Nvidia ist unzufrieden mit TSMC - 20nm wertlos

[AnarchX]

Ein sehr interessanter Artikel über Nvidia und die Fertigung bei TSMC inkl. einiger Folien:
http://www.extremetech.com/computing/123529-nvidia-deeply-unhappy-with-tsmc-claims-22nm-essentially-worthless

Daraus ergeben sich auch einige Erklärungsansätze, warum die Leistung von GPUs relativ langsam wächst in den letzten Jahren. Gerade im Bezug auf den Preis.

[Botcruscher]

The shit hit the fan trifft es ganz gut. Die lächerlichen Preise von GK104/Thaiti zeigen das etwas stark im argen liegt. Wenn jetzt wirklich mehr Infos als die üblichen Gerüchte über Yields in Umlauf kommen und mehr oder weniger offen Kritik kommt, dann ist die Kacke wirklich am dampfen.
45cm Waffer und geringere Zuwächse bei neuen Prozessen sind da erst mal nur Nebensächlichkeiten.

[AnarchX]

Interessant auch dass 40nm pro Transistor wohl nie wirklich deutlich günstiger war als 55nm.
Das erklärt auch warum im 100-200€ Bereich immer noch <2Mrd. Transitoren GPUs rangierten, wo schon Anfang 2009 ein 1,4 Mrd. GT200 angeboten wurde.

[Nichtswisser]

Mehr Chips pro Waver bringen nicht viel wenn davon ein guter Teil defekt und damit unbrauchbar ist. Deswegen herrschen ja gegenwärtig solche Mondpreise, warum auch Preise senken wenn man eh nicht genug funktionierende Chips zum verbauen hat.

[Spasstiger]

@Nichtswisser: Das Problem, das Nvidia anspricht, sind nicht schlechte Yields, sondern steigende Waferkosten. Es wird immer teurer, einen Wafer in einer geschrumpften Technologie zu prozessieren, unabhängig davon, ob das Resultat funktionierende oder defekte Chips sind.
Nach der Grafik war ein Wafer in 40 nm eine zeitlang fast doppelt so teuer wie ein Wafer in 55 nm, vorausgesetzt, die Skala beginnt bei 0. Wenn das so ist, hätte man für einen Transistor in 40 nm genauso viel oder bei schlechteren Yields sogar mehr gezahlt als für einen Transistor in 55 nm. Normalerweise sollte der Preis pro Transistor durch neue Prozesse sinken.

[AnarchX]

Die Grafik mit den Transistor-Kosten bezieht aber wohl auch das Yield mit ein.

Im 4. Quartal 2011 war ein 28nm Transistor wohl etwa ~1,3x so teuer wie ein 40nm Transistor.
Die ersten Tahitis wohl damit fast doppelt so teuer wie ein GF110. :freak:
Die GK104 die 1. Quartal 2012 vom Band gelaufen sind, wohl ~1,2x so teuer wie GF110.

[Nichtswisser]

@Spasstiger

Ist bei der Grafik zu den Transistoren Kosten der Yield Wert nicht bereits mit einkalkuliert? Zumindest schließe ich das aus der Beschriftung unterhalb der Grafik:

X'tor cost = F (yield(t), scaling factor, waver cost)

Edit: Da war einer schneller^^

[Spasstiger]

Ok, die Grafik mit den Transistorkosten hab ich noch gar nicht angeschaut. Hab erst mal die Grafik mit deinen reinen, yieldunabhängigen Waferkosten angeschaut (Überschrift "Wafer price is hiking up").
Die Folie mit den Transistorkosten ist natürlich weitaus interessanter und da gibts auch eine vernünftig beschriftete Skala.

[Nightspider]

Es gibt doch im Moment keine Alternativen und Intel/Global Foundries werden sicherlich mit den gleichen Problemen zu kämpfen haben.

Was erwartet uns also in der Zukunft?

Werden die ersten Grafikkarten mit 22/20nm erst 2015, also in 3 Jahren, auf den Markt kommen?

[Leonidas]

Kostensteigerung muß nicht zwingend eine Verlängerung der Entwicklungsdauer bedeuten, selbst wenn beide jetzt relativ im Gleichschritt laufen. Aber vor Mitte 2014 brauchen wir sicher nix mit 20nm erwarten. Kann auch sein, daß für Frühling angekündigt wird und dann es erst Winter 2014 wird.

[Odal]

Wenn ich mir das Diagramm mit den Kosten pro Transistor angucke dann kann man eigentlich nicht sagen das es falsch war schon 28nm Produkte ab Anfang des Jahres auf den Markt zu drücken
im Prinzip müsste nvidia ein GF110 mehr kosten als ein GK104.

