TSMC kampt met 28nm-tekorten

De Taiwanese chipbakker TSMC zou nog tot het najaar met productietekorten kampen voor zijn 28nm-producten. Onder meer Qualcomm, AMD en Nvidia, die 28nm-chips van de fabrikant afnemen, zouden te lijden hebben onder de tekorten.

De productiecapaciteit van Taiwan Semiconductor Manufacturing Company blijkt onvoldoende om aan de vraag naar 28nm-chips te voldoen, zo meldt Digitimes. Dat zou deels komen doordat de yields, het aantal functionele chips per wafer, nog niet bijster goed zijn, maar ook de waferproductie laat te wensen over. Een bestaande 300mm-wafer-fabriek wordt vanaf deze maand aangepast voor de productie van 28nm-chips, maar deze upgrade zal nog enige tijd duren. TSMC zou in dit jaar vergeleken met 2011 ongeveer 10 procent meer productie kunnen draaien. Ongeveer een kwart van de productiecapaciteit betreft 300mm-wafers, deels geschikt voor 28nm-productie.

Qualcomm, een van de afnemers van 28nm-chips, heeft als reactie op TSMC's tekorten een deel van de productie uitbesteed bij concurrent United Microelectronics. Desondanks kampt het bedrijf met een vraag naar processors die groter is dan wat het kan leveren. Ook AMD, dat met de Radeon HD 79xx-videokaarten naar 28nm-gpu's is overgestapt, kan onvoldoende gpu's leveren. Datzelfde geldt voor Nvidia, dat met de eerste Kepler-gpu's, de GTX 680, naar 28nm switchte. Ook daarvan zijn er te weinig chips en hetzelfde geldt voor de rest van de geplande Kepler-gpu's.

Reacties (60)

[Sphere-]

Er zijn geruchten dat de 28nm wafer productie in februari stil heeft gelegen voor meerdere weken.

[ten99]

Alle fabrikanten dezelfde produktieproblemen bij TSMC?

Ik lees net een artikel dat beweert dat dat helemaal niet waar is:

http://semiaccurate.com/2...-nvidias-financial-parade

Het lijkt vooral een probleem voor NVidia te zijn.

[Verwijderd]

Ze moeten die wafer ook gewoon eens vierkant maken... hoeven ze minder weg te gooien.

[ThomasG]

Vierkante wafers zullen er waarschijnlijk nooit komen. Het maakt het productie process teschnisch veel ingewikkelder, langer, en duurder. Daarnaast zijn er met vierkante wafers veel meer kansen op fouten, waardoor je een complete wafer weg moet gooien.

Wafers zijn rond omdat het uitgangsmateriaal waar ze van gemaakt worden een lange worst is. Het silicium word namelijk als een lange staf door een spoel gehaald waar een flinke stroom op staat zodat er daar ter plaatse een smeltbad ontstaa. De worst wordt door de spoel gehaald en net onder de spoel sterk afgekoeld zodat het silicium een monocristalijne structuur krijgt en hiermee de juiste homogene eigenschappen voor chip-productie. Eventuele verontreinigingen blijven achter in het smeltbad, dus de silicium is heel zuiver.

1. Wanneer je een homogeen monochristalijn materiaal gaat nabewerken komen de eventuele inwendige spanningen vrij. Hierdoor zouden vierkante wafers aan de zijkant na het zagen nog een keer nageslepen dienen te worden.
2. De mooi ronde omtrek (is echt binnen een paar tiende millimeter) is te scannen om de wafer uit te lijnen voor meerdere keren belichten van een wafer (chipps worden gemaakt door een wafer te voorzien van een fotogevoelige laag, te belichten en onbelichte delen weg te etsen, weer een nieuwe fotogevoelige laag erop et.) Door zogeheten marker op de wafer aan te brengen of een hapje uit de rand te halen kan de wafer heel nauwkeurig terug gelegd worden bij het belichten.
Bovendien: waarom zou je iets nabewerken dat al nauwkeurig is (hier de omtrek)? Dat kost alleen maar extra geld.

Bron: agent327 in: 'Waarom zijn wafers rond?' op GoT

[obimk1]

Daarnaast vierkante wafers zijn nooit 'spanningsvrij' te maken. In de hoeken blijven altijd materiaal spanningen over die op nanometer schaal voor vervormingen zorgen.

