Halbleiterherstellung Tabubruch: TSMC wird Intel-CPUs fertigen

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Gezeitenwechsel bei Intel: Der Chipgigant gibt die Prozessorproduktion aus der Hand – zumindest zum Teil. Laut Marktforscher Trendforce wird Auftragsfertiger TSMC ab Mitte 2021 Core-i3-CPUs mit 5-Nanometer-Technik herstellen. Höherpreisige 3-nm-Chips sollen später folgen.

Seit Jahren bekommt Intel seine neusten CMOS-Fertigungsverfahren nicht in den Griff. Jetzt zieht der Chipgigant die Reißleine: Ab dem zweiten Halbjahr 2021 wird TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) die Massenproduktion von Intel-Prozessoren übernehmen, berichtet Marktforscher Trendforce. Das kommt einem Tabubruch gleich: Bisher hat Intel seine hochwertigen Computerprozessoren ausschließlich in eigenen Werken mit selbst entwickelten Herstellungsverfahren gefertigt.

Intel steht gehörig unter Druck: Der ehemalige Technologieführer ist in Punkto Prozesstechnik zum Herstellen von Halbleiterchips ins Hintertreffen geraten. Seit einigen Jahren bilden Auftragsfertiger TSMC und Elektronikriese Samsung die Speerspitze in Sachen Chipfertigung mit sehr kleinen Strukturen. 5 nm auf Basis hochmoderner EUV-Lithographie beherrschen beide, TSMC steht bereits vor der Einführung von ICs mit einer minimalen Strukturbreite von nur 3 nm.

Die anhaltenden Probleme bei Intel haben Folgen: Am Mittwoch hat der CEO Bob Swan seinen Rücktritt erklärt, ab Mitte Februar übernimmt Intel-Urgestein Pat Gelsinger das Ruder. Erst im Dezember hatte Hedge-Fond-Investor Third Point die Intel-Führung dazu gedrängt, über ein Outsourcing der Chipproduktion nachzudenken, wie u.a. Reuters berichtet. Third Point ist größerer Intel-Aktionär und kann entsprechend Druck ausüben.

Hochleistungsprozessoren erfordern neuste Fertigungstechnik

In den letzten Jahren musste Intel einige Rückschläge bei der Entwicklung von 10-nm- und 7-nm-Prozessen hinnehmen. Die Einführung des eigenen 7-nm-Verfahrens hat das Unternehmen erneut verschoben: Statt Mitte 2022 sollen erste 7-nm-Chips nun Ende 2022 oder erst Anfang 2023 aus den eigenen Reinräumen kommen.

Damit Highend-CPUs konkurrenzfähig sein können, müssen sie zwangsläufig auf den jeweils modernsten Fertigungsanlagen entstehen. Nur so lassen sich die rasant zunehmende Anzahl an Transistoren pro Chip mit Forderungen nach hoher Energieeffizienz und optimaler Ausnutzung der wertvollen Waferfläche unter einen Hut bringen. Sprich: Die eingesetzte Prozesstechnik und die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt hängen direkt zusammen.

Da aber selbst die eigene 10-nm-Fertigung bislang noch keine hohen Stückzahlen zulässt, muss Intel seine neusten Desktop-Prozessoren der 11. Generation (Codename "Rocket Lake-S") zunächst im bewährten 14-nm-Verfahren herstellen.

Intel kämpft an mehreren Fronten

Der ehemalige Prozessor-Primus Intel gerät von mehreren Seiten vermehrt unter Beschuss. Erzkonkurrent AMD – der eigene Produktionsanlagen längst abgestoßen hat und bei TSMC fertigen lässt – reitet mit Prozessoren auf Basis seiner jungen Zen-Architektur auf einer Erfolgswelle und hat mittlerweile in vielen Bereichen signifikante Marktanteile gewonnen: bei Notebooks und PCs ebenso wie im wichtigen Geschäft mit Server-Prozessoren und im Embedded-Markt.