Generell aber dennoch schlecht da trotz extrem schrumpfender DIEs die Preise sich nur unwesentlich verändern.
Meine Prognose ist das die 28nm GPUs das ganze Jahr überaus preisstabil bleiben (GK104 bis Jahresende vielleicht auf 400-420€ sinkt) und anfang 2013 erst GK110 kommt und dann aber für 600€

[Spasstiger]

Wenn ich mir das Diagramm mit den Kosten pro Transistor angucke dann kann man eigentlich nicht sagen das es falsch war schon 28nm Produkte ab Anfang des Jahres auf den Markt zu drücken
im Prinzip müsste nvidia ein GF110 mehr kosten als ein GK104.
Du liest das Diagramm falsch. Ich sehe in dem Diagramm, dass wir im Moment am Break-Even-Punkt von 40 nm vs. 28 nm sind, sprich ein Chip von gleicher Komplexität kostet in 28 nm gleich viel wie in 40 nm. Da aber der GK104 mehr Transistoren besitzt als der GF110, ist der GK104 wahrscheinlich teurer.
Interessant auch, dass ein GF110 aktuell immer noch klar teurer sein müsste als der GT200b bei Release. Den GT200b haben wir ja zeitweise auch in Sub-150€-Grafikkarten gesehen (GTX 260²), wovon der GF110 noch 100€ entfernt ist.
Ein GK110 dürfte rein von den Fertigungskosten her aktuell deutlich jenseits der 200$-Marke zu finden sein, was zu Grafikkartenpreisen von 700$ aufwärts führen würde (GTX 680 = 499$ MSRP). Zur Erinnerung, der GF110 auf der GTX 580 kostet 120$ (Quelle (http://www.forum-3dcenter.org/vbulletin/showthread.php?t=522430)).

Ich bleibe skeptisch, ob es der GK110 überhaupt noch zu einem GeForce-Brand schafft. Dazu müssten erstmal die Kapazitäten bei TSMC steigen. Was an GK110-Chips rausgehauen wird, läuft erstmal unter Tesla.

[Odal]

ups ja ich glaub ich brauch ne Brille hab das Q3 für Q2 gehalten :D (Q1 wars demnach dann sogar noch teurer pro transistor in 28nm) demnach macht es dann auch erst sinn ab Mai 28nm GPUs anzubieten


gk104 hat auch nur 18% mehr transistoren als GF110 das heisst vom chip her rentiert sich das dann erst richtig im Q3 aber dafür kann man am PCB sparen (nur 256Bit speicherinterface, braucht weniger potente stromversorgung, evtl. kühlung etc.) ich denke ab Mai ist eine GTX680 billiger herzustellen als eine GTX580

[nomadhunter]

Was ist eigentlich mit Intel (oder Samsung)? Wenn Intel darüber nachdenkt, Apple-SoCs zu fertigen, wie vor einiger Zeit spekuliert wurde, wieso dann nicht auch GPUs für Nvidia? Intel hat gegenüber der Konkurrenz einen mehrjährigen Technologievorsprung und offensichtlich genügend Kapazität. Das könnte ein lohnendes Geschäft werden.

[basti333]

Was ist eigentlich mit Intel (oder Samsung)? Wenn Intel darüber nachdenkt, Apple-SoCs zu fertigen, wie vor einiger Zeit spekuliert wurde, wieso dann nicht auch GPUs für Nvidia? Intel hat gegenüber der Konkurrenz einen mehrjährigen Technologievorsprung und offensichtlich genügend Kapazität. Das könnte ein lohnendes Geschäft werden.

Es gab ein sehr unspezifisches gerücht das intel überlegt für Apple zu fertigen, intel stellt mit sicherheit des öfteren solche und andere überlegungen an, nicht nur auf Apple bezogen. Letztendlich hat man sich offensichtlich immer dagegen entschieden.

Wenn man sich mal dazu entscheiden sollte ARM soc für Apple und für sonst niemanden zu produzieren gäbe es dafür durchaus gründe denke ich. Apple ist in dem sinne kein konkurrent von Intel, Apple lässt nur für sich selbst herstellen und wenn intel sich sicher ist das das geschäft mit iOS geräten verloren ist, werden sie vielleicht mal eine fertigung für Apple erwägen, aber zur zeit haben sie noch hoffnung eines tages ihre eigenen chips in iOS geräten unterzubringen.