[g4wx3]

Waarom denk je dat CD's rond zijn?

Omdat de techniek niet werkt vanaf een punt verder van het midden

Bovendien, een vierkant cd valt nog rond te spinnen op lage snelheid, maar zo'n wafer, moet trillingsvrij rondspinnen aan zeer hoge snelheden

[Shadoxfix]

Ik heb me ook altijd afgevraagd waarom ze rond zijn.
Vierkant lijkt handiger ivm oppervlakte.

[Mijzelf]

Valt hard mee. Stel een chip is 1mm², en de wafer is 30 cm doorsnede. Dan gaan er 70000 chips op die wafer (PI*150²), terwijl er zich minder dan 1000 op de omtrek bevinden. (2 * PI * 150).
Dus minder dan 1.5% verlies.

[Jasper Janssen]

Chips (van het hoogwaardige soort) zijn eerder 100 mm^2 dan 1 mm^2, en je negeert zaagverlies (die snedes zijn gek genoeg niet van 0 mm dikte).

[hardwareaddict]

Het zit meer ver boven de 300mm^2 de 28 nm producten. Zeg maar gemiddeld 400mm^2.

Maar goed de hele discussie rond versus vierkant is natuurlijk een onzinnige; alleen de cpu zelf is vierkant uitgesneden uit de wafer, de lijntjes an sich op de cpu als je ze uitvergroot dan is dat net als je met stroop op een boterham lijntjes kunt proberen te trekken - precies zo ziet dat eruit.

[TGEN]

Chips van Qualcomm, Xilinx en Altera zijn gemiddeld lang niet zo groot, en die nemen ook flinke volumes af. Het gemiddelde zit echt niet rond de 300 mm², laat staan 400mm².

[Durandal]

Ik heb me ook altijd afgevraagd waarom ze rond zijn.
Vierkant lijkt handiger ivm oppervlakte.

Ja, die waferboeren zijn natuurlijk ook niet gek, dus er zal wel een goede reden zijn;
De wafers worden als cylinder uit een silicium oplossing getrokken. De oplossing is verzadigd dus je krijgt kristalvorming, en dat gebeurt rondom, net als een kaars
rond uit een bad met was komt.

Rechts in het midden een plaatje.

[Jasper Janssen]

Wafers groeien nu eenmaal niet vierkant. Het proces van het vormen van een silicium boule (een cylinder van de diameter van een wafer, dus tegenwoordig 30 cm, en een meter of 3-6 lang, als 1 kristal) produceert inherent ronde plakken, en anders moet je de stukken dus weggooien *voor* ze de machine ingaan ipv erna. Net zo onhandig.

[Luxx]

De technieken die gebruikt worden gaan ook allemaal uit van een 'rond vlak'. Kijk eens hier:
http://download.intel.com...king/Making_of_a_Chip.pdf

Zowel Doteren (ion implementation), als het belichten (etsen), als de metaal depositie, zijn processen die 'rond het midden' ideaal zijn, en naar de randen toe af gaan wijken. Bij een ronde wafer heb je dus het meeste rendement uit deze processen. Daarnaast kan je deze verhitten/afkoelen (bakken), zonder dat de hitte hem vervormt, kortom, rond heeft ook bij het productieproces veel voordelen.

[Verwijderd]

Dat kan niet, zoek maar is op hoe die wafers gemaakt worden.

[Verwijderd]

Het lijkt schering en inslag voor TSMC om de targets voor een bepaald proces niet te halen. Helaas zit het gros van de fabrikanten er aan vast, maar het is de vraag voor hoe lang. Als dit blijft gebeuren kan ik me niet voorstellen dat bedrijven geen alternatieven gaan verzinnen. Als een partner keer op keer onbetrouwbaar blijkt zul je uit zelfbelang toch wel eens wat anders willen proberen.

[pvuc]

Helaas hebben alle concurenten van TSMC net zoveel moeite met de process beheersing. Dit komt alleen weinig in het nieuws omdat TSMC verre weg de grootste foundery is. Overstappen naar een concurent heeft vaak weinig zin. TSMC heeft als voordeel dat het vaak voorop loop in de process technologie en daardoor vaak als eerste foundery (intel uitgezonderd maar doet weinig voor externe partijen) de nieuwste node beschikbaar heeft.

