Maar is het te verwachten dat ze wat verder in de toekomst wellicht wel 7nm gaan doen?
Een ogenschijnlijk goede en simpele vraag; maar bij nadere beschouwing blijken het er eigenlijk 4!
De vraag is:
1) Wiens 7 nm zou GloFo eventueel verkopen?
2) Welk 7nm proces zou GoFo eventueel verkopen?
3) Aan wie?
4) Met hulp van wie?
TL;DR: De enige manier waarom GloFo in de toekomst
succesvol aan 7nm zal gaan doen, is als die 4 zaken geregeld zijn.
1) --> Wiens proces: GloFo nam eerder ook al afscheid van haar 'eigen' 14nm proces, wat te duur en te laat was. In plaats daarvan namen ze het 14nm-proces van Samsung in licentie, dat Samsung had gemaakt voor smartphone SoC's. Op dat "niet voor CPU's bedoelde proces" is het hele huidige succes van AMD Ryzen gebaseerd! Ervanuit gaande dat GloFo niet haar eigen 7nm 'uit de motteballen haalt', moet TSMC, Intel of Samsung het in licentie geven. Intel zelf heeft veel problemen met haar 10nm node (net iets 'kleiner' dus ambitieuzer dan TSMC's/Samsung's); en waarom zouden ze het aan GloFo geven zodat die er AMD mee helpen kan? TSMC heeft het geld niet echt nodig. Samsung zou de enige zijn die dat zou
kunnen doen.
2 --> Welk 7nm proces: Zoals genoemd: GloFo 14nm is Samsung's 14nm smartphone proces. Wel proces hangt dus af van de klanten. Zowel Samsung als TSMC ontwikkelen voor 7nm een 'smartphone' proces (SoC) en een "HPC" proces, dat staat voor "High Performance" en dat betekent in dit geval niet per se supercomputers (kan wel!), maar eigenlijk gewoon "Geschikt voor desktops en server CPU's / GPU's". Dus dat zijn er al twee. Tevens is Samsung marktleider in EUV; omdat ze vanwege hun financiële structuur (foundry cijfers komen niet 'los' naar buiten) hogere kwaliteits, snelheids- en stilstands-verliezen (~>50%) kunnen accepteren. TSMC en Intel beginnen pas met EUV als de verliezen laag zijn (<<20%).
7nm EUV is qua prestaties niet veel beter dan 7nm 'DUV' (193nm ArF licht), en heeft daarom niet zoveel klanten. Echter, 7nm 'DUV' van Samsung, vereist zeer veel stappen, en een zeer hoge nauwkeurigheid om een chip meerdere keren achter elkaar binnen enkele nm op dezelfde plek te leggen; omdat het in vier stappen 'belicht' moet worden; een beetje alsof je met een fototoestel uit 1900 4x achter elkaar vanuit de loss pols dezelfde fotoplaat wil belichten, en toch een scherpe foto houden . Daarom is dit proces zeer duur! Voor 7nm EUV zijn de kosten lager, dat kan met 1x belichten, maar de EUV machines zijn veel kostbaarder en je moet twee keer zoveel chips maken omdat je de helft moet weggooien. Dat brengt ons bij 3.
3) Aan wie:
--> Klanten die alleen in de VS
mogen kopen, zoals de Amerikaanse defensie. Leuke business en superhoge marges, maar geen hoge volumes en superhoge eisen. Volgens mij gebruikt het leger in de VS ook mainframes van IBM, dus als dat uit Taiwan komt, is dat een potentieel probleem!
--> Samsung klanten die een 2e leverancier zoeken; dus die het risico niet willen lopen met lege handen te staan als de fabriek van Samsung overstroomt door een Tsunami of kapotgaat door een aardbeving, of tot voor kort bestond ook de angst: "door Noord Korea aanvalt". Dan is het handig een tweede leverancier met gelijk proces te hebben, maar die krijgen vaak de kruimels. Apple, Hisilicon (Huawei), Xilinx en Rockchip zijn vrij stevig getrouwd met TSMC. Dus vooral Qualcomm, dat nu spreid tussen Samsung en TSMC zou een kans zijn. Vooral door de oplopende ruzie tussen Qualcomm enerzijds en Z Korea (Samsung gerelateerd!), Taiwan (TSMC / Apple gerelateerd!) en China ('gewoon' Trump-gerelateerd, zie NXP) anderzijds.
4) Met hulp van wie: Intel's 14nm+ proces is ogeveer gelijk aan TSMC's / Samsungs 10nm proces. Intel's 14nm+++ proces is "in die klasse" veruit het beste proces voor CPU's. Op dit moment zelfs beter dan Intel 10nm. Waarom zijn van deze fabrieken dan eigenlijk bijna geen externe (niet-Intel) klanten?