Gegen nvidia spricht ganz klar das nvidia ein konkurrent ist, da wo zur zeit Tegra & co. drinne stekcen will intel seine eigenen chips unterbringen, da wird man nvidia nicht die eigene, überlegene fertigung überlassen.

Ganz allgemein gegen auftragsarbeiten spricht sicherlich das die margen dort viel geringer wären als intel sie bei eigenen produkten bekommt. Außerdem hat Intel ja gerade bei neuen Fertigungsprozessen nicht unendlich viel kapazität, da mal eben Apple SoCs für wesentlich geringere margen zu produzieren wäre sicherlich nicht ökonomisch. Selbst TSMC hat ja angeblich nicht genug kapazitäten für Apple übrig.

Also wird wohl alles noch eine weile so bleiben.

[Coda]

Kapazität ist für Intel sicher kein Problem, dann klotzen sie halt noch zwei Fabs hin.

[basti333]

Kapazität ist für Intel sicher kein Problem, dann klotzen sie halt noch zwei Fabs hin.

Aber ist das auch beim neusten (momentan 22nm) Prozess so einfach möglich? Oder anders: Wenn Apple im spätsommer oder Herbst das neue iPhone rausbbringt und dann bis jahresende u.U. 50 millionen SoCs braucht, könnte Intel die wirklich alle produzieren in 22nm? Kann ich mir irgendwie schwer vorstellen. In 32nm schon eher, aber da ist Intel ja nicht alleine.

Rein von der Stückzahl her braucht Apple dezeit ungefähr soviele CPUs wie intel produziert, bald sogar mehr wenn es soweiter geht. Kann man natürlich nicht so einfach gleichsetzen, da intels durchschnittlicher Prozessor mehr transistoren hat, aber trotzdem zeigt es die Dimensionen.

[Thoro]

Allerdings hat Intel sicherlich ein Interesse daran, dass die anderen Chipfertiger moderate Probleme haben. Der eigene Vorsprung verschafft ihnen eine sehr gute Marktposition was das betrifft und am Ende des Tages mangelt´s bei Intel ja nicht am Unternehmenserfolg. Probleme haben sie selbst mit der 22nm-Fertigung offensichtlich auch (siehe Ivy-Verschiebungen). Diese Möglichkeit (Fertigung für Dritte) ist derzeit ein mehr als guter Pfeil, den Intel nicht grundlos aus dem Köcher ziehen wird.

Und @Smartphone-Markt: Da push Intel ja selbst gerade rein; warum sollten sie Apple in dieser Situation Prozessoren liefern?

[ndrs]

Dann gibts eben bald IPads und IPhones mit Atom :D

[basti333]

Allerdings hat Intel sicherlich ein Interesse daran, dass die anderen Chipfertiger moderate Probleme haben. Der eigene Vorsprung verschafft ihnen eine sehr gute Marktposition was das betrifft und am Ende des Tages mangelt´s bei Intel ja nicht am Unternehmenserfolg. Probleme haben sie selbst mit der 22nm-Fertigung offensichtlich auch (siehe Ivy-Verschiebungen). Diese Möglichkeit (Fertigung für Dritte) ist derzeit ein mehr als guter Pfeil, den Intel nicht grundlos aus dem Köcher ziehen wird.

Und @Smartphone-Markt: Da push Intel ja selbst gerade rein; warum sollten sie Apple in dieser Situation Prozessoren liefern?

Weil es doch mehr als unwahrscheinlich ist das Apple zukünftig SoC von intel in seine geräte packt. Und wenn Intel überhaupt ein geschäft mit Apple machen will, wäre eine Auftragsfertigung nicht soweit hergeholt.

[Don-Roland]

Ich denke mal das zu einem großen Teil China mit der Drosselung des Exports seltener Erden am Preisanstieg verantwortlich ist.
Immerhin sind dadurch die Rohstoffpreise sehr stark gestiegen.
Als Gegenmaßnahme könnte man den Nahrungmittel Export richtung China etwas droßeln und testen wer länger durchhält.

[Thoro]

Ich denke mal das zu einem großen Teil China mit der Drosselung des Exports seltener Erden am Preisanstieg verantwortlich ist.
Immerhin sind dadurch die Rohstoffpreise sehr stark gestiegen.
Als Gegenmaßnahme könnte man den Nahrungmittel Export richtung China etwas droßeln und testen wer länger durchhält.

Klar, das macht Sinn, lassen wir die Leute verhungern damit unsere Grafikkarten um 10 Euro billiger sind... Abgesehen davon hat China die größten Devisenreserven der Welt, ich glaub nicht, dass wir die aushungern können, selbst wenn wir wollten.

