Intel-Halbleiterfertigung: "10 nm wird weniger produktiv als 14 nm oder 22 nm"

Offene Worte von Intels Finanzchef: Laut George Davis wird das 10-nm-Verfahren nie so produktiv sein wie die ausgereifte 14-nm-Fertigung und sogar schlechter als die weniger optimierte 22-nm-Technik.

4. März 2020 um 10:55 Uhr / Marc Sauter

Ein Intel-Wafer mit 10-nm-Ice-Lake-Chips Bild: Marc Sauter/Golem.de

Das wird die Aktionäre nicht freuen: Intels Finanzchef George Davis sagte auf der Morgan-Stanley-Konferenz (ab Minute 19:58), dass das 10-nm-Verfahren keinesfalls die Produktivität des 14-nm-Nodes erreichen und selbst hinter der 22-nm-Technik zurückbleiben wird. Gemeint ist die Chip-Ausbeute (Yield) und damit einhergehend auch die Menge an zu verkaufenden Prozessoren.

Intel schlägt sich seit vielen Jahren mit dem 10-nm-Verfahren herum, eigentlich war es schon für 2015 angesetzt und wurde dann wegen Problemen immer weiter verschoben. Stattdessen wurde parallel das 14-nm-Verfahren stetig verbessert, Intel sprach in diesem Kontext von 14+ nm und 14++ nm. Die Yield-Rate ist hier extrem hoch, in den vergangenen Jahren lief Intel damit aber in eine selbst verschuldete Sackgasse bei der Fertigungskapazität.

Statt vier Kernen im Desktop-Segment sind wir bald bei zehn Kernen, im Server-Bereich sind es heute 28 statt 24 Cores. Hinzu kommt, dass Intel mit 14+ nm sogar den Transistor Gate Pitch von 70 nm auf 84 nm gestreckt hatte, um höhere Taktraten von bis über 5 GHz erzielen zu können – und dafür mit einer größeren Chipfläche bezahlt. Der Wechsel auf 10 nm ist also extrem wichtig, das erste Design – Cannon Lake U – floppte aber gewaltig und das zweite – Ice Lake U/Y – ist bisher nur für Ultrabooks verfügbar. Ausgehend von vier Kernen wird es interessant, wie Intel die Server-CPUs mit bis zu 38 Kernen (Ice Lake SP) produzieren will.

Intel stellt Ice Lake für Ultrabooks vor (Computex 2019) (02:02)

Denn dass 10 nm nicht an 14 nm herankommt, ist nach fünf Jahren Optimierung kaum überraschend. Dabei hatte 14 nm anfangs auch Probleme und Intel konnte mit der Broadwell-Generation nicht die geplanten Taktraten erzielen, im Desktop-Segment erschienen CPUs wie der Core i7-5775C (Test) daher mit monatelanger Verspätung. Aus Intels Sicht erschreckend ist eher, dass 10 nm weniger produktiv sein soll als 22 nm, was nicht die Reifezeit von 14 nm hatte. Immerhin: Mit 7 nm will Intel kräftig aufholen und mit 5 nm dann wieder vor der Konkurrenz liegen – wir sind gespannt.

Spezifikationen von Ice Lake U

	Kerne	Takt	Turbo	L3-Cache	iGPU	Speicher	TDP
Core i7-1068 G7	4 + SMT	2,3 GHz	4,1 GHz	8 MByte	Iris Plus Graphics (64 EUs) @ 1,1 GHz	LPDDR4X-3733	28 Watt
Core i7-1065 G7	4 + SMT	1,3 GHz	3,9 GHz	8 MByte	Iris Plus Graphics (64 EUs) @ 1,1 GHz	LPDDR4X-3733	15-25 Watt
Core i5-1035 G7	4 + SMT	1,2 GHz	3,7 GHz	6 MByte	Iris Plus Graphics (64 EUs) @ 1,05 GHz	LPDDR4X-3733	15-25 Watt
Core i5-1035 G4	4 + SMT	1,1 GHz	3,7 GHz	6 MByte	Iris Plus Graphics (48 EUs) @ 1,05 GHz	LPDDR4X-3733	15-25 Watt
Core i5-1035 G1	4 + SMT	1,0 GHz	3,6 GHz	6 MByte	UHD Graphics (32 EUs) @ 1,05 GHz	LPDDR4X-3733	15-25 Watt
Core i3-1005 G1	2 + SMT	1,2 GHz	3,4 GHz	4 MByte	UHD Graphics (32 EUs) @ 0,9 GHz	LPDDR4X-3733	15-25 Watt

Spezifikationen von Ice Lake Y

	Kerne	Takt	Turbo	L3-Cache	iGPU	Speicher	TDP
Core i7-1060 G7	4 + SMT	1,0 GHz	3,8 GHz	8 MByte	Iris Plus Graphics (64 EUs) @ 1,1 GHz	LPDDR4X-3733	9-12 Watt
Core i5-1030 G7	4 + SMT	0,8 GHz	3,5 GHz	6 MByte	Iris Plus Graphics (64 EUs) @ 1,05 GHz	LPDDR4X-3733	9-12 Watt
Core i5-1030 G4	4 + SMT	0,7 GHz	3,5 GHz	6 MByte	Iris Plus Graphics (48 EUs) @ 1,05 GHz	LPDDR4X-3733	9-12 Watt
Core i3-1000 G4	2 + SMT	1,1 GHz	3,2 GHz	6 MByte	Iris Plus Graphics (48 EUs) @ 0,9 GHz	LPDDR4X-3733	9-12 Watt
Core i3-1000 G1	2 + SMT	1,1 GHz	3,2 GHz	6 MByte	UHD Graphics (32 EUs) @ 0,9 GHz	LPDDR4X-3733	9-12 Watt

Anmerkung: Die Tabelle listet Intels bisherige 15-Watt-Chips der vergangenen Jahre inklusive Beispielmodellen auf und gibt einen Ausblick, welche Prozessoren in Zukunft geplant sind.

Core-Generationen (Client Mobile) von Intel im Überblick

	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
Ice Lake U	Core i5-1035 G7	10+ nm	2 + GT2, 4 + GT2	Gen11	2019
Comet Lake U	Core i5-10210U	14+++ nm	2 + GT2, 4 + GT2, 6 + GT2	Gen9.5	2019
Tiger Lake U	Core i5-1135G7	10 nm Super Fin	4 + GT2	Gen12 (Xe)	2020
Alder Lake P	(?)	Intel 7 (10+++ nm)	6+8 + GT3	Gen12 (Xe)	2022