GAAFET: Samsungs erster 3-nm-Chip steckt in Crypto-Miner

Samsungs 3-nm-Fertigung läuft, bislang war aber kein damit gefertigter Chip bekannt. Halbleiteranalysten haben einen gefunden.

Artikel veröffentlicht am 19. Juli 2023, 11:30 Uhr, Johannes Hiltscher

In einem Bitcoin-Miner erwartet man nicht unbedingt einen der modernsten Fertigungsprozesse für Halbleiter. (Bild: MicroBT)

Vor fast einem Jahr verließen die ersten Wafer aus Samsungs 3GAE-Fertigung die Fab, seitdem ist es relativ ruhig um den Prozess: Trotz der vom Hersteller viel beschworenen Technologieführerschaft war bislang kein Unternehmen bekannt, das den Prozess nutzt. Das Analyseunternehmen Techinsights hat nun den ersten 3GAE-Chip in einem Bitcoin-Miner gefunden (via Tom's Hardware).

Die Analysten sahen sich den ASIC (Application Specific Integrated Circuit) des im Mai 2023 vorgestellten Whatsminer M56S++ an. Dessen Hersteller, MicroBT aus China, wirbt mit einem Energiebedarf von 22 Joule pro Terahash – der liegt 15 Prozent unter dem des Vorgängers M50S, die Hash-Rate ist 12,5 Prozent höher. Der Miner M56S++ ist Teil einer Produktreihe von drei verschiedenen Geräten. Diese unterscheiden sich in der Kühlung (Luft-, Wasser- oder Immersionskühlung) und der Hashrate.

Die drei Varianten dürften denselben ASIC nutzen, die Anzahl der verbauten Chips scheint aufgrund der unterschiedlichen Hash-Raten zu variieren. Da der angegebene Energiebedarf bei allen Varianten gleich ist, dürften die Chips auch stets gleich getaktet sein. Details finden sich leider nicht, MicroBT macht gar keine Angaben zum Chip, der Analysebericht von Techinsights ist kostenpflichtig.

Mining-ASICs sind risikoarm

Für Samsung war der Start der 3-nm-Fertigung risikoreich, da mit Gate-all-around-FETs ein neuer Transistoraufbau eingeführt wurde. In der Folge machten Gerüchte über eine schlechte Ausbeute die Runde, es hieß, lediglich 20 Prozent der Chips seien funktionsfähig.

Aufgrund ihres verhältnismäßig einfachen und sehr regelmäßigen Aufbaus eignen sich Mining-ASICs ideal für die Anlaufproduktion eines neuen Prozesses. Sie enthalten wenig Speicher und Tausende sehr einfache Recheneinheiten. Die einzelnen Chips sind klein. Der regelmäßige Aufbau ist auf dem Die Shot eines ASICs von Minerva erkennbar.

Werden defekte Recheneinheiten deaktiviert, lassen sich auch mit hoher Fehlerwahrscheinlichkeit ausreichend funktionsfähige Chips herstellen. So kann Samsung bereits erste Chips verkaufen und nebenbei den Prozess optimieren. Die gleiche Strategie verfolgte der chinesische Fertiger SMIC mit seinem 7-nm-Prozess – auch hier war der erste Chip ein Mining-ASIC.