Und abgesehen davon ist TSMC ja eh in Taiwan (also VR China) angesiedelt, da sollten doch die Exportbeschränkungen nicht oder nur sehr eingeschränkt greifen, oder?

[Don-Roland]

Und abgesehen davon ist TSMC ja eh in Taiwan (also VR China) angesiedelt, da sollten doch die Exportbeschränkungen nicht oder nur sehr eingeschränkt greifen, oder?

Denke schon das es miteinbezogen wird. Außerdem glaube ich das generell der Abbau dieser seltenen Erden eingeschränkt wurde.

[basti333]

Denke schon das es miteinbezogen wird. Außerdem glaube ich das generell der Abbau dieser seltenen Erden eingeschränkt wurde.


Der Export wurde eingeschränkt um die weiterverarbeitng im innland zu fördern. Auf die preise von Elektronikprodukten die in China gefertigt werden dürfte das also nicht so entscheidend sein.

[Zergra]

Ich bezweifle das Intel Probleme mit der 22nm Fertigung hat... die wollen doch nur die 32nm Chips verkaufen, deswegen dauert das ja auch mit den Notebook CPU´´s auch noch länger. Denn die 32nm Lager sollen möglichst weit geräumt werden. Wer kauft den noch ein Sandy Ultrabook wenn es Ivi 10-20% längere Laufzeit hat? Und auch gleich noch schneller ist ?

Intel wird wohl nie für andere Fertigen. Sie haben es ja nichmal nötig, da können sie lieber selber in den SoC Markt einsteigen was sie wohl in Verbindung mit Motorolla machen.

Google kauft Motorolla und Intel fertig für das neue Motorolla :D das ergibt ja eine neue Kette :O.

Klar ist NV unzufrieden, sie haben auch wohl bei 28nm mehr erwartet alleine von den Stückzahlen. Und solange es keine wirklich ausweichmöglichkeit für NV gibt...
Intel wird wohl schon mitten in der 14nm Fertigung sein wenn die 20nm Fertigung gerade Anläuft.

[Thoro]

Sieht halt irgendwo relativ klar nach einem Ressourcenproblem aus. Und Intel scheint das einzige Unternehmen zu sein, dass wirklich jährlich relativ problemlos genügend Überschüsse hat um Milliarden in R&D zu investieren und diese auch wirklich komprimiert zu verwenden. Intel hat da denke ich mal auch den Vorteil, dass die Ziele sehr klar sind (intern jedenfalls) und sie sich nicht nach anderen richten müssen. TSMC oder GF produzieren ja neben AMD, Nvidia auch noch für andere und jeder Prozess wird wohl anders aussehen. Daneben produziert man CPUs, GPUs, etc... das ist wohl komplizierter.

[JaDz]

Taiwan (also VR China)Chiang Kai-shek rotiert gerade im Grab.:eek:

[Thoro]

Chiang Kai-shek rotiert gerade im Grab.:eek:

Vor allem wenn man bedenkt, dass die Annexion durch die marktwirtschaftliche Stärke einer kommunistischen Macht realisiert wurde :)

[Neurosphere]

Kann mir mal jemand sagen wo genau bei der Chipherstellung seltene Erden eingesetzt werden?

[aylano]

Angeblich soll die R&D-Kosten für 40nm so bei 2-3 Mrd. $ und die 28nm bei 5-6 Mrd. $ liegen.

TSMC kann in 40nm mit ihren 3 Phase daumen-mal-pie 100.000 Wafer-pro-Monat Produzieren.
Gleiches daumen-mal-Pie gilt in 28nm mit ihren 2 Phasen.
Bei einem angenommenen 2 Jahres (=Daumen-mal-Pi 20 Monate) Abschreibung (1 Fertiungs-Zyklus) werden 2 Mio. Wafer produziert.

Somit steigen die Waferkosten alleine aus R/D je nach Betrachtung um 1.000 bis 2.000 $, was man eigentlich auch an den Grafiken lesen kann.
Das erklärt, warum immer mehr Foundries/Fabriken in der R&D-Forschung kooperieren, um mit gleichen R&D-Kosten mehr erreichen zu können.
R&D-Kosten pro Wafer kann auch durch eine höhere Wafer-Produktion/Verkauf erreicht werden.
Somit sieht man jetzt deutlicher, warum AMD "gezwungenermaßen" ihre Fabriken auslagern musste. Und heuer zeigte sich eben, dass Intel mit ihrer fast 10mal höheren R&D-Aussagaben in Fertigungsbereich doch einen enormen Fertigungs-Vorsprung erreichten. Es reicht halt nicht nur gegen die vielen CPU-Architekturen (Netburst, Atom, Itanium, Core) entgegenzuhalten.

