Des Studtis Rechner

[Homerclon]

Da bist du nicht ganz auf dem neusten Stand.

Erstmal: 16nm sind für aktuelle CPUs und GPUs kein Thema mehr, schon lange. Auch nicht für Smartphones und Tables, gerade dort will man die modernste Fertigung, um möglichste effiziente Chips zu bekommen, und die Akkulaufzeit zu verbessern - Apple gehört immer zu den ersten, die bei TSMC die modernsten Fertigungen buchen, und sie buchen sehr große Volumen, NVIDIA und auch AMD warten länger mit dem wechsel.
Allerdings sind die Namen eh nur Schall und Rauch, Intel war der letzte, der irgendeine reale Strukturgröße für die Namensgebung herangezogen hat. Die letzte Fertigung von Intel, bei denen es irgendeinen Bezugspunkt zur Größe gab, war iirc 10nm. Das wurde dann in Intel 7 umbenannt, um beim Namen mit TSMCs 7N gleichziehen zu können - angeblich sind Intel 7 und TSMCs 7N auch von vergleichbarer Leistungsfähigkeit.

Intel hat zwar eigene Fabs, aber sie lassen mehrere Chips bzw. Tiles (Intels Version von Chiplets) bei TSMC fertigen, weil sie selbst Probleme mit ihrer aktuellen Fertigung haben, und sonst Probleme hätten konkurrenzfähige CPUs auf den Markt zu bringen.

Samsung fertigt nicht nur für sich selbst, sie sind auch Auftragsfertiger. Die prügeln sich zudem hinter TSMC mit Intel um Platz 2, bzgl. Spitzentechnologie. Wenn Intel ihre Schwierigkeiten endlich in den Griff bekommen würde, könnten sie TSMC gefährlich werden - Intel ziel ist es auch, wieder Technologieführer zu werden.
Intel tritt zwar auch als Auftragsfertiger auf - um die Rentabilität der Fabs zu steigern -, aber ihre Fertigungsprobleme bereiten ihnen auch hierbei Schwierigkeiten.
Die RTX 30 Serie von NVIDIA, wurde bei bei Samsung gefertigt. NVIDIA ist auch offen dafür, wieder zu wechseln - gibt jedenfalls Gerüchte, die sie sowohl mit Samsung als auch Intel in Verbindung bringen.

Was SONY Semiconductor fertigt, keine Ahnung. Aber nicht mal die APUs von AMD für ihre Playstation, die werden bei TSMC gefertigt. Halbleiter lassen sich allerdings noch für andere Dinge als Mikroprozessoren und Speicher nutzen.

Rein bezogen auf die fortschrittlichste / feinste Fertigung, folgt nach TSMC, Intel und Samsung und danach lange gar nichts.
Von den nachfolgenden stehen viele in China und Taiwan (es gibt nicht nur TSMC, die selbst aber auch Fabs in China haben), jedoch auch in Europa und Deutschland findet man welche. Vor wenigen Jahren hat bspw. Bosch ein neues Werk in Dresden (im "Silicon Saxony") eröffnet - für "hochmoderne" 65nm. Auch GlobalFoundries (ehemals AMD Fab) hat noch ein Werk in Dresden. In Dresden wurden auch nach dem Verkauf der Fabs CPUs / GPUs gefertigt, aber das ist schon ein weilchen her.
Auch Infineon hat 2 Fabs in Deutschland - und 2 weitere in anderen EU-Staaten -, auch wenn sie seit ihrem Rückzug aus dem RAM-Geschäft für (informierte) Endkunden keine Rolle mehr zu spielen scheinen, gibts dennoch kaum ein elektronisches Gerät das ohne Produkte von Infineon auskommt. Infineon hat ihre Nische gefunden, in der sie eine Top-Adresse ist, und deren Produkte in Geräten Weltweit zu finden ist. Ihr habt wahrscheinlich auch Geräte zuhause, in denen Infineon-Produkte stecken.
In Europa, und Deutschland, gibt es also Halbleiter-Fertigung, aber ja, keine CPU oder Grafikkarten.