Dit trekt veel klanten (e.g. Nvidia, Qualcom etc). Tegen de tijd dat het duidelijk is dat er (grote) problemen zijn kan er wel geswitched worden naar een andere foundery maar dit betekend dat het hele product moet worden ge-redesigned, een lang en kostbaar proces.

Ondanks dat TSMC in de laatste twee nodes (45/40 en 32/28) veel problemen heeft ondervonden zal geen enkele serieuze speler (op dit moment) weg gaan bij TSMC. Mocht TSMC de problemen namelijk snel kunnen oplossen en jij bent aan het re-desigen voor een andere fab dan hebben al je concurrenten je ingehaald en ben je uit de markt. Verder is TSMC een gigantisch bedrijf met een boel knappe koppen, als ze het daar niet kunnen oplossen dan is de kans dat een andere foundery dat binnen afzienbare tijd kan ook klein.

[Olaf van der Spek]

Mocht TSMC de problemen namelijk snel kunnen oplossen en jij bent aan het re-desigen voor een andere fab dan hebben al je concurrenten je ingehaald en ben je uit de markt.

Je kunt toch redesignen zonder invloed op de productie bij TSMC?

[redwing]

Nee, het hele process is afgestemd op de machines en hoe er geproduceerd wordt bij de fabrikant. Een chip die dus bij Samsung wordt gemaakt zal opnieuw gedesigned moeten worden voor TSMC en andersom.

Dit heeft onder meer te maken met de manier waarop bepaalde 'problemen' worden opgelost. De ene gebruikt het ene trucje,de andere een andere om de lijntjes zo dun mogelijk te krijgen.

Het is zelfs zo dat de problemen die ze nu hebben waarschijnlijk met het design en de gebruikte trucjes te maken hebben en niet zo zeer met de wafer-machines zelf.

[TGEN]

De tooling die je voor Samsung gebruikt kan je in ieder geval wel gebruiken om je productie te verhuizen naar IBM of GloFo, zij hebben een overeenkomst om dezelfde tooling te gebruiken. Maar die drie samen hebben volgens mij nog steeds minder capaciteit dan TSMC.

[carlo]

Ik denk dat Olaf bedoelde dat je best kunt beginnen met het aanpassen van je ontwerp terwijl de productie bij TSMC gewoon doorloopt. Pas wanneer de concurrerende foundry heeft aangetoond dat ze jouw product succesvol kunnen produceren ga je weg bij TSMC. Geen oude kleren wegdoen voor je nieuwe hebt.

[Patjebreda]

Ik ben gewoon nieuwsgierig en misschien weet iemand dit, hoeveel functionerende chips komen er gemiddeld van zo'n wafer?

[Sphere-]

Dat valt niet te zeggen en is voornamelijk een functie van de grootte van de chip.
Verder hebben complexiteit van de chip, beheersing van het proces en dergelijke ook invloed. We praten dan ook niet over het aantal chips maar over het percentage goede chips dat van een wafer komt, genaamd de yield. Meeste kleine chips hebben een yield van 99+%.
Grote chips zoals de GPU's van nVidia en AMD hebben vaak een lagere yield (80-90% is vrij goed, < 50% is problematisch)

[Reactie gewijzigd door Sphere- op 24 juli 2024 00:10]

[Snoitkever]

En dan nog halen lang niet alle "goeie" chips ook de daadwerkelijk gewenste clocksnelheden.

[hardwareaddict]

Daarom is het van belang om met grote wafers te werken.

[hardwareaddict]

Denk niet dat AMD dat nu haalt - ze overclocken die Bulldozer al zo enorm en rammen er zoveel stroom doorheen - en het is een enorme chip - dat komt nooit meer goed.

[dcm360]

De Bulldozers van AMD komen echter niet bij TSMC vandaan maar bij GlobalFoundries

[Reactie gewijzigd door dcm360 op 24 juli 2024 00:10]

[Verwijderd]

Voor zover ik weet heeft TSMC een tijdje geleden gezegd dat 70% van de yields goed werken. Die andere 30% kan bijv gebruikt worden om van een 7970 een 7950 maken .

[hardwareaddict]

Reken maar meer op 80% en meer bij massaproductie rondom de 300mm^2 aan grootte.