Auch wenn es jetzt eben düster mit den zukünftigen Wafer-Kosten aussieht, muss die Zukunft nicht so düster kommen.
Die deutlich steigenden Waferkosten in 20nm und 14nm könnten eben zu einer schnelleren Umsetzung von dezentierten 300-500mm² Gamer-GPUs und 300-500mm² HPC-GPUs führen.
Außerdem könnte diese steigenden Wafer-Kosten auch zu einer verbesserten bzw. veränderten Programmierung führen.

Es heißt ja nicht umsonst: Je mehr Ressourcen (= Zusatz-Performance über Strukturverkleinergung) jährlich verfügbar sind, desto höher ist die Verschwendung)

[Neurosphere]

Vielleicht senkt das ja endlich mal die Angst vor den Kosten für die Umrüstung auf 450mm Wafer. Vielleicht kann man auch so später die Kosten wieder etwas auffangen.

Die Frage mit den seltenen Erden für einen Chip stelle ich mir übrigens immernoch. Beim Chip an sich sollten doch garkeine eingesetzt werden?

[aylano]

Eine Umrüstung auf 450mm wird es bei TSMC und anderen Foundries nicht geben.
Bisherig gebaute Fabriken werden in den nächsten Jahren im selben Prozess weiter produzieren, wie sie es jetzt noch tun, während zukünftige Fabriken eben entweder eine 300mm oder 450mm-Waferproduktion bekommen.
Das Problem sind die Kosten für die Forschung & Entwicklung für eine 450mm-Wafer-Produktion, die zusätzlich bzw. parallel zur Forschung (14nm) & Entwicklung (28nm) von kleineren Strukturen anfallen.

Ob eine schnellere kosten-intensivere Forschung & Entwicklung von 450mm-Wafer zu generell billigeren Die-Kosten führt, ist nicht so einfach zu sagen.
Denn die R&D-Ausgaben werden höchstwahrscheinlich nicht linear zu einer gesteigerten 450mm-Wafer-Entwicklungs-Geschwindigkeit führen sondern eher wie üblich nur einen geringeren logarithmischen Anstieg. Und genau so eine unwirtschaftlicheren Entwicklung könnte alle wirtschaftlichen Vorteile einer 450mm-Waferherstellung für eine bestimmte Zeit auffressen.

Außerdem müssten in diesen Grafiken schon die Entwicklung & Einführung von 450mm-Wafer berücksichtigt sein.

Grundsätzlich ist es ja kein Zufall, dass Nvidia genau in der 28nm-Fertigung - in der die Wafer-Entwicklungskosten/problematiken deutlich spürbar wurde - die höchste Priorität in der Architektur-Effizienzsteigerung hat.
In Zukunft könnte diese Priorität zum Standard werden, während man die GPGPU-Zugaben/Berücksichtigungen/Erweiterungen in Zukunft vielleicht (erheblich) geringer ausfallen könnten, als es früher war oder teils gleich zu dezentierten Gamer & Profikarten-Architekturen führt.

[AnarchX]

Die Yields von 28nm sind wohl überdurchschnittlich, was man imo auch den bisherigen 28nm-GraKas sieht. Das Problem ist die Kapazität, die bis zum Ende des Jahres ein Problem sein soll:
As far as 28nm yields go things are looking decent. NVIDIA has said that they believe that TSMC’s 28nm process is probably the best of any new node that TSMC has ever done. Like any other process yields will continue to improve over the lifetime of the process of course, but as it stands what NVIDIA is reporting is nothing like the teething issues that 40nm went through in 2009/2010.

The real problem for NVIDIA right now continues to be overall capacity. They have been rather straightforward in stating that they need more 28nm wafer allocations and they need them yesterday. As it stands NVIDIA is expecting to be supply constrained at the wafer level throughout the end of the year, slowly becoming less constrained as capacity improves.
http://www.anandtech.com/show/5830/nvidia-q1-fy2013-earnings-report-924m-revenue-60m-net-income

[Mancko]

Wenn ich mir die Guidance für Q2 ansehe, sieht mir das danach aus, dass TSMC die Kapazitäten über die nächsten 3 Monate bereits ordentlich hochfährt ansonsgen würde das nicht zusammenpassen. Die Liefersituation sollte sich also in absehbarer Zeit verbessern.