3-nm-Chips: Nvidia und Qualcomm angeblich zurück bei Samsung

Eine Reihe namhafter Firmen will offenbar CPUs und GPUs von Samsung mit 3-nm-Strukturen herstellen lassen. Das ist der erste Prozess mit neuen GAA-Transistoren.

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Silizium-Wafer in der Produktion

(Bild: Superstar / Shutterstock)

Von
  • Mark Mantel

Samsung soll mit seiner neuen 3-Nanometer-Prozessgeneration wieder mehr namhafte Großkunden gewonnen haben als zuletzt mit den 4- und 5-nm-Prozessen. Laut einem Bericht aus Südkorea entwirft Samsungs Sparte rund um die Chipauftragsfertigung (Samsung Foundry) mit den ersten Großkunden derzeit passende Designs.

Korea Economic Daily nennt als Kunden Nvidia, Qualcomm, IBM sowie Baidu und schreibt von größeren Stückzahlen, die ab 2024 ausgeliefert werden sollen. Nvidia will demnach GPUs von Samsung herstellen lassen, Qualcomm Smartphone-Prozessoren, IBM CPUs mit eigener Power-Architektur und Baidu KI-Rechenbeschleuniger für die eigenen Cloud-Rechenzentren.

Alle vier Firmen haben bereits mit Samsung Foundry zusammengearbeitet. IBM und dessen Halbleiter-Forschungssparte sind ein langjähriger Partner, seitdem IBM seine Halbleiterwerke an Globalfoundries abgetreten hat. Baidu aus China ließ bereits frühere Kunlun-Beschleuniger bei Samsung fertigen. Interessant wäre eine fortlaufende Partnerschaft allerdings in Hinblick auf die US-Sanktionen gegen China – TSMC soll derzeit keine modernen Chips für chinesische Kunden produzieren.

Nvidia etwa ließ die Ampere-GPUs für die GeForce-Baureihe RTX 3000 von Samsung mit dessen 8-nm-Technik produzieren und Qualcomm den Snapdragon 8 Gen 1 für High-End-Smartphones mit 4-nm-Strukturen. Beide Firmen sind anschließend aber wieder zurück zum Weltmarktführer TSMC gewechselt, dessen Fertigungsprozesse als fortschrittlicher gelten.

Das zeigt ein Vergleich des Snapdragon 8 Gen 1 (Samsung 4 nm) mit dessen Plus-Neuauflage (TSMC 4 nm), die bei gleicher Leistung rund 30 Prozent effizienter arbeitet. Zudem haften Samsung seit Jahren Spekulationen über eine schlechte Ausbeute funktionstüchtiger Chips an. Mit der 3-nm-Generation will der Chipauftragsfertiger wieder aufschließen. Erstmals haben die Transistoren einen "Gate All Around"-Aufbau (GAA) als Ablöse für die etablierten FinFETs.

TSMC wechselt erst mit der 2-nm-Generation auf GAA-Transistoren. Im Jahr 2024 soll derweil der 3-nm-Prozess N3E marktreif sein, der eine Besonderheit mitbringt: Finflex. Das ist TSMCs Marketingbegriff für eine tiefgreifende Änderung bei den Designregeln für einen Siliziumchip: Kunden können Designs mit verschieden hohen Standard-Zellblöcken im selben Chip entwerfen, die wahlweise eine bis drei Finnen verwenden. So lassen sich verschiedene Logikblöcke unterschiedlich optimieren, High-Performance-Kerne etwa mit bis zu drei Finnen für hohe Taktfrequenzen und auf Effizienz getrimmte Kerne mit einer bis zwei Finnen.

Firmen buchen Fertigungskapazität bei Samsung derweil auch, um den Verhandlungsdruck auf TSMC zu erhöhen – oder drohen schlicht mit einem Weggang zu Samsung. Nvidia und Qualcomm könnten ihr Auftragsvolumen erneut aufteilen, um die Konditionen zu verbessern, also primär die Produktionskosten zu senken. Zum Beispiel könnte Nvidia erneut kleinere Grafikchips zu Samsung auslagern, womöglich für die GeForce-RTX-5000-Serie.

(mma)