Wettrennen um 14-Nanometer-Technik

Um die Fertigungstechnik für Transistoren mit 14 Nanometer breiten Strukturen hat sich ein Wettrennen entwickelt, zumindest was Pressemitteilungen betrifft. Dabei ist nicht immer klar, auf welchem Stand der Entwicklung sich die jeweiligen Firmen genau befinden und wann die ersten Halbleiterbauelemente mit 14-Nanometer-Strukturen tatsächlich in Endprodukten auftauchen, die man im Einzelhandel kaufen kann. Auch die Eigenschaften der unterschiedlichen Fertigungsprozesse sind kaum noch miteinander vergleichbar.

Bei Intel ist schon lange klar, dass nach der seit diesem Jahr laufenden 22-nm-Fertigungstechnik die 14-nm-Technik ansteht; vermutlich kommen Broadwell-Prozessoren mit 14-nm-Strukturen 2014 auf den Markt.

Der weltgrößte Auftragsfertiger TSMC hatte 14-nm-Fertigungstechnik schon 2010 erwähnt und Anfang 2011 angekündigt, dass man sie ab "2015 oder 2016" auf Wafern mit 450 Millimetern Durchmesser einsetzen wolle. Während Intel auf Multigate- oder "3D"-Transistoren setzt, spricht TSMC wie die meisten anderen Chip-Fertiger von FinFETs. Das hat möglicherweise große Bedeutung, wenn mit "14 nm" die effektive Gate-Länge der Transistoren gemeint ist, also diese Dimensionsangabe nicht ohne Weiteres mit der bei planaren Transistoren vergleichbar ist.

Nachdem Globalfoundries noch im Juni vom "ungewissen 14-nm-Knoten" gesprochen hatte, überraschte der zweitgrößte Auftragsfertiger im September mit der Ankündigung, FinFETs mit 14nm-XM-Technik ab 2014 fertigen zu wollen. Dabei will Globalfoundries von der "Reife" der "heutigen" 20-Nanometer-Technik profitieren, was ebenfalls überrascht, weil bisher noch nicht einmal Produkte mit 28-nm-Chips aus der Fertigung von Globalfoundries erhältlich zu sein scheinen. Die Auslieferung von 20-nm-Chips hat Globalfoundries bisher nicht bekannt gegeben. Bei 14-nm-XM sollen auch Planartransistoren mit 20-nm-Strukturen vorgesehen sein.

UMC hatte erst im Juli gemeldet, außer dem selbst entwickelten Prozess für planare 20-nm-Transistoren auch Technik für 20-nm-FinFETs von IBM in Lizenz zu nehmen. Im November verkündete UMC dann, auf Basis dieser 20-nm-Technik von IBM auch 14-nm-FinFETs zu entwickeln. Wie sich dieser Ansatz mit dem von Globalfoundries vergleichen lässt und ab wann diese Fertigungstechnik laufen soll, ist noch unklar.

Ende Oktober hatte Cadence verkündet, dass IBM einen Testchip mit ARM Cortex-M0 mit 14-nm-FinFET s auf FD-SOI-Wafern fertiggestellt habe. Auch hier wurde kein genauer Zeitplan für die Serienfertigung bekannt.

Nun hat sich schließlich auch Samsung im 14-nm-Club angemeldet. Zusammen mit ARM, Cadence, Mentor und Synopsys habe man das Tape-out mehrerer Testchips mit Cortex-A7-Kernen und SRAM-Zellen erfolgreich umgesetzt. Das Tape-out bedeutet aber nicht, dass diese Bauelemente bereits erfolgreich produziert wurden. (ciw)