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Qualcomm beschafft sich mehr Fertigungskapazität für 28-nm-SoCs

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TSMC verarbeitet Wafer mit Hochdruck zu 28-nm-Chips, ist aber völlig ausgebucht.

(Bild: TSMC)

Mit seinen Snapdragon-Chips ist Qualcomm laut Strategy Analytics Marktführer bei den Smartphone-SoCs. Doch die noch immer zu geringe Fertigungskapazität für Halbleiterbauelemente mit 28-Nanometer-Strukturen ist ein Problem für Qualcomm: Die drei Snapdragon-S4-Varianten Plus, Pro und Prime, die es in insgesamt elf Dual-Core- und zwei Quad-Core-Versionen gibt, sind allesamt für die 28-nm-Technik ausgelegt. Mit den von Qualcomm selbst entwickelten Krait-Kernen sind sie zwar ARMv7-kompatibel, verarbeiten also dieselben Befehle wie beispielsweise ein Cortex-A9, aber bei gleicher Taktfrequenz schneller. Außerdem gibt es besonders hoch integrierte Snapdragon-Versionen, die außer den typischen Funktionen eines Smartphone-Applikationsprozessors – ARM-Cores, Cache, Speicher-Controller, GPU, Video-Transcoder, Schnittstellen – auch UMTS-Modems, GPS-Empfänger, WLAN-und Bluetooth-Transceiver enthalten. Viele neue Smartphones, Android-Tablets und künftige Windows-RT-Tablets setzen deshalb auf einen Snapdragon S4. Auch für Windows Phone 8 spielen 28-nm-SoCs eine wichtige Rolle.

HTC One S: mangels S4-Nachschub auch mit älterer Snapdragon-S3-Technik.

(Bild: HTC)

Qualcomm kann aber die Nachfrage nicht befriedigen. Deshalb etwa setzt HTC in jüngeren Versionen des Android-Smartphones One S nicht den Snapdragon S4 mit 1,5 GHz ein, sondern den Vorgänger S3 aus der 40-nm-Fertigung mit 1,7 GHz. Amazon verkauft letztere als HTC One X [Neuer Chipsatz], und HTC schreibt in der Spezifikation "1.5GHz~1.7GHz, dual-core". Beide Versionen sind zurzeit gleichzeitig im Handel. Allerdings ist es durchaus üblich, dass Smartphones gleichen Typs im Lauf der Zeit mit unterschiedlichen Prozessoren bestückt werden; auch Samsung hat etwa im Galaxy S II zunächst den hauseigenen Exynos 4210 eingesetzt und später eine Variante mit TI OMAP4 herausgebracht.

Der weltweit größte Auftragsfertiger TSMC konnte als erster 28-nm-Chips liefern, etwa die von AMD bereits Ende 2011 eingeführte Radeon HD 7970. Damit stellte TSMC einige Monate lang sogar Produkte mit feineren Strukturen her als Intel, wo es vor dem Start der Ivy-Bridge-Prozessoren 32-nm-CPUs gab.

TSMC hat angekündigt, im laufenden Jahr zusätzliche Milliardenbeträge für weitere 28-nm-Maschinen zu investieren, doch die Knappheit dürfte anhalten. Nach einem Bericht der Taiwan Economic News hat Qualcomm nun sowohl UMC als auch die bei ARM-SoCs konkurrierende Firma Samsung mit der Fertigung von S4-Snapdragons beauftragt. Bisher sind aber nach Kenntnis von heise online noch keine Produkte im Einzelhandel erhältlich, in denen 28-nm-Chips von TSMC-Konkurrenten stecken, also weder von Globalfoundries, IBM, Samsung, STMicroelectronics noch UMC. TSMC hat folglich mindestens sechs Monate Vorsprung. Das HTC One S als erstes Smartphone mit 28-nm-SoC ist seit etwa April erhältlich; daraus könnte man grob geschätzt ableiten, dass Snapdragon-S4-Geräte mit Chips von UMC oder Samsung frühestens im Spätherbst im Einzelhandel zu finden sein können.

Der größte Teil der geplanten 28-nm-ARM-SoCs – Samsung Exynos 5, TI OMAP 5, STMicr Novathor L8540 – ist noch gar nicht auf dem Markt, mit dem Launch von Windows RT könnte der Bedarf weiter steigen. Möglicherweise setzt Microsoft bei Surface auch wegen absehbarer 28-nm-Engpässe auf den Nvidia Tegra. Aber auch neue 28-nm-GPUs von AMD und Nvidia werden noch erwartet. Es ist also völlig unklar, wann die Chip-Fabs die Nachfrage nach 28-nm-Chips tatsächlich decken können.

Im Vorfeld des 28-nm-Umstiegs hatte es viele Diskussionen um Schwierigkeiten der neuen Technik gegeben. TSMC hatte – wie Intel für die 22-nm-Technik – auf das Gate-First-Konzept gesetzt, die IBM-Kooperationspartner wie Globalfoundries oder Samsung aber auf Gate-Last. Globalfoundries betont, dass die Technik mittlerweile auch ihre Vorzüge beweise, darunter ein geringerer Flächenbedarf. (ciw)