Halbleiterfertigung bei TSMC: Apples M3 soll erster 3-nm-Chip sein

Bei TSMC soll die Serienproduktion von 3-nm-Chips angelaufen sein und wird ausgebaut. Apple dürfte die ersten 3-nm-Chips auf dem Markt haben.

Artikel veröffentlicht am , Johannes Hiltscher
Er sein Nachfolger wird wohl mit TSMCs 3nm-Fertigung hergestellt: Apples M2.
Er sein Nachfolger wird wohl mit TSMCs 3nm-Fertigung hergestellt: Apples M2. (Bild: Apple)

Bereits beim Technology Symposium im Juni 2022 zeigte TSMC, der größte Auftragsfertiger für Chips, sich sehr zufrieden mit dem Anlaufen des N3-Fertigungsprozesses. Die taiwanesische Commercial Times bringt nun Apple als ersten Kunden der Serienfertigung ins Gespräch. Die soll dem Bericht zufolge bereits wie geplant angelaufen sein.

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Spätestens Anfang 2023 sollten dann die ersten Chips auftauchen. Als Prioritätskunde bei TSMC wird Apple bei neuen Fertigungsprozessen bevorzugt. Die für um den Jahreswechsel 2022 und 2023 geplanten M2 Pro und Max werden nach Informationen von Semianalysis noch mit N5P gefertigt, erst der Nachfolger M3 soll im von TSMC N3 genannten Prozess entstehen. Auch der aktuell bereits erhältliche M2 entsteht mit N5P, einer Weiterentwicklung von TSMCs 5-nm-Prozess. Für die größeren Ableger beim selben Prozess zu bleiben, ist für Apple die günstigere Variante, da die Funktionsblöcke bereits angepasst sind.

Aber auch andere Kunden stehen Schlange - alle großen Chip-Entwickler stehen als Kunden auf der Warteliste. Selbst Intel greift auf die Dienste des taiwanesischen Fertigers zurück. In den vergangenen Monaten kamen aufgrund von Inflation und Unsicherheiten, unter anderem durch den Krieg in der Ukraine, Spekulationen über geringere Investitionen in den neuen Fertigungsprozess auf. Die dementierte TSMC und betonte, dass am bisherigen Ausbauplan festgehalten werden soll. Der sieht vor, nach dem Start der Serienfertigung in der neu gebauten Fab 18B in der benachbarten Fab 18 drei Produktionsstrecken auf N3 umzurüsten.

Besserer Start als Vorgänger

Laut TSMC ist die N3-Fertigung besser angelaufen als die Vorgänger N7 und N5 - mit der extrem ultravioletten Belichtung (EUV) scheint es keine Probleme mehr zu geben. Bei N5 hatte TSMC EUV neu eingeführt, der Vorgänger N7 setzte noch auf DUV mit Immersionslithografie und Mehrfachbelichtung. Speziell die Mehrfachbelichtung ist fehleranfällig, da sie große Genauigkeit erfordert, um funktionsfähige Schaltungen herzustellen.

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Aus inoffiziellen Quellen waren zuletzt sogar Zahlen zur Ausbeute (Yield) bei N3E, der ersten Variante des N3-Prozesses, zu erfahren. Das Foto einer Präsentation von TSMC ist allerdings mittlerweile gelöscht. Zu sehen war ein Diagramm mit einem Vergleich der Yield-Entwicklung bei N3 und N5. Bereits zu Beginn der Risikoproduktion waren demzufolge mehr als 80 Prozent der SRAM-Blöcke in Test-Chips voll funktionsfähig. Bei N5 funktionierten zu Beginn der Risikofertigung lediglich etwa 75 Prozent der Speicherzellen.

Auch der Start war bei N5 deutlich schwerer: Von den ersten Test-Chips bis zur Risikofertigung dauerte es elf Monate, anfangs funktionierte nur jeder fünfte Chip. Ein halbes Jahr vor Beginn der Risikofertigung gab es sogar noch einmal einen Rückschlag, die Ausbeute ging von etwa 55 auf 50 Prozent zurück. Bei N3 hingegen erreichte TSMC bereits mit den ersten Chips 70 Prozent Yield. Bis zum Beginn der Risikofertigung verging lediglich ein halbes Jahr - rein technisch ist der Start also ein Erfolg. Um zu erfahren, wie sich die kleineren Transistoren auf die Prozessorleistung auswirken, werden wir uns allerdings noch ein wenig gedulden müssen.

Update vom 24. August 2022:

Ursprünglich stand im Artikel, N5 habe noch DUV genutzt - wir haben den Fehler korrigiert und danken für den Hinweis.

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Atent 123 28. Aug 2022 / Themenstart

Das hat nicht direkt was mit Marketingquatsch zu tun. Die ITRS, welche die nm node clases...

Slartie 24. Aug 2022 / Themenstart

Weil die Kurve im Detail immer anders aussieht. Weil immer andere Einflüsse aus der...

jhi (Golem.de) 24. Aug 2022 / Themenstart

Oh je, das stimmt, da habe ich einen Fehler gemacht. Ist korrigiert, danke für den Hinweis!

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