Apple hat seine Abkehr von Intels x86-CPUs bereits eingeleitet und erste Modelle mit dem selbst entwickelten M1-SoC im Handel. Diese basieren auf den eigenen Smartphone-Chips Axx-Bionic mit ARM-Technik. In spätestens zwei Jahren sollen die letzten Macs mit Intel-Prozessoren vom Band laufen.

Drohender Image-Schaden

Auch wenn Intel den Umsatzverlust sicher verschmerzen kann – Apple hat derzeit weniger als 7% Anteil am PC- und Notebook-Markt – so dürfte doch der Prestigeverlust weh tun. Schließlich gilt das Kultunternehmen aus Cupertino als Innovationstreiber, mit dessen Federn sich Lieferanten gerne schmücken.

Auch von anderer Stelle droht Ungemach: Qualcomm wird Prozessor-Start-Up Nuvia übernehmen. Die Chip-Schmiede leiten hochkarätige CPU-Experten wie Gerald Williams III, der zuvor die Axx-SoCs bei Apple verantwortet hat. Die Technik wird in Qualcomms Snapdragon-Plattform integriert, die damit wohl endlich konkurrenzfähig gegenüber anderen Stromspar-PC-Plattformen werden dürfte. Schon haben PC- und Notebook-Hersteller wie Lenovo, Acer und Asus versichert, dass sie moderne Always-On-Geräte auf Snapdragon-Basis anbieten werden.

Befreiungsschlag mit TSMC: Erst 5, später sogar 3 Nanometer

So gerät Intel zunehmend in eine Zange. Nun soll – mithilfe von TSMC – endlich der Befreiungsschlag kommen: Laut Trendforce wird der weltweit größte Halbleiter-Auftragsfertiger zunächst Core-i3-Chips in 5-nm-Technik fertigen – Intels Einsteiger-CPUs. Ab der zweiten Jahreshälfte 2022 sollen dann mittel- und hochpreisige Prozessoren folgen, womöglich bereits in 3-nm-Technik.

Hier besteht allerdings ein Problem, das Intel bislang wohl weitgehend fremd war: Man muss sich die zwar große, aber doch begrenzte Produktionskapazität eines Auftragsfertigers mit anderen Fabless-Chipentwicklern teilen. Konkret hat sich wohl Apple für einige Zeit die gesamte 3-nm-Fertigungskapazität bei TSMC gesichert, wenn dieses seine 3-nm-Massenproduktion 2022 hochfährt. Das berichtet der chinesische Brancheninformationsdienst United Daily News (UDN). TSMC gibt zu einzelnen Kunden selbst keine Auskunft.

Outsourcing ist nicht gleich Untergang

Andererseits hat Intel sehr wohl Erfahrung mit dem Outsourcing an: Laut Trendforce fertigen TSMC und auch UMC bislang zwischen 15% und 20% der sonstigen Intel-Chips abseits von CPUs. Und auch wenn jetzt einige CPUs hinzukommen, ist das nicht gleichzusetzen mit Intels Untergang. Vielmehr gewinnt das Unternehmen Flexibilität und kann eigene Produktionslinien für Chips mit hohen Margen nutzen. Laut Trendforce gewinnt Intel so mehr Freiheiten, in Forschung und Entwicklung zu investieren.

TSMC seinerseits verfügt außerdem über Lösungen, die Intel direkt für eigene Produkte nutzen kann – etwa Chiplets (die Intel ohnehin propagiert) und innovative Packaging-Techniken wie CoWoS (Chip on Wafer on Substrate), InFO (Integrated Fan-Out) und SoIC (Small Outline Integrated Circuit). Letztlich kann der US-Chipgigant durch das Outsourcen der Chipproduktion endlich CPUs mit modernsten Prozesstechniken fertigen – und damit wieder auf Augenhöhe beispielsweise mit AMD agieren. Ob es sich letztlich für ihn überhaupt noch lohnt, eigene Fabs mit modernsten und entsprechend teuren EUV-Anlagen auszurüsten, bleibt eine offene Frage.

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