Es gibt aber noch viele andere Nationen, in denen Halbleiter-Werke stehen, wovon man noch gar nicht gehört hat, aus unterschiedlichen Gründen. Bspw. weil sie nur den Nationalen Markt bedienen - evtl. noch Nachbarstaaten -, oder in Branchen aktiv sind, für die sich Privat kaum jemand interessiert, oder sie sind Zulieferer - bzw. Hersteller für Zulieferer - von Bauteile für noch komplexeren Bauteilen, und dergleichen.
Es gibt auch viel mehr Unternehmen die Halbleiter-Werke haben, als hier bisher genannt wurden, die meisten sind aber nur den Branchenkennern bekannt.
Eine unvollständige und überholte Liste an Halbleiter-Fabriken, findet man auf Wikipedia, dennoch gibt diese einen Einblick darin wo man überall Halbleiter-Werke finden kann.

TSMC baut derzeit in den USA eine Fab auf - die afaik schon 2024 hätte fertig sein sollen -, und afaik nicht die erste von TSMC in den USA ist.
Letztes Jahr gabs den Spatenstich einer Fab in Dresden, die wird aber unter dem Joint Venture ESMC (European Semiconductor Manufacturing Company) Betrieben. TSMC beteiligt sich mit 70%, mit je 10% sind vertreten Bosch, Infineon und NXP*. Dort soll u.a. für die Automobilindustrie gefertigt werden, daher ist nicht zu erwarten das dort im 5N-Node (aktuell für CPUs und GPUs genutzt) oder kleiner gefertigt werden wird.
Aber kürzlich wurde in Taiwan ein Gesetz erlassen, das es taiwanesischen Semiconductors (also faktisch TSMC) verbietet die modernsten Chip-Prozesse außerhalb Taiwans zu fertigen.

Intel hat bekanntlich eine Fab in Magdeburg geplant, aber diese Pläne liegen erst mal auf Eis - und das Gelände wird bereits wieder als Agrarfläche genutzt.
Mir ist allerdings nicht bekannt, das die schon mal eine Fab in Deutschland hatten, und konnte dazu auch nichts finden. Die Intel Deutschland GmbH hat u.a. eine Entwicklung- und Forschungsabteilung, ist sicherlich auch für Vertrieb und Marketing in Deutschland bzw. im deutschsprachigen Raum - evtl. Europa - zuständig oder involviert. Intel fertigt aber auch nicht nur CPUs und Chipsätze (sowie GPUs), sondern sind auch in Märkten außerhalb des PCs zu finden. So entwickeln, designen und fertigen sie u.a. Mobilfunkmodems.
Die meisten Fabs haben sie natürlich in den USA, aber sie haben auch Fabs in Israel (eine wird gerade gebaut; dort befindet sich auch ein Entwicklungszentrum) und Irland, sowie in Costa Rica und China.


Halbleiter-Fabriken werfen aber auch keine sofort nutzbare Produkte aus. Die gehen dann an Packaging-Fabs, und dort werden aus den nackten Chips, u.a. nutzbare CPUs.
Bei Multi-Chip-Prozessoren wie sie AMD schon seit ein paar Generationen bei den Ryzens nutzt, aber auch schon für ihre GraKas, oder Intel seit 1-2 Generationen für ihre CPUs, ist das Packaging noch wichtiger geworden. Aber auch bei Produkten wie einigen Profi-Grafikkarten, bei denen HBM-Speicher zum Einsatz kommt - oder früher von AMD bei der Radeon Fury und VEGA-Serie -, ist das Packaging wichtig, weil HBM-Speicher sehr nahe am (Grafik-)Prozessor platziert wird.
Von solchen Packaging-Fabriken soll Intel derzeit 2 haben, eine weitere befindet sich in Polen in Bau, und soll zwischen 2025 und 2027 den Betrieb aufnehmen.
Eine laufende steht in den USA, die zweite in Malaysia.


Etwas entscheidendes für die Chip-Fertigung, darin ist ein europäisches Unternehmen führend, mit Abstand. ASML, mit Hauptsitz in den Niederlanden, stellt die modernsten Belichtungsmaschinen her, ohne diese gäbe es auch keine Chips. Keine moderne Chip-Fabrik für die fortschrittlichsten / kleinsten Fertigungsprozesse kommt ohne die Belichtungsmaschinen von ASML aus.


