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Intel erschließt über eine Kooperation mit dem britischen Chip-Designer ARM einen wichtigen Kundenkreis, um seine Intel Foundry Services (IFS) besser auszulasten. Die Kooperation soll laut einer gemeinsamen Mitteilung mehrere Chip-Generationen umfassen. Konkret gehe es um die Entwicklung von energieeffiziente System-on-a-Chip-(SoC-)Lösungen, die auf einer ARM-Architektur basieren und im Rahmen von Intels 18A-Prozess gefertigt werden sollen.
ARM selbst baut keine Chips. Die Briten entwickeln Designs und lizenzieren diese an andere Anbieter wie zum Beispiel Qualcomm. Diese fertigen dann entweder selbst oder lassen von Auftragsfertigern, sogenannten Foundries, produzieren. Die Fertigung ist komplex. Deshalb stimmt ARM seine Chiptechnik auf die Produktionsverfahren von Auftragsfertigern wie TSMC, Samsung oder Globalfoundries ab.
Chip-Designs und Fertigung aufeinander abgestimmt
Auf der Basis von ARM-Designs will künftig auch Intel mit seiner IFS agieren. Die Kooperationspartner sprechen von Design Technology Co-Optimization (DTCO). Die Optimierung von Chip-Design und Fertigungstechnik soll sicherstellen, dass wichtige Spezifikationen hinsichtlich Taktfrequenz, Energieverbrauch sowie Effizienz eingehalten werden und dabei die Chipausbeute pro Wafer bestmöglich ausfällt.
Womit Intel derzeit zu kämpfen hat:
In den meisten Smartphones werkeln Prozessoren und Schaltkreise, die auf ARM-Designs zurückgehen. Der Fokus der Kooperation zwischen Intel und ARM liegt daher zunächst auf mobilen SoCs. Darüber hinaus will man aber auch an Designs für die Bereiche Automotive, Internet of Things (IoT), Data Center sowie Luft- und Raumfahrt arbeiten.
Intel will die ARM-Chips im sogenannten 18A-Prozess fertigen, wobei das A für die Längeneinheit Angström steht (1 Angström entspricht 0,1 Nanometer). Nachdem Intel in den vergangenen Jahren mit Fertigungsproblemen zu kämpfen hatte und Hauptkonkurrent AMD zuletzt mit moderneren Verfahren punkten konnte, führte Intel vor rund einem Jahr kurzerhand eine eigene Nomenklatur ein. Bis dato wurden die Fertigungsverfahren nach den Strukturbreiten benannt, die die Maschinen aus den Silizium-Wafern schneiden konnten. Während AMD bereits im 7-Nanometer-Verfahren produziert, blieb Intel bei 10 Nanometern (nm) stehen. Der Übergang zu feineren Techniken verzögerte sich ein ums andere Mal.
Intel entwickelt neue Fertigungsverfahren
Vor gut einem Jahr kündigte Intel-CEO Pat Gelsinger mit Intel 7, Intel 4 und Intel 3 neue Fertigungsverfahren an, die den Chiphersteller wieder in die Spur bringen sollten. Bei Intel 7 setzt der Hersteller auf sogenannte FinFET-Transistor-Optimierungen im 10-nm SuperFin-Verfahren. Die Xeon-Prozessoren der Sapphire-Rapids-Generation, die Intel Anfang 2023 vorstellte, sind nach diesem Verfahren produziert. Intel 4 nutzt die EUV-Lithografie, um mit ultrakurzwelligem Licht besonders kleine Strukturen zu drucken. Der Anbieter verspricht sich davon eine Leistungssteigerung von zirka 20 Prozent pro Watt. Mit Intel 3 und Strukturbreiten von 7 nm sollen FinFET-Technologie und EUV weiter optimiert werden. Die nächsten Generationen von Intels PC- und Server-Prozessoren sollen damit gefertigt werden.
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Ab 2024 will der Halbleiterhersteller mit Intel 20A und Intel 18A die sogenannte Angström-Ära einläuten. Dabei sollen neuen Technologien die Chipleistung weiter verbessern. RibbonFET, Intels Implementierung eines Gate-All-Around-Transistors, soll die Transistor-Schaltgeschwindigkeiten erhöhen. Mit einer neuen rückseitigen Stromversorgung namens "PowerVia" soll die Signalübertragung optimiert werden, indem sie das Power-Routing auf der Vorderseite des Wafers überflüssig macht.
Intel träumt vom goldenen Halbleiter-Zeitalter
Im Rahmen von Intel 18A, in dem Chips mit einer Strukturbreite von 1,8 Nanometern produziert werden sollen, wird auch die Kooperation mit ARM anlaufen. Dafür nimmt Intel viele Milliarden Dollar in die Hand und baut derzeit massiv seine Fertigungskapazitäten aus. Neben neuen Fabriken in den USA sollen auch in Magdeburg zwei große Anlagen, sogenannte Megafabs, entstehen.
Baubeginn in Magdeburg verzögert sich
Allerdings verzögert sich derzeit der Baubeginn in Ostdeutschland. Intel beklagt die gestiegenen Bau- und Energiekosten und möchte mehr Subventionen vom deutschen Staat. Ansonsten würde sich die Anlage nicht rechnen und der Betrieb wäre nicht wettbewerbsfähig, argumentiert der Konzern. Neuesten Berechnungen zufolge soll der Bau rund 30 Milliarden Euro kosten, projektiert waren ursprünglich 17 Milliarden Euro. Derzeit laufen die Verhandlungen. Der Start der Bauarbeiten wurde mittlerweile von 2023 auf 2024 verschoben. Erste Chips dürften damit frühestens 2028 gefertigt werden, ein Jahr später als ursprünglich geplant.
Für Intel geht es aber darum, seine neuen Fabriken zügig an den Start zu bringen. Nahezu alles werde derzeit digitalisiert, sagte Intel-Chef Gelsinger. Der Bedarf an Rechenleistung sei gewaltig. Diese Nachfrage will der Manager mit seinem Open-System-Foundry-Modell bedienen, in dem Kunden ohne eigene Fertigung mehr Optionen bekommen sollen, ihre Designs zu optimieren. Das gehe weit über die herkömmliche Wafer-Fertigung hinaus und umfasse auch das Packaging, die Software und Chiplets.
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IFS und ARM wollen ein mobiles Referenzdesign entwickeln, so die Pläne der Partner. Man wolle strategisch e zusammenarbeiten, um die Plattformen von Anwendungen und Software bis hin zu Gehäuse und Silizium zu optimieren, hieß es.