Chip manufacturing-race tussen Intel, ARM-verstrakking

De race om de meest energiezuinige en snelste chips te produceren wint aan kracht, met fabrikant GlobalFoundries van contractchips op donderdag, waarin technologische innovaties aangekondigd worden die volgens analisten het bedrijf in staat zouden stellen de mogelijkheden voor het maken van chips tegen 2014 te benutten.

Smartphones, tablets en laptops worden sneller en energiezuiniger, aangezien chipfabrikanten en fabbedrijven nieuwe technologieën implementeren om de omvang en lekkage van chips te verminderen. GlobalFoundries maakt x86- en ARM-chips voor smartphones, tablets en pc's en zal tegen 2014 een productieproces implementeren dat vergelijkbaar is met het al lang bestaande fabricage-voordeel van Intel.

Intel is de meest geavanceerde chipfabrikant ter wereld en maakt chips met behulp van de 22-nanometer proces en implementatie van 3D-transistorstructuren, die meer energie-efficiënt zijn dan de oudere 2D-transistorstructuren. Maar GlobalFoundries zei dat het de volumeproductie van chips met behulp van het 14-nm-proces tegen 2014 zal starten, passend bij de plannen van Intel. Het nanometergetal verwijst naar de grootte van de kleinste circuits die op de chip zijn geëtst.

Tegen 2014 hoopt GlobalFoundries ook 3D-transistors te implementeren, wat een 40 tot 60 procent toename van de levensduur van de batterij op apparaten ten opzichte van chips op basis van het 20-nm-proces, dat 2D-transistors zal hebben en in 2013 zal worden gemaakt. Intel was de eerste die 3D-transistors implementeerde in chips die waren gemaakt met behulp van het 22-nm-proces.

Intel is ongeveer een tot twee jaar ouder dan zijn productie-rivalen, maar GlobalFoundries versnelt de implementatie van zijn productietechnologie om bij te praten met Intel, zeiden analisten. Als GlobalFoundries wel slaagt, zal het bedrijf de op vertraging gebaseerde op ARM gebaseerde chipfabrikanten elimineren, die meestal te maken hebben met de productie en concurrerend blijven met Intel. Terwijl Intel zijn eigen chips maakt, kent ARM meestal processorontwerpen toe aan bedrijven zoals Qualcomm of Nvidia, die chips krijgen van contract chipfabrikanten zoals GlobalFoundries en TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.).

ARM domineert momenteel de markten voor smartphones en tablets, terwijl Intel daar nog steeds probeert zijn weg te vinden. Intel beschouwt zijn geavanceerde productieproces als een sterkte en heeft gezegd dat het over een paar jaar de ARM over stroomefficiëntie zal overnemen, wat zal resulteren in een langere levensduur van de batterij op mobiele apparaten. Maar ARM is bezig met het ontwerpen van processors met 3D-transistorstructuren en GlobalFoundries heeft in augustus een overeenkomst getekend met ARM om chips met 3D-transistoren aan klanten te leveren.

"Normaal zou 14-nanometer in 2015 oplopen tot volume, maar we zijn het schema met één jaar versnellen, "zei Jason Gorss, woordvoerder van GlobalFoundries, in een e-mail. Het bedrijf voert het productieproces gewoonlijk om de twee jaar uit, maar implementeert tools bij het 20-nm-proces voor een gemakkelijkere overgang naar 3D-transistors op het 14-nm-proces.

GlobalFoundries plant de productie van chips voor het 14-nm-proces tegen 2014, maar Gorss kon geen commentaar geven op wanneer klanten producten op basis van die chips zouden aanbieden.

Intel weigerde commentaar te geven op de plannen van GlobalFoundries om 3D-transistoren te implementeren op het 14-nanometer-proces tegen 2014.

Klanten willen meer vermogen -efficiënte apparaten en het doel van GlobalFoundries om tegen 2014 over te gaan naar het 14-nanometer-proces is mogelijk, hoewel het meestal tijd kost om het uit te voeren, zei Bill McClean, president van IC Insights.

"Intel probeert het spel voor te blijven om iedereen te ontlopen, "zei McClean. "Dat is waar het op neerkomt in een door smartphones gedomineerde wereld."

Er is een groot verschil tussen het eenvoudig aanbieden van 3D-transistortechnologie en fabricage-chips in hoog volume op basis van de technologie, zei McClean. TSMC worstelde de laatste tijd met het implementeren van 28-nm-technologie en FinFET (ook wel 3D genoemd) is een gloednieuwe transistorstructuur, die enige tijd zou kosten om te implementeren. Overstappen van 2D naar een gloednieuwe 3D-transistorstructuur binnen een jaar is ambitieus, aldus McClean.

"Dit is een enorme stap voorwaarts," zei McClean.

Maar tegelijkertijd moet het bedrijf de nieuwste technologie bieden om klanten voor de lange termijn aan te trekken.

"U moet op de hoogte zijn van de meest geavanceerde technologie in de gieterijbranche. Als je het niet bij kunt houden … daar is geen winst te behalen, "zei McClean.

GlobalFoundries was de op twee na grootste contractfabrikant wat betreft verkoopcijfers achter TSMC en United Microelectronics Corp. (UMC)) in 2011, volgens IC Insights. Het analistenbureau projecteert dat GlobalFoundries tegen het einde van dit jaar de tweede plek uit het UMC haalt.

Maar als GlobalFoundries zijn doelstellingen voor 2014 haalt, zullen veel klanten tegen 2014 het bedrijf als hun productiebron gaan gebruiken, zei Nathan Brookwood, directeur analist bij Insight 64. Klanten willen stabiliteit op de lange termijn van contractfabrikanten, zei Brookwood.

Geld speelt ook een rol bij de overgang naar een nieuw proces, aldus Brookwood. GlobalFoundries investeert miljarden dollars in zijn fabrieken en heeft toegang tot fondsen van eigenaar Advanced Technology Investment Co., dat deel uitmaakt van de Mubadala Development investeringsarm van de regering van Abu Dhabi.

GlobalFoundries voldoet aan de behoeften van klanten en reageert snel op Intel's agressieve push naar mobiele markten, zei Brookwood.

"Ze moesten iets versnellen," zei Brookwood.

Agam Shah dekt pc's, tablets, servers, chips en halfgeleiders voor IDG News Service. Volg Agam op Twitter op @agamsh. Het e-mailadres van Agam is [email protected]