur in Smartphones mit Android oder Windows Phone zum Einsatz kommen, sondern auch in Tablets mit Android und später auch Windows 8.

Um den Nachschub zu sichern, passt Qualcomm das Snapdragon-Design an die Fertigungstechnik von bislang ungenannten TSMC-Konkurrenten an. Qualcomm nutzt schon bisher auch andere Auftragsfertiger (Foundries), etwa Samsung. Dort läuft bereits die 32-nm-Fertigungstechnik der IBM Alliance, zu der etwa auch Globalfoundries gehört: Eine 32-nm-Version des A5 setzt Apple im aktuellen Apple TV und im neuen iPad 2 ein. Das von Samsung angekündigte 32-nm-ARM-SoC Exynos 4212 ist bisher aber anscheinend noch nicht in fertigen Geräten erhältlich. Die 28-nm-Serienproduktion des Exynos 5250 (Cortex-A15) will Samsung im zweiten Halbjahr aufnehmen. Dann könnte wohl auch Texas Instruments mit dem OMAP5 starten – auch dieser soll aus 28-nm-Fabs kommen. Schließlich plant auch Nvidia den 28-nm-Umstieg mit Kal-El+ alias Tegra 3 T36 (T37) noch in diesem Jahr.

Qualcomm, Nvidia und TI konkurrieren also untereinander und mit vielen anderen Chipherstellern um 28-nm-Fertigungskapazitäten, die bisher nicht ausreichen. Die 28-nm-Technik der IBM Alliance scheint derweil verzögert – jedenfalls im Vergleich zu den früher veröffentlichten Planungen. Globalfoundries erklärte gegenüber heise online, in der Dresdner Fab 1 zurzeit die 28-nm-Volumenproduktion hochzufahren (Ramp). Bis zum Jahresende, so Sprecherin Karin Raths, sollen 28-nm-Produkte "einen signifikanten Anteil" am gesamten Ausstoß der Fab 1 erreichen, die auch SOI-Wafer für sämtliche 32-nm-Prozessoren von AMD verarbeitet. Die 28-nm-Strukturen entstehen aber in Dresden wie auch bei Samsung auf deutlich billigeren Bulk-Silicon-Wafern, also auf "einfachen" Siliziumscheiben.

Sowohl TSMC als auch die IBM Alliance setzen bei der 28-nm-Technik auf High-K-Dielektrika und Metal Gates (HKMG). Allerdings arbeitet TSMC mit einem Gate-Last-Konzept, während sich die IBM Alliance für "Gate First" entschied – schon deshalb muss beim Wechsel der Foundry das Chip-Design angepasst werden. (ciw)