Samsung-Chipfertigung: 3 Nanometer ab 2022, 2 nm ab 2025
Für die Prozessgeneration mit Strukturen von 3 Nanometern benötigt Samsung etwas mehr Zeit, vermutlich auch aufgrund der erforderlichen Belichtungsmaschinen.
(Bild: Macro photo/Shutterstock.com)
Samsung nächster Fertigungsprozess mit 3-Nanometer-Strukturbreiten befindet sich im Zeitplan, um ab dem ersten Halbjahr 2022 in die Serienproduktion zu gehen. Das sagte Siyoung Choi, Chef von Samsungs Fertigungssparte, auf dem Samsung Foundry Forum 2021. Erste Produkte mit 3-nm-Chips sind demnach ab dem kommenden Sommer zu erwarten – üblicherweise machen Smartphones den Anfang.
Derzeit nähert sich die Ausbeute der 3-nm-Fertigung laut Samsung dem Niveau des 4-nm-Prozesses, der eine verbesserte 5-nm-Version darstellt und sich bereits in der Serienproduktion befindet. Erste 4-nm-Chips sollen bis zum Jahresende den Markt erreichen, womöglich in Form eines Nachfolgers von Qualcomms Smartphone-Prozessor Snapdragon 888 (Plus).
30 Prozent mehr Leistung
Da 4 nm nur eine kleine Verbesserung gegenüber 5 nm darstellen, vergleicht Samsung den nächsten großen Sprung auf 3 nm mit der 5-nm-Generation: Der Flächenbedarf soll um bis zu 35 Prozent sinken, zudem lässt sich wahlweise eine 30 Prozent höhere Performance oder eine halbierte Leistungsaufnahme erreichen.
Anstelle der seit 14 nm üblichen FinFETs führt Samsung mit 3 nm die "Gate All-Around"-(GAA-)Technik zum Aufbau der Transistoren ein. Der leitende Kanal des Feldeffekttransistors (FET) ist bei GAA-FETs allseits von der Gate-Elektrode umgeben. Eine verbesserte 3-nm-Variante soll derweil 2023 folgen.
High-NA EUV
Danach erfolgt der nächste große Schritt auf 2 nm, allerdings mit einer längeren Entwicklungszeit als zuletzt üblich – 2025 soll die Serienproduktionen losgehen. Ein Grund dafür dürfte bei der benötigten Technik liegen, denn ab der 2-nm-Generation wird die Belichtung mit extrem-ultravioletten (EUV-)Wellenlängen aufwendiger. Chipfertiger benötigen dafür EUV-Belichtungsmaschinen mit hoher numerischer Apertur (High-NA EUV) von 0,55 statt 0,33 bei den aktuellen Systemen. Diese Belichtungsmaschinen will der niederländische Ausrüster ASML ab 2025 verkaufen und passen nur in neue Halbleiterwerke.
Abseits der topaktuellen Fertigungstechnik bereitet Samsung kosteneffiziente Spezialprozesse vor, etwa 17 nm FinFET als Ersatz für ältere 28-nm-Chips. Im Falle des 14-nm-Portfolios plant Samsung eine Abwandlung für Spannungen von bis zu 3,3 Volt, etwa für nicht-flüchtiges embedded Magnetoresistive Random Access Memory (eMRAM) als schnellere Flash-Alternative.
(mma)