Cannon Lake: Intel kriegt die 10 nm einfach nicht hin

2018 wird Intel die fünfte Chipgeneration auf Basis des 14-nm-Verfahrens veröffentlichen. Das wird seit 2014 genutzt, da Intel nach all den Jahren den 10-nm-Prozess immer noch nicht im Griff hat. Zwar seien die Fehler bekannt, es bleibt aber unklar, ob die Lösungsansätze klappen.

Ein Bericht von Marc Sauter veröffentlicht am 27. April 2018, 14:00 Uhr

10-nm-Transistoren (Bild: Intel)

Intel hat die Massenfertigung von Prozessoren auf Basis des hauseigenen 10-nm-Verfahrens erneut nach hinten verschoben. Bisher reicht die Chipausbeute (yield) nur für die Kleinserie, um Partner mit Samples zu beliefern. Intel-Chef Brian Krzanich bestätigte bei der Besprechung der Q1/2018-Zahlen, dass die 10-nm-Produktion erst irgendwann 2019 richtig anlaufen wird, selbst auf das erste Halbjahr wollte sich der CEO nicht festlegen. Einst hatte Intel vorhergesagt, ab 2016 entsprechende Chips zu verkaufen. Das Problem ist die immer komplexere Fertigung.

Durch die Verschiebung des Starts der Serienproduktion vom zweiten Halbjahr 2018 bis eventuell tief in 2019 hinein will sich Intel mehr Zeit verschaffen. Der Yield würde zwar steigen, aber die Verbesserungen greifen langsamer als erwartet, sagte Krzanich. Intel habe jedoch erkannt, was geändert werden muss und passende Schritte unternommen. Allerdings werde sich erst nach deren Implementierung und Evaluierung zeigen, ob sie wirken wie erhofft. Der 10-nm-Node ist der letzte, der mit klassischer Immersionslithografie arbeitet und gerade das hierfür notwendige Multi-Patterning bei der Belichtung würde in zu vielen defekten Dies resultieren.

Verglichen mit der Konkurrenz ist Intels 10-nm-Verfahren eher auf dem Niveau dessen, was dort als 7 nm bezeichnet wird, auch die Materialien wie Kobalt sind ähnlich. Das Nanometer-Marketing hat mit den tatsächlichen Strukturen allerdings wenig zu tun. Samsung und die TSMC nutzen anders als Intel schon extrem ultra-violette Strahlung (EUV) für einige Layer und scheinen damit erfolgreich zu sein. Die Taiwan Semiconductor Manufacturing Company ist der größte Halbleiter-Auftragsfertiger der Welt und hat laut eigener Angabe die 7-nm-Serienfertigung mittlerweile gestartet (PDF).

Auf Basis von 10 nm plant Intel die Cannon Lake Y/U, also Dualcore-Chips für Tablets oder Ultrabooks. Bisher fertigt der Hersteller zwei Varianten, eine 2+2 und eine 2+0. Gemeint sind damit zwei CPU-Kerne und eine GT2-Grafikeinheit sowie ein Dualcore-Modell ohne iGPU. Diese Prozessoren schickt Intel an seine Partner, allerdings gibt es noch keinerlei Geräte-Ankündigungen. Es bleibt fraglich, ob Cannon Lake Y/U überhaupt in Form von mehr als einem oder zwei Chips veröffentlicht wird.

Ein ähnliches Problem gab es vor Jahren schon bei 14 nm, da lieferte Intel die Broadwell-Desktop-CPUs wie den Core i7-5775C (Test) mit einem Jahr Verspätung ab, bei dem der Node zu Beginn ebenfalls massive Probleme bereitete. Mittlerweile ist der Prozess gereift, was Intel in die Lage versetzt, die nunmehr fünfte Generation damit aufzulegen.

	Beispiel-Chip	Fertigung	CPU-Kerne + Grafik	iGPU-µArch	Launch
Arrandale	Core i5-520UM	32 nm	2 + GT2	Gen5.75	2010
Sandy Bridge	Core i5-2537M	32 nm	2 + GT2	Gen6	2011
Ivy Bridge	Core i5-3427U	22 nm	2 + GT2	Gen7	2012
Haswell ULT	Core i5-4300U	22 nm	2 + GT2, 2 + GT3	Gen7.5	2013
Broadwell U	Core i5-5300U	14 nm	2 + GT2, 2 + GT3	Gen8	2014
Skylake U	Core i5-6300U	14 nm	2 + GT2, 2 + GT3e	Gen9	2015
Kaby Lake U	Core i5-7300U	14+ nm	2 + GT2, 2 + GT3e	Gen9.5	2016
Kaby Lake Refresh	Core i5-8350U	14++ nm	4 + GT2, 4 + GT3e	Gen9.5	2017
Cannon Lake U	Core i3-8121U	10 nm	2 + GT2 (deaktiviert)	Gen10	2018
Whiskey Lake U	Core i5-8265U	14++ nm	4 + GT2	Gen9.5	2018
Comet Lake U	Core i5-10xxxU (?)	14++ nm	2 + GT2, 4 + GT2, 6 + GT2	Gen9.5	2019
Ice Lake U	Core i5-1035U G1	10+ nm	2 + GT2, 4 + GT2	Gen11	2019
Rocket Lake U	Core i5-11xxxU (?)	14++ nm, 10+ nm	4 + ?, 6 + ?	Gen11 (?)	2020
Tiger Lake U	Core i5-12xxxU (?)	10+ nm	4 + GT2	Xe	2020

Core-Generationen (Client Mobile) von Intel im Überblick

Auf Broadwell, Skylake, Kaby Lake und Coffee Lake folgt Whiskey Lake - das hat Brian Krzanich gestern offiziell bestätigt. Partner wissen davon längst, die technischen Dokumente hat Intel vor Monaten zur Verfügung gestellt. Whiskey Lake ist für Consumer-Systeme gedacht, im Server-Bereich gibt es mit Cascade Lake ebenfalls einen 14-nm-Refresh. Nach Broadwell EP und Skylake EP ist es die dritte 14-nm-Xeon-Generation.

Derweil erzielt AMD mit den Ryzen-CPUs große Verkaufserfolge, die aktuellen Pinnacle Ridge wie der Ryzen 7 2700X (Test) mit 12LP-Fertigung sind absolut konkurrenzfähig. Auch im Server-Segment läuft das Geschäft mit den Epyc-Chips immer besser, gerade angesichts von Intels langsamem Fortschritt sind die CPUs eine Option.