Richtig ist: Halbleiter-Fertigung braucht viel Zeit, und viel Geld. Viel mehr Geld als an staatlicher Subventionen gewährt wird - und nicht nur von der EU und deren Mitgliedsstaaten. Für die Forschung wird sogar noch mehr Geld benötigt, als für die Fabs selbst - die auch alles andere billig sind -, und das ist heute noch schwieriger als vor 20-30 Jahren, weil man sich bereits nahe am physikalischen Limit der genutzte Werkstoffe bewegt. Weshalb eben an Alternativen zu u.a. Silizium geforscht wird. Diese Forschung zu Alternativen findet aber nicht nur bei den (führenden) Halbleiter-Hersteller statt, sondern auch an Universitäten Weltweit.


*NXP Semiconductors ist ein Halbleiterhersteller mit Hauptsitz in den Niederlande.

[nordstern]

Danke für die Info.

Aber wäre es nicht sinnvoll die hochtechnologie-Chipproduktion zu dezentralisieren? Eben weil das so immens teuer, zeitintensiv aber eben auch essenziell ist?
Da Taiwan, Südkorea und USA nicht unbedigt geringe Lohnkosten haben, dürften die Lohnkosten bei der Mikrochipfertigung eher eine Nebenrolle einnehmen.

[Homerclon]

Wenn man die Politik außen vor lassen könnte, wäre es sicherlich Sinnvoll eine gewisse Dezentralisierung anzustreben.
Auch weil die Chipfertigung u.a. sehr viel Wasser benötigt, wäre es auch entlastend für die Umwelt - vor 2-4 Jahre musste für TSMC sogar Wasser per Tanklaster herangeschafft werden ...
Irritierenderweise wurde schon so manche Chip-Fab trotzdem in (sehr) trockenen Gegenden gebaut. Und warum? Siehe nächsten Punkt.

Aber die Politik spielt eben eine große Rolle, und deshalb wird das auf absehbare Zeit nicht passieren. Wenn man die Entwicklung der letzten Jahre betrachtet, wird die Politik wohl erst mal verstärkt Richtung Protektionismus gehen.
Das Taiwan dies macht, kann ich voll und ganz verstehen, mit TSMC haben sie den Weltmarktführer der Halbleiter-Fertigung, und damit ein richtiges Schwergewicht das sie als Sicherheit einsetzen können, damit ihnen Alliierte - allen voran die USA - in einem drohenden Krieg gegen die VR China beistehen, bzw. den Ausbruch des Krieges verhindern.
Iirc gibts offizielle Pläne, seitens Taiwan, die Fabriken notfalls zu sprengen, bevor sie der VR China in die Hände fallen.

Insgesamt ist der Egoismus der Menschheit jedoch zu groß, als das man das machen könnte, das für alle das beste wäre.
Sieht man doch auch, wie mit dem Klimawandel umgegangen wird. Seit Jahrzehnten ist dies bekannt, aber anstatt das man sich auf dem Weg der Stabilisierung befindet, nähern wir uns immer mehr der Katastrophe - seit den ersten Warnungen hat sich die Entwicklung ja noch verschlimmert. Oder auch der Erdüberlastungstag rückt immer weiter vor. Wir leben auf Pump, indem wir die (Nachwachsenden) Ressourcen schneller verbrauchen, als sie nachwachsen können. Wenn da die Entwicklung so weiter geht, haben wir bereits im Dezember die Ressourcen des gesamte Folgejahr aufgebraucht.

[nordstern]

Dann reicht aber ein Eskalierender Konflikt in Taiwan oder Nordkorea oder ein größeres Beben in den Ländern die an der pazifischen Feuergürtel liegen aus und die Welt ist zumindest großteils im A*** weil sie die Chips die wir für Server, Hochleistungsrechner, PCs, Handy, etc brauchen verlieren. Und damit die Chips die wir für unsere Forschung, raumfahrt, Hochtechnologiebereiche, etc brauchen.

Wäre wenn man Wasser braucht und sicherlich auch Kühlkapazitäten dann nicht Norwegen als Standort ne Option? Oder Irland oder Kanada.