De echte yield is natuurlijk streng geheim en 1 van de grootste geheimen van de fabrikanten.

[Jasper Janssen]

Hangt af van hoe groot de chips zijn.

(Hoe lang is een stukje touw?)

[Reactie gewijzigd door Jasper Janssen op 24 juli 2024 00:10]

[hardwareaddict]

Kijk de ASML experts hier rekenen het ons niet voor dus laten we het zelf eens uitrekenen.

Laten we rekenen met aftrek van 5% af en vermenigvuldig het met 0.8, van 80% yield.

Dus neem de Nvidia GTX680 daarvan lees ik dat hij groot is: 294 mm^2

oppervlakte cirkel = pi * r^2 = 3.1415926 * 150^2 = 70683 mm^2
Trekken we er 5% af (keer 0.95) en dan keer 0.8 = 53719 over

53719 / 294 = 182 werkende GPU's en dus rond de 46 kapotte.

Dat is als we 1 wafer hebben met alleen deze gpu's erop en niets anders aan de buitenkant.

Wat me niet duidelijk is, is de productieprijs van deze GPU, want dat hangt af van de kosten per laag en het aantal lagen dat de GPU heeft.

Laten we heel domme berekening daar doen: $1500 per laag en 12 lagen ==>

18k dollar gedeeld door 182 werkende gpu's = 98.9 dollar per gpu

Dat lijkt me aan de dure kant overigens, dus het zal vast niet meer zijn dan dit.
Zeg maar een 'bovengrens' berekening.

[cdonkelaar]

Is dit nu goed nieuws voor ASML?

[.ScorpionSquad]

het zou kunnen dat TSMC gaat uitbreiden om aan de vraag te voldoen, en dan zouden ze wat kunnen afnemen bij ASML, maar er zijn ook nog andere lithografiemachineproducenten (nieuw-galgje woord!! ).

ASML is geen chipbakker, dus die hebben geen directe banden met AMD, Qualcomm of Nvidia.

overigens vrees ik persoonlijk wel voor de prijzen van de videokaarten, het zou zomaar kunnen dat Nvidia en AMD zeggen dat ze allebei hun prijzen met 20% verhogen, of iets in die richting.
De mobieltjes met Qualcomm chips zullen waarschijnlijk niet echt duurder worden.

[coolmos]

ASML is marktleider, dus reken er maar goed op dat TSMC daar zijn machines betrekt.

De tweede fabrikant is dacht ik Nikon of Canon, maar die worden slechts kunstmatig in leven gehouden om ASML geen alleenheerschappij te geven.

[Bux666]

Onzin! ASML is marktleider met ruim 70%, maar dat betekent niet dat de overige fabrikanten 'kunstmatig in leven worden gehouden'.
Canon en Nikon hebben in thuisland Japan nog redelijk wat aandeel.

[Pjotr]

Qua aantal verkochte systemen heeft ASML dus een marktaandeel van 57 procent, qua omzet slokt het zelfs 81,6 procent van de markt op.

bron

[redwing]

Niet zo heel veel onzin eigenlijk. De voornaamste reden waarom Canon en Nikon er nog zijn (en dan vooral Canon) is dat veel fabrikanten toch ook graag een 2e supplier willen hebben. De kans is ten slotte altijd aanwezig dat ASML om wat voor reden dan ook failliet gaat. Daarnaast ligt ASML weliswaar vooral bij de nieuwste technologie voorop, maar wat de oudere systemen betreft hebben Nikon en Canon toch goede concurrerende systemen.

Het is dus een combinatie van vorige technologie die bij Nikon/Canon wel concurerend is en het feit dat fabrikanten een backup plan willen hebben en dus zeker willen zijn dat er een 2e/3e fabrikant aanwezig is. Zeker Canon had in de problemen gekomen als dat niet het geval was geweest.

[RielN]

Lithografiemachineproducenten ?

Canon en Nikon zijn er nog maar hun marktaandeel staat onder druk.

