Der weltweit größte Chipauftragsfertiger TSMC teilt einen aktualisierten Technik-Fahrplan, der bis zum Jahr 2029 reicht. Erstmals ganz neu dabei: Kennzahlen für den Fertigungsprozess A14, mit dem TSMC ab 2028 Chips in Serie produzieren will. Zur Einordnung von A14 ist allerdings erst ein Blick auf die vorherigen Neuerungen notwendig.
Zurzeit sind die feinsten Fertigungsverfahren von TSMC jene der Generation N3, die seit Ende 2022 in Serie läuft. Davon gibt es für unterschiedliche Einsatzbereiche optimierte Varianten wie N3P und N3E. Apple etwa lässt aktuell den A18 und A18 Pro für die 16er-iPhones mit N3E-Technik produzieren.
Im zweiten Halbjahr 2025 läuft zunächst die Produktion der 2-Nanometer-Klasse an – Apple gilt als erster großer Kunde, gefolgt von AMD und Intel. Mit N2 löst TSMC die ausgedienten finnenförmigen Feldeffekt-Transistoren (FinFETs) mit einem Gate-All-Around-Aufbau (GAAFETs) ab. TSMC nennt das Nanosheets.
Verglichen mit dem 3-nm-Prozess N3E soll N2 die Performance bei gleicher elektrischer Leistungsaufnahme um 10 bis 15 Prozent erhöhen. Alternativ sinkt die Leistungsaufnahme bei gleicher Performance um 15 bis 30 Prozent. Die Transistordichte steigt um rund 15 Prozent.
Wie inzwischen üblich kommen verbesserte Varianten der Grundtechnik, in der 2-nm-Generation also N2P und N2X. N2P soll Leistung und Effizienz noch einmal um ein paar Prozentpunkte steigern. Die Serienproduktion soll im zweiten Halbjahr 2026 starten. N2X ist für 2027 angesetzt und explizit auf hohe Taktfrequenzen ausgelegt – die Spitzenwerte sollen um 10 Prozent steigen.
TSMCs Roadmap der nächsten Jahre. Nicht eingezeichnet: eine verbesserte A14-Version mit Super Power Rail fürs Jahr 2029.
(Bild: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd.)
| Prozess | N2 vs. N3E | N2P vs. N3E | A16 vs. N2P | A14 vs. N2 |
| Performance | +10-15% | +18% | +8-10% | +10-15% |
| Leistungsaufnahme | -25-30% | -36% | -15-20% | -25-30% |
| Chipdichte | 1,15x | >= 1,15x | 1,07-1,1x | ~1,2x |
A16 führt rückseitige Stromversorgung ein
Nach der N2-Generation steigt TSMC wie die Intel Foundry auf das Angstrom-Namensschema um. A16 hätte früher schlicht 1,6 nm geheißen – da die Namen ohnehin nichts mehr mit den echten Strukturbreiten zu tun haben, ist der Wechsel willkommen.
A16 ist kein neuer Prozess im klassischen Sinne. Der Transistoraufbau bleibt gegenüber der N2-Generation weitgehend gleich. Allerdings führt TSMC die sogenannte Super Power Rail (SPR) ein, analog zu Intels Power-Vias. Diese Technik wird auch Backside Power Delivery genannt. Dabei wandern die Metalllagen zur Stromversorgung der Transistoren von der Ober- auf die Unterseite. Das entwirrt die Datenpfade auf der Oberseite und verbessert die elektrischen Charakteristika laut TSMC erheblich, nahe einem üblichen Generationssprung.
Gegenüber N2P spricht TSMC von acht bis 10 Prozent höherer Performance. Alternativ sinkt die elektrische Leistungsaufnahme um 15 bis 20 Prozent. Weil sich die Transistoren durch die Entschlackung dichter packen lassen, steigt die Packdichte um 7 bis 10 Prozent.
Diese Verbesserungen kommen mit TSMCs A16-Prozess. PPA steht für Performance (Leistungsverbesserung), Power (verringerte Leistungsaufnahme) und Area (Chipdichte).
(Bild: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd.)
A14 mit weiterentwickelten Nanosheets
Mit A14 fürs Jahr 2028 entwickelt TSMC den Transistoraufbau weiter; die Firma spricht daher von der zweiten Nanosheet-Generation. Allerdings kommt die erste A14-Version ohne Super Power Rail. Ohne die Verbesserungen durch SPR fällt der Leistungssprung zunächst moderat aus. TSMC vergleicht lediglich mit N2 (nicht N2P!): Bis zu 15 Prozent mehr Leistung oder 30 Prozent weniger Leistungsaufnahme sind möglich.
A14 kommt zunächst ohne SPR, weshalb die Vorteile auf den ersten Blick moderat wirken.
(Bild: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd.)
Rechnet man die Werte gegen, fällt auf: Die A14-Basisversion wird in Sachen Leistungscharakteristika kaum besser als A16, dürfte wegen der klassischen Stromversorgung aber einfacher zu fertigen sein. Spannend wird deswegen vor allem das Jahr 2029 – ab da will TSMC Chips mit A14-Technik kombiniert mit rückseitiger Stromversorgung produzieren. Leistungswerte dazu nennt der Hersteller noch nicht. Der Wechsel von N2 auf A16 zeigt aber, was möglich ist.
(mma)
English (US) ·