[Homerclon]

Man verliert nicht die gesamte (moderne) Fertigungsmöglichkeiten. Taiwan will auch nur den jeweils modernsten Fertigungsprozess in Taiwan wissen.
Aktuell wäre das bspw. der N3-Node. Daher dürfte der N5-Node (zu dem auch N4 gehört) u.a. in den USA gefertigt werden.
Iirc in chinesischen Werken von TSMC hingegen max. der N7-Node (zu dem auch N6 gehört).
Sobald im laufe diesen Jahres der N2-Node an den Start geht (zu dem dann auch A16 gehört), verschiebt sich das dementsprechend, und N3 dürfte von TSMC in den USA gefertigt werden.
In bestimmten Nationen darf der Abstand zur aktuell besten Fertigung also um 1 Node "schlechter" sein, bei anderen Nationen müssen mind. 2 Nodes Abstand sein.
Allerdings war das vorher schon praxis, und soll (hatte es falsch in Erinnerung, das Gesetz besteht (so) noch nicht, ist aber fest eingeplant, bzw. soll das bestehende Gesetz um diesen Punkt erweitert werden) nun einfach in einem Gesetz festgeschrieben werden. Damit könnte in jedem Fall auch niemand mehr Druck auf TSMC ausüben, denn die brauchen dann nur noch an die taiwanesische Regierung verweisen.

Die Fabs von Intel stehen zum Großteil in den USA, auch wenn sie zurzeit nicht auf dem Niveau von TSMC fertigen können.
Auch Samsung hat in den USA Fabs, weiß aber nicht wie Modern die dort sind. Damit hätten aber immerhin die drei Fertiger mit der modernsten Halbleiter-Technik, Fabs in den USA.

Und bzgl. Raumfahrt: Also in den Raumschiffen etc. selbst, stecken keine hochmoderne Chips bzw. nicht in modernster Fertigung.
Bei den Raumschiffen und erst recht den Raketen ist Verlässlichkeit um ein vielfaches wichtiger, als die modernste Technologie zu haben. Selbst bei Satelliten, ist Verlässlichkeit wichtiger als neuste Technologie. Man kann ja nicht mal eben einen Techniker hoch schicken, der das Ding repariert, und ein Ersatz-Satellit wird auch teuer.
Wenn man dann noch schaut, wie lange es jeweils dauert von Planung über Bau bis hin zum Start - bspw. dem James-Webb-Weltraumteleskop -, kann da auch gar nicht die modernste Technologie verbaut sein. Das würde schließlich immer wieder zu (zusätzliche) Verzögerungen führen, und dann hätte man auch Komponente herumliegen die man nicht mehr braucht, weil sie durch neuere ersetzt wurden.

Auch im militärischen Bereich geht es bei den Chips nicht immer darum, die modernste Technologie zu haben. Auch hier ist Verlässlichkeit wichtig, wenn auch nicht ganz so wie in der Raumfahrt. Militärgerät kann man, verglichen mit der Raumfahrt, spielend leicht bergen, reparieren, und wieder verwenden.
Eine Rakete die beim Start explodiert, vernichtet im Sekundenbruchteil Technik mit Milliarden Wert und die Arbeit von teils Jahrzehnten, sowie tötet die evtl. darin befindliche Besatzung. Wenn es zu schwerwiegenden Problemen im All kommt, ist Hilfe nicht mal eben in 5 Minuten da. Mit Pech kommt jede Hilfe zu spät, falls diese überhaupt geleistet werden könnte.

In beiden Fällen, verwendet man die modernsten Chips für die Forschung (am Boden).
Die stellen sich aber auch nicht jedes zweite oder dritte Jahr ein neuen Supercomputer in den Keller. Da ist es sogar ähnlich wie in der Raumfahrt. Ab Planung bis Fertigstellung, vergeht so viel Zeit, das bereits Nachfolge-Hardware verfügbar wäre - oder zumindest kurz vor Veröffentlichung steht.

Wenn die Forschung (auch in anderen Bereichen) mal etwas langsamer vonstatten geht, geht davon die Welt nicht unter. Aber definitiv würde alles was Computerchips braucht, deutlich teurer werden.


