2020 würde für Huawei ein großes Jahr werden. Als zweitgrößter Kunde von TSMC nach Apple sollte der chinesische Hersteller seinen ersten 5-nm-Chipsatz, den Kirin 9000, erhalten. Apples A14 Bionic und Huaweis Kirin 9000 waren die ersten integrierten Schaltkreise, die mit einem 5-nm-Prozessknoten hergestellt wurden, sodass mehr Transistoren möglich waren beschäftigt. Zum Beispiel ist der 5-nm-Kirin 9000 mit ungefähr 171,3 Millionen Transistoren pro mm² gefüllt. Dies ist vergleichbar mit den rund 100 Millionen Transistoren pro mm², die auf dem 7-nm-Kirin 990 5G-Chipsatz zu finden sind. Je höher die Anzahl der an einem dichten Ort gepackten Transistoren ist, desto leistungsfähiger und energieeffizienter ist ein Chip.
SMIC nähert sich dem 7-nm-Prozessknoten, aber für Huawei ist es möglicherweise zu spät
Huaweiplante, den Kirin 9000 für die Stromversorgung der Mate 40-Serie zu verwenden; Dies würde das technologisch fortschrittlichste Mobiltelefon des Jahres von Huawei sein. Wir können sie auch im faltbaren Mate X2 und in 5G-Basisstationen sehen, die mit den 5G-Netzwerkgeräten des Herstellers verwendet werden. Im Mai letzten Jahres nahm das US-Handelsministerium eine Änderung seiner Exportregeln vor, nach der eine Gießerei, die US-Technologie zur Herstellung von Chips verwendet, eine Lizenz erhalten muss, bevor sie an Huawei gesendet wird. Dies blockierte sofort TSMC und Samsung Foundry, die einzigen zwei Chiphersteller, die diese Komponenten im 5-nm-Verfahren herstellen können, von der Lieferung von Schneid-Kante Chips zu Huawei.
Der Kirin 9000 wird mit dem 5-nm-Prozessknoten von TSMC hergestellt
Huawei hatte Gespräche mit der Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC) geführt, der größten Gießerei in China. Aber es gab ein kleines Problem. Der fortschrittlichste Prozessknoten von SMIC ist 14 nm. Während die Transistordichte für den 5-nm-Chip von TSMC ungefähr 171,3 Millionen Transistoren pro mm² beträgt, trägt der 14-nm-Prozessknoten ungefähr 43 Millionen Transistoren pro mm². Während SMIC für Huawei einen 14-nm-Kirin 710A-Chip der Mittelklasse herstellte, muss dieser wirklich einen Ersatz für TSMC finden, der 5-nm-Chips liefern kann, ohne die US-Exportregeln zu verletzen. Mit anderen Worten, ein 14-nm-Chipsatz ist nicht leistungsfähig genug, um die Basisstationen Mate 40, Mate X2 und 5G anzutreiben.
SMIC arbeitet an seinem N + 1-Knoten, der von den chinesischen Medien als 8-nm-Knoten oder als frühes Stadium seines 7-nm-Prozesses bezeichnet wird.
Laut Chinas Zhuhai Special Zone Zeitung, SMIC hat den ersten Bandausgang und das Testen dieses Knotens abgeschlossen. Dies ist die letzte Phase des Chipherstellungsprozesses und wird durchgeführt, um sicherzustellen, dass keine Probleme oder Knicke behoben werden müssen, bevor der Chip vom Fließband rollt.
Der N + 1-Knoten verbessert die Leistung um 20% und reduziert gleichzeitig den Stromverbrauch um 57%, den Logikbereich um 63% und den System-on-Chip-Footprint (SoC) um 55%. Vergleichen Sie dies mit dem 7-nm-Prozess von TSMC, der die Transistordichte gegenüber seinem 10-nm-Knoten um ca. 73% verbesserte und eine Geschwindigkeitsverbesserung von 35-40% bei 65% geringerer Leistungsaufnahme seines 16-nm-Knotens erzielte. Aufgrund der geringen Leistungsverbesserung von 20% wird SMIC N + 1 trotz der Ähnlichkeiten in einigen anderen Nummern nicht als reinen 7-nm-Knoten bezeichnen. Es sollten drei Generationen dieses Knotens vorhanden sein, einschließlich N + 1-Knoten, N + 2 und N + 3. SMIC hofft, vor der Herstellung von N + 2 fortschrittliche Lithografieausrüstungen zu erhalten. Mit dem Gerät des Branchenführers ASML können sehr dünne Linien auf einem Chip markiert werden, sodass eine große Anzahl von Transistoren eingesetzt werden kann.
Möglicherweise könnte SMIC bereit sein, 5-nm-Chips für Huawei herzustellen, aber zu diesem Zeitpunkt befindet sich TSMC auf dem 3-nm-Knoten. Damit Huawei mit Apple und Samsung konkurrenzfähig bleibt, kann es derzeit nicht auf SMIC zählen. Ohne Zugang zu einer Top-Gießerei und modernsten Chips wäre Huawei weiterhin in der Lage, Mittelklasse-Modelle herzustellen, aber nicht in der Lage, seine meistverkauften Flaggschiff-Telefone zu produzieren.
