Chipfertigung: Das sind die Pläne des Weltmarktführers TSMC bis 2029

Der weltweit größte Chipauftragsfertiger TSMC zeigt einen aktuellen Fahrplan mit optimierten Fertigungsprozessen bis 2029. Neu dabei: A13, A12 und N2U. Bei allen drei handelt es sich um Ableger bestehender Fertigungsprozesse und keine grundlegend neuen Generationen.

N2U ist eine weiter optimierte 2-Nanometer-Variante, die 2028 N2P ablösen soll. TSMC sieht sie für Chips ab der Smartphone-Klasse bis hin zu Serverablegern, die nicht die allerneueste Fertigungstechnik benötigen.

N2U soll verglichen mit N2P drei bis vier Prozent mehr Performance bringen oder alternativ die elektrische Leistungsaufnahme um acht bis zehn Prozent bei gleicher Geschwindigkeit senken. Die Transistordichte steigt minimal um zwei bis drei Prozent. Praktisch: Die Designregeln von N2P bleiben kompatibel, sodass Firmen ihre Chipdesigns mit minimalem Aufwand portieren können.

N2U wird eine günstigere Alternative zu A16 und A14. A16 ist ein N2-Ableger mit Backside Power Delivery, von TSMC Super Power Rail genannt. Dabei verläuft die Stromversorgung auf der Chipunterseite anstelle der Oberseite. Die Aufteilung von Daten- und Stromleitungen ermöglicht effizientere Verdrahtungen, was die benötigte Chipfläche senkt und die Effizienz steigert. Allerdings ist die Fertigung aufwendiger, weshalb die Super Power Rail primär bei Server-Hardware zum Einsatz kommen soll.

Auf A14 folgen A13 und A12

A14 fürs Jahr 2028 ist der echte N2-Nachfolger mit der zweiten Generation von Gate-All-Around-Transistoren, auch Nanosheets genannt. A14 ohne Super Power Rail hat auf dem Papier minimal bessere elektrische Eigenschaften als A16, eignet sich aber auch für günstigere Chips, etwa Smartphone-Prozessoren.

A12 ist schließlich wieder eine Variante mit Super Power Rail. Zu den konkreten Verbesserungen schweigt sich TSMC aus. Zur Größenordnung: Beim Wechsel von N2P auf A16 verspricht TSMC eine bis zu 20 Prozent höhere Effizienz.

A13 ist ein Zwischenschritt, ähnlich wie der verbesserte 7-nm-Prozess N6 oder die verbesserte 5-nm-Version N4: keine wirklich neuen Prozesse, aber kleine Sprünge rechtfertigen einen Wechsel. TSMC verspricht eine gut drei Prozent höhere Transistordichte und „ein paar“ verbesserte elektrische Eigenschaften. Eine echte neue Fertigungsgeneration nach A14 ist ab 2030 zu erwarten.