Aber hey. mich musst du nicht überzeugen, das man solche Dinge besser nicht in Gegenden aufbaut - oder zumindest so stark konzentriert - mit vergleichsweise hoher Wahrscheinlichkeit für eine Naturkatastrophe.
Ich würde dort nicht mal leben wollen, selbst dort Urlaub zu machen würde ich mir drei mal überlegen. Allerdings kann man sich zumindest gegen Erdbeben recht gut wappnen. Dazu braucht man nur mal nach Japan schauen, wo es ja ziemlich häufig bebt. Der Hōryū-ji Tempel in Japan soll um 600 n.u.Z. erbaut worden sein - auf dem Gelände dieses Tempels sollen sich die älteste Holzgebäude der Welt befinden -, man hat also in Japan schon vor über 1.400 Jahren gelernt Erdbebensicher zu bauen.

[nordstern]

ja, aber es ist ein Unterschied ob ein Gebäude noch steht oder ob die Nanometerfertigung noch genauso exakt arbeitet und nicht minimale Verschiebungen stattgefunden haben durch das erdbeben. Und neben den Naturkatastrophen konnt nun ja auch noch der Konflikt mit China der die Region bedroht und damit alle Produktionen in Südkorea, Japan, Taiwan und was viele Unterschätzen: Indonesien. Denn die stellen die elektrischen Bauteile her die später verbaut werden.

[DerStudti]

Ein kleines Update: Das Problem der falsch erkannten Netzwerkgeschwindigkeit war offenbar nicht nur eine Frage der Geräteeinstellungen. Insbesondere beim Aufwachen aus dem Energiesparmodus war in den letzten Wochen die Geschwindigkeit immer wieder mal auf 100 MBit zurückgesetzt. Ich habe daher mal das alte Cat.5-Netzwerkkabel gegen ein Cat.7-Kabel getauscht. Seither ist die Verbindung stabil bei 1 GBit. Gut möglich, dass der neue LAN-Controller empfindlicher reagiert als der alte, der bisher am Cat.5-Kabel hing...

[Homerclon]

Ja, ist möglich. Der alte hatte evtl. eine bessere Fehlerkorrektur, so das dieser mit dem alten Cat5-Kabel noch zurechtkam.
Wenn es tatsächlich ein Cat.5 war, und kein Cat.5e, hattest du sowieso Glück 1 Gbit erzielt zu haben. Cat.5 ist nämlich nur auf 100 Mbit ausgelegt - auch wenn unter guten Bedingungen (deutlich) mehr möglich ist -, erst mit Cat.5e wurde dies auf 1 Gbit erhöht - bei kürzeren Kabeln dieses Standards, sind aber auch bis 5 Gbit möglich.

[DerStudti]

Es war ein 3 Meter langes Cat.5-Kabel ohne "e". Wenn sich der Intel-Controller meines neuen Boards auf 1 Gbit eingeschossen hatte, kamen die dann auch durch, wie ich bei größeren Kopien zwischen NAS und neuem Rechner feststellen durfte. Ich hatte aber die Cat.7-Kabel ohnehin besorgt, weil ich demnächst den Umstieg von VDSL auf Glasfaser beauftragen will. Da sollte die LAN-Infrastruktur auch mal modernisiert werden, so dass der schnellste aktuell buchbare Tarif (1 Gbit/s Downstream) theoretisch ohne Einbußen zu genießen wäre, auch wenn ich anfangs nen kleineren Tarif buchen werde.

PS: Ich finde es immer noch kurios, dass auf meinem alten Board des Zweitrechners zwar der Chipsatz von Intel war, aber der Netzwerkcontroller von Realtek. Auf meinem neuen Board ist nun der Chipsatz von AMD und der Netzwerkcontroller...von Intel.

[Homerclon]

Wenn der PC gestartet wird, wird die Transferrate zwischen den Geräten "ausgehandelt". Wenn man sich auf 1 Gbit einigen konnte, bleibt das dann auch erst mal.
Die Cat.5 sind nicht besonders abgeschirmt, da kann es schon ausreichen das irgendwas läuft das sonst nicht läuft und dann als Störquelle fungiert, um zu bewirken das es keine 1 Gbit werden. Muss aber nicht daran liegen.

Intel hat 2020 Rivet Networks übernommen, die u.a. Netzwerk-Controller im Programm hatten - größere Bekanntheit erlangten sie mit den Killer NIC, die an Spieler vermarktet wurden, mit dem versprechen für niedrigere Pings zu sorgen. Seitdem findet man LAN-Controller von Intel häufiger auf Mainboards, auch bei AMD-Plattformen, die haben nämlich keine eigenen - jedenfalls keine für Endkunden, sie haben Netzwerkkarten für Server und (große) Workstations.

