AMD: 20 Nanometer für Playstation 4 und Xbox One

AMD hat angekündigt, kommende Prozessoren im 20-Nanometer-Verfahren fertigen zu lassen und danach teilweise auf FinFET-Techniken wie 14XM zu wechseln. Dieser Plan gilt für APUs und GPUs, aber auch für die SoCs der Playstation 4 sowie der Xbox One. Reine CPUs erwähnt AMD nicht.

Artikel veröffentlicht am 21. Oktober 2013, 16:40 Uhr, Marc Sauter

AMD plant mit der 20-Nanometer- sowie FinFET-Fertigung. (Bild: Globalfoundries)

Lisa Su, Vizepräsidentin bei AMD, hat bei der Telefonkonferenz zu AMDs Quartalszahlen erklärt, dass die Chips des Unternehmens auch in Zukunft in immer kleineren Fertigungsprozessen produziert werden sollen. Daher steht nun das 20-Nanometer-Verfahren auf dem Plan. Später soll es in Zusammenarbeit mit Globalfoundries und TSMC mit FinFETs erweitert werden. Die Auftragsfertiger sprechen für weitere Verkleinerungen von der 14XM- respektive 16-Nanometer-Technik, welche allerdings auf dem 20-Nanometer-Verfahren basiert. AMD geht damit den teuren Weg, statt auf 28 Nanometer und FD-SOI (Fully Depleted Silicon On Insulator) zu setzen.

Die Chefin der Grafik- und Prozessorsparte betonte, "wir werden in den kommenden Quartalen den Designprozess für den Wechsel auf 20 Nanometer und FinFETs vollziehen". AMD lässt die meisten seiner Grafikchips sowie APUs (Accelerated Processing Units) bei Globalfoundries und TSMC im 28-Nanometer-Verfahren fertigen. Reine CPUs wie die FX-Modelle hingegen werden noch in 32-Nanometer-Prozess produziert. Der Wechsel auf die kleineren Strukturbreiten ist sehr teuer, ermöglicht es AMD jedoch, mehr Transistoren auf gleicher Fläche zu integrieren und die Leistungsaufnahme der Chips zu verringern.

Dies ist nicht nur für den Desktop- sowie Mobile-Bereich interessant, auch die beiden Spielekonsolen Playstation 4 und Xbox One profitieren: Deren SoC-Designs stammen von AMD, hergestellt werden sie bei TSMC. Der Auftragsfertiger möchte Anfang 2014 mit der 20-Nanometer-Serienproduktion beginnen, diese soll künftig die Konsolen günstiger und sparsamer machen. Laut Lisa Su werden die SoCs während der Lebensspanne der Konsolen "definitiv im 20-Nanometer-Prozess" gefertigt, zum Einsatz von FinFETs äußerte sie sich nicht.

Da Microsoft die Xbox One ein Jahrzehnt am Leben erhalten will, lohnen sich moderne Fertigungsprozesse für sparsamere SoCs: Eine simplere Platine, ein schwächeres Netzteil und eine günstigere Kühlung lassen die Marge bei den Herstellern steigen. Sony etwa soll bei der Playstation 4 zu Beginn noch 60 US-Dollar Verlust einfahren.

Insbesondere der Schritt auf FinFETs ist aber nicht zu unterschätzen, weswegen sowohl Globalfoundries als auch TSMC bei ihren Implementierungen einen Mittelweg suchen: Egal ob 14XM- oder die 16-Nanometer-Fertigung, nur die FEoL (Front-End-of-Line) wird im 14- respektive 16-Nanometer-Prozess gefertigt. Die MoL (Middle-of-Line) und die BEoL (Back-End-of-Line) hingegen verbleiben im 20-Nanometer-Verfahren, die Packdichte ebenfalls. Wie aufwendig es ist, komplett im 14-Nanometer-Prozess samt FinFETs zu fertigen, zeigt Intel: Der Hersteller hat Broadwell um ein Quartal verschoben.

Die Alternative für AMD wäre das 28-Nanometer-Verfahren und FD-SOI gewesen. Gegenüber dem bisher üblichen PD-SOI (Partially Depleted Silicon On Insulator) ermöglicht FD-SOI laut Aussagen von Globalfoundries ähnliche Vorteile wie eine Strukturverkleinerung, ist aber günstiger. Erreicht werden soll dies durch eine spezielle Siliziumschicht zwischen dem Trägermaterial sowie den Transistoren, welche Leckströme reduziert.