Halbleiterfertigung: Huawei baut Smartphone mit chinesischem 7-nm-Chip
Ohne Ankündigung und mit nur wenigen technischen Daten hat Huawei in der vergangenen Woche das Mate 60 Pro vorgestellt. Laut Reuters(öffnet im neuen Fenster) soll selbst das Personal der eigenen Läden vom neuen Smartphone überrascht worden sein. Doch dessen Inneres ist hochinteressant: Sein Kirin 9000S getauftes System-on-Chip (SoC) mit 5G-Modem und acht ARM-Kernen wurde in China hergestellt.
Zu diesem Schluss kommt das Analyseunternehmen Techinsights(öffnet im neuen Fenster) , das einen genauen Blick auf den Chip warf. Gefertigt hat das SoC demnach Chinas größter Auftragsfertiger Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC), und zwar in einem weiterentwickelten 7-nm-Prozess. Techinsights bezeichnet ihn als N+2. SMICs ersten 7-nm-Chip hatte das Unternehmen 2022 in einem Bitcoin-Miner entdeckt . SMIC muss die Fertigung und Chip-Ausbeute (Yield) deutlich verbessert haben, ein Smartphone-SoC ist wesentlich komplexer als ein Mining-ASIC.
Bei den technischen Daten müssen wir uns aktuell auf Bilder von Käufern des M60 Pro(öffnet im neuen Fenster) verlassen: Es soll je vier besonders leistungsfähige Performance- und vier sparsame Efficiency-Kerne enthalten. Einer der Performance-Kerne soll mit bis zu 2,62 GHz takten, die anderen drei sind auf 2,15 GHz beschränkt. Die Efficiency-Kerne takten mit maximal 1,53 GHz, alle Kerne takten deutlich langsamer als die aktueller Snapdragon-SoCs von Qualcomm.
Ein SoC made in China
Die werden allerdings mit TSMCs 4-nm-Prozess N4, einer Weiterentwicklung der 5-nm-Fertigung, gefertigt. Die niedrigeren Takte des Kirin 9000S machen einen älteren Fertigungsprozess wahrscheinlich. Sie liegen sogar niedriger als beim Snapdragon 855 (g+) von 2018, den TSMC mit 7 nm fertigte. Diesen Prozess hat SMIC mutmaßlich kopiert.
Alle Kerne sollen von Huaweis Prozessorsparte Hisilicon entwickelt worden sein. Beim Befehlssatz gibt es keine Experimente: Verwendet wird nicht RISC-V, sondern die 64-Bit-Architektur ARM v8a. Die Efficiency-Kerne sind auf einem der Screenshots als Cortex-A510 bezeichnet. Auch eine selbst entwickelte GPU namens Maleoon 910 ist integriert, sie unterstützt den Bildern zufolge Vulkan 1.1 und OpenGL 3.2.
Zumindest ein kleiner Befreiungsschlag
Mit dem Kirin 9000S könnte Huawei an seine selbst entwickelten SoCs anknüpfen, die das Unternehmen 2020 aufgrund der US-Sanktionen einstellen musste. Seitdem musste es für seine Smartphones auf alte SoCs zurückgreifen, mit denen es sich vor Beginn der US-Sanktionen eingedeckt hatte. Auch der Name des SoC deutet auf ein Anknüpfen an alte Erfolge hin: Das letzte, 2020 von Hisilicon entworfene SoC hieß Kirin 9000 .
Dass das SoC jedoch die US-Sanktionen bricht, wie ein Kommentator in der chinesischen Global Times(öffnet im neuen Fenster) schreibt, ist keineswegs gesagt. Für SMIC ist es definitiv ein großer Erfolg, einen offensichtlich funktionierenden und serientauglichen 7-nm-Prozess entwickelt zu haben. Damit liegt der Fertiger aber noch immer zwei Generationen hinter der Konkurrenz, und der Schritt zum 5-nm-Prozess wird nicht einfacher – auch wenn der Kommentator der Global Times SMIC dort bereits sieht.
SMIC sind zudem Grenzen bei der Technik gesetzt, das Unternehmen muss mit den bereits vorhandenen DUV-Scannern mit Immersionslithografie arbeiten. Rein technisch lässt sich damit eine 5-nm-Fertigung aufbauen , sie erfordert allerdings Mehrfachbelichtung. Gegenüber EUV-Belichtung bedeutet das mehr Schritte, macht den Prozess fehleranfälliger und teurer. Zudem wird die Versorgung mit Ersatzteilen sowie die Wartung durch den Hersteller zunehmend erschwert , und auch den Bestand an DUV-Scannern mit Immersionslithografie kann SMIC nicht ausbauen . Somit bleiben auch die Kapazitäten beschränkt.
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