Der A16-Chip von Apple soll 4 Nanometer groß sein, wird intern jedoch mit 5 Nanometern gekennzeichnet. Warum wird es nicht als irreführende Werbung angesehen?

Kürzlich gab es Berichte, dass der A16 Bionic-Chip, mit dem Apples iPhone 14 Pro-Serie ausgestattet ist, nicht wie angekündigt den 4-nm-Prozess von TSMC verwendet, sondern tatsächlich ein 5-nm-Chip ist. Diese Aussage hat die Aufmerksamkeit und Zweifel der Industrie und der Verbraucher geweckt. Betreibt Apple irreführende Werbung und führt Verbraucher in die Irre?

Medienberichten zufolge sagte der bekannte Whistleblower @URedditor auf Twitter, er habe gesehen, dass der A16 Bionic-Chip bei Apple als 5-nm-Chip und nicht als 4-nm-Chip gekennzeichnet sei. Er gab außerdem bekannt, dass Apples A17 Bionic-Chip der nächsten Generation den 3-nm-Prozess von TSMC nutzen wird und seine Leistung erheblich verbessert sein wird.

Darüber hinaus wies er auch darauf hin, dass der Snapdragon 8 Gen 2-Chip von Qualcomm ebenfalls im 5-nm-Verfahren und nicht im beworbenen 4-nm-Verfahren hergestellt wird.

Warum also hat Apple angekündigt, dass der A16 Bionic-Chip im 4-nm-Prozess hergestellt wird? Bedeutet dies, dass Apple die Verbraucher täuscht? Um diese Fragen zu beantworten, müssen wir zunächst verstehen, was ein Halbleiterprozess ist und wie er definiert und gemessen wird.

Der Begriff Halbleiterprozess bezeichnet vereinfacht ausgedrückt den spezifischen Herstellungsprozess von Halbleitern und seine Entwurfsregeln. Unterschiedliche Prozesse bedeuten unterschiedliche Schaltungseigenschaften.

Im Allgemeinen bedeuten kleinere Prozessknoten kleinere Transistoren, höhere Geschwindigkeiten und eine bessere Energieeffizienz. Allerdings können nicht alle Transistorgrößen durch eine einzelne Zahl dargestellt werden. Tatsächlich verfügt die Halbleiterindustrie aufgrund der technologischen Entwicklung und des harten Wettbewerbs nicht mehr über einen einheitlichen und genauen Standard zur Definition und Benennung von Prozessknoten.

In der Vergangenheit entsprachen Prozessknoten typischerweise der Gate-Länge oder dem halben Pitch eines Transistors oder der halben Entfernung zwischen den Verbindungen innerhalb eines Chips. Im Jahr 2005 beispielsweise bedeutete ein 65-nm-Prozess eine Transistor-Gate-Länge von 65 nm. In den letzten Jahren hat diese Korrespondenz jedoch aufgrund verschiedener technologischer Innovationen und Marketingstrategien ihre Bedeutung verloren. Beispielsweise betrug im Jahr 2018 die Transistor-Gate-Länge des 7-nm-Prozesses von TSMC 40 nm, während die Transistor-Gate-Länge des 7-nm-Prozesses von Samsung 27 nm betrug. Dies erschwert den direkten Vergleich von Prozessknoten verschiedener Gießereien und führt auch zu Verwirrung bei den Verbrauchern.

Daher ist der aktuelle Prozessknoten nur ein relatives Konzept. Es kann lediglich den Fortschrittsgrad einer bestimmten Technologiegeneration im Vergleich zur vorherigen Technologiegeneration angeben und ist keine absolute physikalische Größe.

Jede Prozessgeneration verdoppelt die Transistordichte auf einem Chip, wobei jeder nachfolgende Prozessknoten etwa 0,7-mal kleiner ist als der vorherige – lineare Skalierung bedeutet eine Verdoppelung der Dichte. Es gibt also 90 nm, 65 nm, 45 nm, 32 nm und so weiter. Allerdings befolgen nicht alle Prozessknoten diese Regel. Manchmal gibt es einige „halbe Knoten“, wie etwa 22 nm, 16 nm, 12 nm usw. Sie nehmen lediglich einige Optimierungen und Verbesserungen auf Grundlage der vorherigen Technologiegeneration vor und erreichen keine doppelte Dichtesteigerung.

Ist der Apple A16 Bionic Chip also 4 nm oder 5 nm?

Laut der Analyse von TechInsights verwendet Apples A16 Bionic-Chip den N4-Prozess von TSMC, der ein Halbknoten des N5-Prozesses von TSMC ist. Dabei wurde keine Verdoppelung der Dichte erreicht, sondern lediglich eine optische Miniaturisierung von 5 % (10 % Flächenreduzierung) basierend auf dem N5-Prozess. Daher fällt es physikalisch immer noch in den Rahmen des 5-nm-Prozesses. Der Grund, warum Apple angekündigt hat, dass es sich um einen 4-nm-Prozess handelt, dürfte Marketing- und Wettbewerbsüberlegungen sein, um seine technologische Führungsrolle zu demonstrieren.

Aus dieser Perspektive ist davon auszugehen, dass Apple die Verbraucher nicht täuscht, sondern lediglich eine attraktivere Zahl verwendet, um den Prozess seines Chips zu benennen. Schließlich ist diese Art von Zahlenspiel in der Halbleiterindustrie üblich und verschiedene Gießereien und Chiphersteller haben ihre eigenen Benennungsmethoden und -standards. Bei der Auswahl von Chipprodukten sollten Verbraucher nicht nur auf die Prozessknotennummer achten, sondern mehrere Faktoren wie Chipleistung, Stromverbrauch, Stabilität und Kompatibilität umfassend berücksichtigen.

Als Gewinner des Qingyun-Plans von Toutiao und des Bai+-Plans von Baijiahao, des Baidu-Digitalautors des Jahres 2019, des beliebtesten Autors von Baijiahao im Technologiebereich, des Sogou-Autors für Technologie und Kultur 2019 und des einflussreichsten Schöpfers des Baijiahao-Vierteljahrs 2021 hat er viele Auszeichnungen gewonnen, darunter den Sohu Best Industry Media Person 2013, den dritten Platz beim China New Media Entrepreneurship Competition Beijing 2015, den Guangmang Experience Award 2015, den dritten Platz im Finale des China New Media Entrepreneurship Competition 2015 und den Baidu Dynamic Annual Powerful Celebrity 2018.