Halbleitertechnologie von A bis Z

Alles über Halbleiter und die Waferfertigung

10 µm → 2 nm

10 µm 3 µm 1,5 µm 1 µm 800 nm 600 nm 350 nm 250 nm 180 nm 130 nm 90 nm 65 nm 45 nm 32 nm 22 nm 16 nm 11 nm 7 nm 5 nm 3 nm 2 nm

3 nm

Bei der 3-nm-Klasse gehen die Wege der großen Hersteller technologisch erstmals deutlich auseinander – weshalb sich dieser Knoten nicht mehr sinnvoll als eine einzelne, einheitliche Technologie beschreiben lässt, sondern nur noch entlang der einzelnen Hersteller-Bezeichnungen.

Samsung (3GAE / 3GAP, „SF3“) vollzog hier als erster Hersteller weltweit den Wechsel von FinFET zu Gate-All-Around-Transistoren. Die erste Generation (3GAE) startete im Juni 2022 in Serie, mit Samsungs eigener GAA-Bauform MBCFET (Multi-Bridge-Channel FET), die im Gegensatz zu klassischen Nanodraht-Ansätzen breitere Nanosheet-Kanäle nutzt. Die zweite, ausgereiftere Generation (3GAP) folgte 2023/2024.

TSMC (N3 / N3E / N3P) blieb bei der ersten 3-nm-Generation (N3, Serienstart Ende 2022) noch bei FinFET-Transistoren und vollzog den GAA-Wechsel bewusst erst beim nachfolgenden 2-nm-Knoten. N3 kam unter anderem in Apples A17 Pro (iPhone 15 Pro) zum Einsatz. Die verbesserten Varianten N3E und N3P folgten 2023 und 2024 mit höherer Ausbeute und besserer Energieeffizienz, blieben aber ebenfalls FinFET-basiert.

Intel („Intel 3“) brachte die eigene 3-nm-Klasse Ende 2023 in Serie, vor allem für Server-Prozessoren (Xeon, Codename Sierra Forest/Granite Rapids). Auch „Intel 3“ ist noch eine FinFET-Generation – Intels eigener GAA-Wechsel (RibbonFET) erfolgte erst beim nachfolgenden 20A/18A-Knoten.

Die Namen selbst sind an dieser Stelle endgültig zu reinen Generationsbezeichnungen geworden: Weder bei Samsung, TSMC noch Intel entspricht „3“ einer tatsächlichen physikalischen Abmessung von drei Nanometern – gemessen wird inzwischen praktisch nur noch an Transistordichte, Leistung und Energieeffizienz im Vergleich zur jeweiligen Vorgängergeneration.

Serienfertigung

Im Juni 2022 startete Samsung mit 3GAE die weltweit erste Serienfertigung eines 3-nm-Knotens mit Gate-All-Around-Transistoren.

Ende 2022 folgte TSMCs N3, zunächst noch mit FinFET-Transistoren, unter anderem für Apples A17 Pro.

Ende 2023 brachte Intel mit „Intel 3“ die eigene 3-nm-Klasse in Serie, primär für Server-Prozessoren.