Dank der Zusammenarbeit mit der Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) kann Apple bei der Herstellung der hauseigenen Prozessoren für iPhone, iPad und Mac die fortschrittlichsten Fertigungstechnologien nutzen. Sowohl der A14 als auch der M1 weisen Strukturbreiten von 5 Nanometern auf. Das kalifornische Unternehmen hat sich Berichten zufolge zudem bereits weite Teile von TSMCs kommender 4- und 3-Nanometer-Produktion gesichert, welche 2022 beginnen soll.


IBM zeigt erste 2-Nanometer-Prototypen
Apples taiwanischer Auftragsfertiger ist zwar in dieser Hinsicht weltweit führend, andernorts wird allerdings die Verkleinerung der Strukturen ebenfalls mit Hochdruck vorangetrieben. IBM hat jetzt nach eigenen Angaben als erstes Unternehmen der Halbleiterbranche einen weiteren Durchbruch erzielt: Der Konzern stellte vor wenigen Tagen Wafer-Prototypen vor, welche in 2-Nanometer-Technologie hergestellt wurden. Zum Vergleich: Intel-Prozessoren verfügen über Strukturbreiten von 14 beziehungsweise 10 Nanometern, AMDs Zen-3-Architektur kommt auf 7 Nanometer. Bei diesen Werten ist jedoch zu beachten, dass es sich ebenso wie bei TSMC zuweilen um Marketing-Angaben handelt, welche nicht in jedem Fall die tatsächlichen physikalischen Eigenschaften widerspiegeln.


50 Milliarden Transistoren auf einem fingernagelgroßen Chip
Aussagekräftiger ist die Packungsdichte. IBM kommt hierbei mit dem neu entwickelten hauseigenen 2-Nanometer-Verfahren laut Anandtech auf 333 Millionen Transistoren pro Quadratmillimeter. Damit gefertigte Chips wären somit fast doppelt so dicht bestückt wie Apples M1, dieser kommt in der Spitze auf 171 Millionen Transistoren. Die für kommendes Jahr erwartete nächste Generation von Apple Silicon dürfte es dank der 3-Nanometer-Technologie von TSMC auf rund 292 Millionen Transistoren bringen. Intels Cypress-Cove-Architektur (14 Nanometer) hängt mit 45 Nanometern ebenso deutlich hinterher wie die Laptop-CPUs mit der Bezeichnung Willow Cove (10 Nanometer, 100 Millionen Transistoren) und AMDs Zen-3-Prozessoren (7 Nanometer, 91 Millionen Transistoren). IBM stellt den Fortschritt in einer Pressemitteilung etwas anschaulicher dar: Auf einen 2-Nanometer-Chip der Größe eines Fingernagels passen demzufolge 50 Milliarden Transistoren. Zum Vergleich: Bei der Präsentation des Power Mac G5 im Jahr 2003 verkündete Apple, dass ein daumennagelgroßer Chip stolze 50 Millionen Transistoren aufweisen konnte.


Smartphones mit bis zu vierfacher Akkulaufzeit möglich
IBM zufolge ermöglicht die hauseigene 2-Nanometer-Technologie die Entwicklung von Smartphones, welche bei gleicher Leistung im Vergleich zu Geräten mit 7-Nanometer-Chips die vierfache Akkulaufzeit aufweisen. Alternativ lässt sich durch den neuen Fertigungsprozess die Leistungsfähigkeit bei gleichbleibendem Energiebedarf um bis zu 45 Prozent steigern. Die kommende Generation von Apples Mx- und Axx-Chips dürfte mit ähnlichen Werten aufwarten. Für welche der beiden Möglichkeiten sich die Hersteller von Notebooks, Desktops, Mobiltelefonen und Tablets entscheiden, bleibt diesen naturgemäß selbst überlassen. Wann IBMs neue Fertigungstechnik in Großserien zum Einsatz kommt und welche Unternehmen sie nutzen, ist bislang nicht bekannt.