[bwerg]

overigens vrees ik persoonlijk wel voor de prijzen van de videokaarten, het zou zomaar kunnen dat Nvidia en AMD zeggen dat ze allebei hun prijzen met 20% verhogen

Dan weet ik wel dat er in de BBG-topics alleen nog maar 'oude' series (40nm) aangeraden gaan worden want de prijs/prestatie van de nieuwe kaarten is al niet echt beter dan die van de 40nm-kaarten. De nieuwe kaarten hebben enkel wat kleine voordelen die de doorslag geven (verbruik, enkele features), maar 20% duurder en het is gewoon een slechte koop.

Daarnaast denk ik dat er al een flinke marge op de 28nm-kaarten zit. Natuurlijk, de nieuwe chips zijn duurder per mm² om te produceren maar de consument betaalt net zo veel meer (lijkt me een veilige aanname).

[Reactie gewijzigd door bwerg op 24 juli 2024 00:10]

[roy-t]

Volgens mij is het vooral GlobalFoundries die hier wat van mee pikken, zij maken immers ook een deel van AMD's chips. Intel maakt alles zelf en Nvidia zit nu echt met de gebakken peren, ik weet niet of zij bij GF willen produceren aangezien het ex-AMD is.

ASML levert geloof ik de wafers aan TSMC.

[Reactie gewijzigd door roy-t op 24 juli 2024 00:10]

[Bux666]

ASML levert geloof ik de wafers aan TSMC.

ASML is fabrikant van waferscanners. Ze leveren geen wafers, maar machines om wafers mee te belichten.

[BlackOwl]

Alleen als TSMC de 28mm productie gaat uitbreiden en hiervoor apparatuur bij ASML gaat bestellen.

[A87]

Vreselijk nieuws...... alle ' nieuwe' videokaarten blijven ' duur' en de levertijden slecht.
de opvolger van de GTX680 nog lang niet in zicht...........
.
Mede hierdoor is nvidia bij een kleine chip gebleven, de gtx 680 (mid range). Wat eigenlijk niet de bedoeling was, bedankt TSMC. Of ze er wat aan kunnen doen of niet, het is mega irritant.

And the earth stood still... kwalijke zaak.

[Reactie gewijzigd door A87 op 24 juli 2024 00:10]

[DVDL]

De opvolger van de GTX680 is toch ook -nog- helemaal niet nodig? Gewoon weer concurerend met de HD7970, dus mag je zeggen dat het een high-end kaart is, omdat het op hetzelfde niveau zit. De eeuwige discussie dat het "maar" een mid range kaart is, kijk gewoon naar de performace ten opzichte van!

-ot-
Zolang er -te- weinig chips worden gemaakt, denk ik toch dat we nog langer moeten wachten totdat de GTX660/670 in de winkel komt te liggen, helaas. 680 is simpelweg te duur voor de normale consument.

[A87]

Voor surround wel .En 2gb/256 bit is weinig.

Zitten genoeg mensen op opvolgers te wachten. Wie wil er in godesnaam een ''nieuwe'' videokaart die de stokoude aka Fermi 580 amper kan beconcurreren.

[Reactie gewijzigd door A87 op 24 juli 2024 00:10]

[Verwijderd]

TSMC kampt al heel lang met problemen, Apple is voor de A5X nog steeds afhankelijk van Samsung. In de De Taiwanese kranten berichten hier al tijden over.

Uiteindelijk is dit toch alleen maar goed voor de hele markt, voor bedrijven als Samsung en NXP.

[MaltaSoron]

Ik vroeg me het ook al af over vierkante wafers, om de productie te visualiseren hier een link op Youtube: http://www.youtube.com/watch?v=LWfCqpJzJYM en deze http://www.youtube.com/watch?v=aWVywhzuHnQ

[Reactie gewijzigd door MaltaSoron op 24 juli 2024 00:10]

[rickyy]

En dan moet Nvidia nog met meer kaarten dan alleen de GTX680 komen .

[VictordeHolland]

Als de Yields zo slecht zijn als de geruchten doen vermoeden, dan hebben ze inmiddels al een hele voorraad GTX670s klaar liggen .

[hardwareaddict]

ijkt me eerder dat ze een voorraadje willen aanleggen voor de GTX690 die natuurlijk alles compleet vernietigen gaat qua performance. Kijk het is maar 256 bits naar die memory controller dus 2 gpu versie kan nvidia SIMPEL uitbrengen als ze genoeg van die gpu's gedrukt hebben.

[Noel]

Ja, want iedereen gaat een GT690 kopen...