Welnu: De 'chipontwerp software' moet de regels van jou proces hebben ingebakken. Die regels liggen vaak vast in een 'PDK' (proces development kit). Als een chipontwerp 300 miljoen kost, is het erg belangrijk dat je het zo geautomatiseerd mogelijk kan ontwerpen, 'compileren' en simuleren. 'Compileren' wil hier zeggen dat je het ontwerp op iets hoger niveau maakt, en de EDA-software maakt hem 'automatisch' op detail-niveau. Dit zijn vooral de spelers Cadence, Synopsys en Mentor (Siemens). Die gaan alleen investeren in het implementeren van de PDK van jou proces als ze veel klanten verwachten; dit heeft bij FDSOI zeker >5 jaar geduurd; en zelfs het 'Body Bias' trucje (van o.a. GloFo 22FDX) wordt nog niet volledig ondersteund in de EDA-software.
Vervolgens zijn er meestal een aantal firma's die bouwpakket-onderdelen op 'jou' proces ontwerpen, testen en beschikbaar stellen; het zogenoemde "IP ecosysteem". Bijvoorbeeld: CEVA maakt een DSP-bouwblok (wordt tegenwoordig verkocht als zijnde "AI accelerator"), test die uit op TSMC proces, en geeft dat bouwpakket-onderdeel daarna in licentie aan Apple. Als - zoals bij TSMC - honderd bedrijven "bouwblok-ontwerpen in licentie" leveren (groot IP ecosysteem) en er veel EDA-ondersteuning is, kan zelfs een totaal Chinees flut-bedrijf met een bouwpakketje een SoC in mekaar LEGO'en. Dat zag je bijvoorbeeld in het begin bij Samsung Exynos en later bij Hisillicon (Huawei): Op papier supergoede specs, in de praktijk in de wat realistischer benchmarks langzamer dan Apple / Qualcomm. Waarom? Omdat stiekem het moeilijke werk zit in het combineren en laten samenwerken van de bouwblokken (integratie), daar zijn Apple en Qualcomm meester in! Maar zelfs voor Apple met genoeg geld, scheelt het standaard beschikbaar zijn van geteste bouwblokken ze makkelijk een paar miljard aan ontwerp en test-kosten (dus anders zou die 300 miljoen nog vele malen meer zijn). Waarom heeft 's werelds beste 14nm-klasse 'foundry' (Intel 14nm+++) dus geen klanten? Welnu, ze hadden al niet veel klanten, dus weinig EDA-ondersteuning, weinig IP, dus niet interessant voor klanten, EDA / IP makers zien dat, dus weinig EDA en IP, dus weinig klanten enz....: Geen ecosysteem! Was afgelopen 10 jaar ook het verhaal waarom GloFo FD-SOI het aflegde tegen alle FinFET processen; na ca. 10 jaar is het eindelijk bijna geregeld*.
De Sony Ericsson Novathor op FD SOI proces was veel zuiniger en sneller dan alle concurrentie, toch werd het FD SOI platform toen geen succes! .
Fictief voorbeeld:
Voor kleinere bedrijven, waarvan GloFo er veel als klanten heeft,
geldt:
In fact, it costs $271 million to design a 7nm system-on-a-chip, which is about nine times the cost to design a 28nm device, according to Gartner.
. Aha, dus als ik er 1 000 000 maak, kost het bij 7nm $271 ontwerpkosten per chip, bij 28nm maar $30. Voor veel toepassingen - dus klanten - is dat eerste niet acceptabel; als GloFo's klant een winstmarge van 50% wil maken moeten ze dat ontwerp bij de klant in rekening kunnen brengen voor $540. Voor 'IBM mainframe Z15" natuurlijk is dat geld peanuts dus totaal geen issue; maar dat is een uitzondering. Vandaar ook dus, dat we zien dat 7nm vooralsnog gebruikt wordt voor chip-ontwerp-
blokken die >>10M x over de toonbank gaan, smartphones, AMD CPU's en nVidia / AMD GPU's dus. Als een bepaald type AMD processor maar 100k keer verkoopt is het niet erg: Het 'gedeelde' Zen-CPU blok veroopt met miljoenen; vandaar het belang van een 'gedeeld platform' waarbij een hele product-range gebruikmaakt van dezelfde 'kernen'. Voor kleinere oplages: Als een 'IP-bouwblok' in SoC's van 10 verschillende leveranciers eindigt, dan moeten die op hun beurt allemaal 1M stuk verkopen. Zonder 'bouwblokken' / gedeelde kernen (AMD Zen, nVidia Pascal / Volta cores, ARM Cortex A serie, Intel's Skylake-cores) was dit dus praktisch niet economisch haalbaar.
[Reactie gewijzigd door kidde op 30 juli 2024 17:57]