[Vampy]

Und bzgl. Raumfahrt: Also in den Raumschiffen etc. selbst, stecken keine hochmoderne Chips bzw. nicht in modernster Fertigung.
Bei den Raumschiffen und erst recht den Raketen ist Verlässlichkeit um ein vielfaches wichtiger, als die modernste Technologie zu haben. Selbst bei Satelliten, ist Verlässlichkeit wichtiger als neuste Technologie. Man kann ja nicht mal eben einen Techniker hoch schicken, der das Ding repariert, und ein Ersatz-Satellit wird auch teuer.

Zum Thema Raum Raumfahrt gab es mal spannende Vorträge beim CCC. Dort wurde u.a. erklärt, dass moderne Technik teilweise gar nicht zum Einsatz kommen kann. Grund ist die kosmische Strahlung, die beispielsweise bei Flashspeichern dazu führen kann, dass einzelne Bits kippen. Deshalb wird besonders bei DeepSpace Missionen noch Uralttechnik wie etwa Magnetkernspeicher verwendet, weil diese unempfindlich gegen Strahlung sind.

Ein anderer Punkt ist, dass eigentlich alle Bauteile und Komponenten eines Experiments genau spezifiert sind. Das gilt ganz besonders für die bemannte Raumfahrt, da dort im Zweifel Leben auf dem Spiel stehen. Auf der ISS sollen über ein Dutzend verschiedene Arten von Gaffa Tape im Einsatz sein, weil die Forscher am Boden für ihre Experimente eben das Tape verwendeten, das bei ihnen im Labor im Einsatz war. Da das Tape aber nun Teil der Spezifikation ist, darf man auf der ISS nicht einfach ein beliebiges anderes Tape verwenden.

[Homerclon]

Zum Thema Raum Raumfahrt gab es mal spannende Vorträge beim CCC. Dort wurde u.a. erklärt, dass moderne Technik teilweise gar nicht zum Einsatz kommen kann. Grund ist die kosmische Strahlung, die beispielsweise bei Flashspeichern dazu führen kann, dass einzelne Bits kippen. Deshalb wird besonders bei DeepSpace Missionen noch Uralttechnik wie etwa Magnetkernspeicher verwendet, weil diese unempfindlich gegen Strahlung sind.

Das ist interessant. Das Flashspeicher empfindlich auf kosmische Strahlung reagieren könnte, hatte ich nicht drüber bedacht. Aber ich muss ja auch nichts für die Raumfahrt entwickeln, oder dergleichen.

Auf der ISS sollen über ein Dutzend verschiedene Arten von Gaffa Tape im Einsatz sein, weil die Forscher am Boden für ihre Experimente eben das Tape verwendeten, das bei ihnen im Labor im Einsatz war. Da das Tape aber nun Teil der Spezifikation ist, darf man auf der ISS nicht einfach ein beliebiges anderes Tape verwenden.

Wenn man kurz darüber nachdenkt, ist es logisch. Keine unnötige Risiken eingehen - solange sie sich vermeiden lassen.

[Nightslaver]

Wenn man kurz darüber nachdenkt, ist es logisch. Keine unnötige Risiken eingehen - solange sie sich vermeiden lassen.

Das Problem ist weniger das Risiko etwas anderes zu probieren, als das man es bei dann möglicherweise auftretenden Problemen einfach nicht zeitnah korrigieren kann, da alle Korrekturen erst mit einer weiteren Rakete für teuer Geld und viel Vorbereitung hochgeschossen werden müssen.
Da ist erprobte Verlässlichkeit dann natürlich doppelt wichtig und viermal so wichtig wenn es irgendwann mal wirklich an Langzeitmissionen gehen täte (wie bei einem Flug zu Mars).

[Homerclon]

Ich meinte es schon so, wie du geschrieben hast.

[DerStudti]

Irgendwas stimmt mit diesem onboard-LAN immer noch nicht. Sporadisch synchronisiert es immer noch nur mit 100 MBit/s. Ich habe mal testweise eine billige PCIe 1.0 - Karte mit Realtek-Chip eingebaut und sehe, ob die besser läuft.