Apples kundenspezifisches Silizium wird voraussichtlich noch in diesem Jahr auf 3 nm umsteigen, eine Fertigungstechnik der nächsten Generation, aber was genau bedeutet der verbesserte Prozess für die Chips der nächsten Generation des Unternehmens?
Bei der Halbleiterfertigung handelt es sich um den Prozess zur Herstellung von Chips. Der „Knoten“ des Prozesses ist, vereinfacht ausgedrückt, ein Maß für die kleinstmögliche Dimension, die bei der Herstellung verwendet wird, gemessen in Nanometern (nm). Der Knoten eines Chips hilft dabei, seine Transistordichte sowie seine Kosten, Leistung und Effizienz zu bestimmen.
Der Zusammenhang mit den tatsächlichen physikalischen Abmessungen ist in den letzten Jahren unklar geworden, da sich die Fortschritte verlangsamt haben und die Vermarktung zugenommen hat wichtiger, aber es zeigt immer noch im Großen und Ganzen an, wie fortschrittlich die Chip-Technologie ist.
Apple machte den letzten großen Sprung im Herstellungsprozess im Jahr 2020, als es mit dem A14 Bionic auf den 5-nm-Prozess von TSMC umstieg der M1-Chip. Einige Chips, wie der S6, S7 und S8 in der Apple Watch, verwenden weiterhin einen 7-nm-Fertigungsprozess, da sie auf dem A13 Bionic basieren – Apples letztem 7-nm-Chip, der für das iPhone entwickelt wurde.
Apple hat den A16 Bionic-Chip letztes Jahr mit dem iPhone 14 Pro und dem „iPhone 14 Pro“ Max eingeführt. Apple behauptet, dass es sich um einen 4-nm-Chip handelt, weil er den „N4“-Prozess von TSMC verwendet, aber in Wirklichkeit wird er mit einer verbesserten Version der 5-nm-N5-und N5P-Prozesse von TSMC hergestellt.
Was bringt 3 nm?
Mindestens 3 nm dürften den größten Leistungs-und Effizienzsprung für Apples Chips seit 2020 bedeuten. Die erhöhte Anzahl von Transistoren, die durch 3 nm ermöglicht werden, ermöglicht es dem Chip, mehr Aufgaben gleichzeitig und schneller auszuführen und dabei weniger zu verbrauchen Leistung.
Die Produktionstechnik der nächsten Generation ermöglicht es Chips, bis zu 35 Prozent weniger Strom zu verbrauchen und bietet gleichzeitig eine bessere Leistung im Vergleich zum 5-nm-Prozess, den Apple seitdem für alle Chips der A-und M-Serie verwendet hat 2020.
3-nm-Chips könnten auch fortschrittlichere dedizierte Chip-Hardware ermöglichen. Beispielsweise könnte ein 3-nm-Chip potenziell fortgeschrittenere Aufgaben der künstlichen Intelligenz und des maschinellen Lernens sowie erweiterte Grafikfunktionen unterstützen.
Es gab Gerüchte, dass Apple eine neue CPU mit Raytracing-Funktionen für den A16 Bionic entwickelt hat, die Technologie jedoch spät im Entwicklungsprozess des A15 Bionic verworfen hat und auf die CPU des A15 Bionic zurückgegriffen hat. Daher scheint eine integrierte Raytracing-Unterstützung mit den ersten 3-nm-Chips sehr wahrscheinlich.
Es ist erwähnenswert, dass die Umstellung auf eine kleinere Chipgröße auch einige Herausforderungen mit sich bringen kann, wie z. B. eine erhöhte Leistungsdichte, Wärmeerzeugung und Herstellungskomplexität. Dies ist einer der Gründe, warum es immer seltener zu größeren Herstellungsprozesssprüngen kommt.
Den Informationen zufolge werden zukünftige Apple-Siliziumchips, die im 3-nm-Prozess hergestellt werden, über bis zu vier Chips verfügen, die bis zu 40 unterstützen würden Rechenkerne. Der M2-Chip verfügt über eine 10-Kern-CPU und der „M2“ Pro und Max verfügen über 12-Kern-CPUs, sodass 3 nm die Multi-Core-Leistung erheblich steigern könnte.
Wann kommen die ersten 3-nm-Chips?
TSMC hat seine Tests zur 3-nm-Produktion seit 2021 intensiviert, aber dieses Jahr wird erwartet, dass die Technologie ausgereift genug ist, um kommerziell nutzbar zu sein. TSMC wird voraussichtlich im vierten Quartal 2022 mit der vollständigen kommerziellen Produktion von 3-nm-Chips beginnen. Es wird davon ausgegangen, dass der Produktionsplan nach Plan verläuft.
Es wird angenommen, dass Apples Bestellung von 3-nm-Chips so groß ist, dass sie belegt TSMCs gesamte Produktionskapazität für den Knoten in diesem Jahr. Aktuelle Berichte deuten darauf hin, dass der Zulieferer Schwierigkeiten hat, genügend 3-nm-Chips zu produzieren, um die Nachfrage nach den kommenden Geräten von Apple zu decken.
Analysten gehen davon aus, dass TSMC Probleme mit Werkzeugen und Ausbeuten hat, was sich auf den Hochlauf der Massenproduktion des neuen Chips auswirkt Technologie. Es besteht die Möglichkeit, dass sich einige M3-Geräte aufgrund dieser Probleme etwas verzögern, aber es scheint unwahrscheinlich, dass Apple die Einführung der Modelle A17 Bionic und iPhone 15 Pro verzögern möchte.
Sobald die 3-nm-Produktion erfolgt gut etabliert, wird TSMC auf 2 nm umsteigen. Es wird erwartet, dass die Produktion des 2-nm-Knotens im Jahr 2025 beginnen wird.
Welche kommenden Geräte werden 3-nm-Siliziumchips von Apple enthalten?
In diesem Jahr gibt es Gerüchte, dass Apple mindestens zwei Chips einführen wird hergestellt mit dem 3-nm-Prozess von TSMC: der A17 Bionic und der „M3“-Chip. Die ersten Geräte mit dem A17 Bionic dürften das „iPhone 15 Pro“ und das „iPhone 15 Pro“ Max sein, die voraussichtlich im Herbst auf den Markt kommen.
Die ersten „M3“-Geräte werden voraussichtlich ein aktualisiertes 13 enthalten-Zoll MacBook Air, 24-Zoll iMac und iPad Pro. Gerüchten zufolge sind das iPhone 15 Pro und das iPhone 15 Pro Max die einzigen Geräte, die den A17 Bionic-Chip enthalten sollen, aber es ist wahrscheinlich, dass er im nächsten Jahr auch für das iPhone 16 und das iPhone 16 Plus verfügbar sein wird, und möglicherweise auch für andere Geräte wie das iPad mini und Apple TV die kommenden Jahre.
Apple arbeitet an mehreren „M3“-Chips mit den Codenamen Ibiza, Lobos und Palma. Mit Blick auf die Zukunft geht Apple-Analyst Ming-Chi Kuo davon aus, dass die neuen 14-und 16-Zoll-MacBook-Pro-Modelle im Jahr 2024 über „M3“ Pro-und „M3“ Max-Chips verfügen werden.
