TSMC prüft auf Wunsch von Nvidia die Produktion von 3D-DRAM angesichts knapper werdender Speicher für KI

Mögliche neue Rolle im Wettlauf um KI-Speicher

Die Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) erwägt auf Wunsch ihres größten Kunden Nvidia die Produktion von 3D-DRAM. Das geht aus Berichten vom 6. und 7. November 2026 hervor, die sich auf zwei mit den Gesprächen vertraute Personen berufen. Damit könnte der weltweit größte Auftragschiphersteller stärker in die Speicherproduktion einsteigen, die für KI-Anwendungen benötigt wird.

TSMC prüft zwei Möglichkeiten: den Bau eines Werks oder den Kauf einer bestehenden Fabrik, die für die Speicherproduktion umgerüstet würde. Berichten zufolge leitet Hsu Kuo-chin, der für die Entwicklung fortschrittlicher Gehäusetechnologien zuständige Vizepräsident, die Arbeiten. Zuvor war er Vorsitzender von Micron Taiwan und bringt daher Erfahrung in der Speicherfertigung in seine heutige Verantwortung für die Integration von Chips ein.

Die Gespräche finden zu einem Zeitpunkt statt, an dem die Nachfrage nach KI-Hardware die Speicherlieferungen belastet und die Preise steigen lässt. Nvidia sucht nach zusätzlichen Lieferanten. Auch Apple war auf der Suche nach weiteren Speicherquellen und verwies Anfang des Jahres auf die steigenden Speicherkosten als einen der Gründe für Preiserhöhungen bei einigen Produkten.

TSMC hat öffentlich erklärt, sich zu Gerüchten oder Spekulationen am Markt nicht zu äußern und sich weiterhin auf sein Kerngeschäft als Auftragsfertiger zu konzentrieren. Das Unternehmen gibt an, seine Aufgabe bestehe weiterhin darin, die globale Logikchipindustrie mit Technologie und Fertigungskapazitäten zu versorgen. TSMC und Nvidia reagierten zunächst nicht auf Anfragen zu den Berichten über die Planungen.

Im Kern geht es um die Frage, ob TSMC über die Herstellung von Prozessoren und deren Verbindung mit Speicher hinaus auch die Speicherzellen selbst fertigen könnte. Damit träte das Unternehmen in direkteren Wettbewerb mit Samsung Electronics, SK hynix und Micron. Zugleich könnte es seinen Kunden eine weitere Möglichkeit bieten, sich eine Komponente zu sichern, die immer teurer geworden ist.

Was würde sich durch 3D-DRAM ändern?

DRAM, kurz für dynamischer Direktzugriffsspeicher, hält vorübergehend Informationen bereit, die ein elektronisches Gerät während des Betriebs benötigt. Ein Prozessor nutzt ihn ähnlich wie ein Mensch einen Schreibtisch: Die gerade benötigten Informationen liegen griffbereit, statt immer wieder aus einem längerfristigen Speicher abgerufen werden zu müssen.

Herkömmlicher DRAM ordnet seine Speicherzellen auf einer horizontalen Fläche an. Bei dem erwogenen 3D-DRAM-Ansatz würden Zellen oder Zellschichten vertikal angeordnet. So ließen sich mehr Informationen auf einer bestimmten Chipfläche unterbringen. Das Grundprinzip ähnelt dem Bau zusätzlicher Stockwerke, statt die Grundfläche eines Gebäudes zu vergrößern.

Bei KI-Hardware zählt nicht nur die Speicherkapazität. Der Speicher muss Informationen auch schnell genug übertragen, damit teure Prozessoren ausgelastet sind. Ein Chip, der mehr Daten speichert, muss weiterhin Anforderungen an Geschwindigkeit, Stromverbrauch, Temperatur und zuverlässigen Betrieb erfüllen.

DRAM muss außerdem regelmäßig aufgefrischt werden, damit die gespeicherten Informationen erhalten bleiben. Ein kommerziell brauchbares Design muss dies berücksichtigen und Daten zuverlässig lesen und schreiben können. Die Pläne wären daher sowohl ein Fertigungs- und Entwicklungsprojekt als auch eine Reaktion auf den Wunsch der Kunden nach größerem Angebot.

Der Unterschied zum bereits in KI eingesetzten HBM

High Bandwidth Memory (HBM) nutzt ebenfalls eine vertikale Struktur, allerdings auf einer anderen Ebene. Die Hersteller fertigen einzelne DRAM-Chips, sogenannte Dies, und stapeln sie übereinander. Elektrische Verbindungen durch das Silizium ermöglichen die Kommunikation zwischen den Dies; fortschrittliche Gehäusetechnik verbindet den Speicherstapel mit einem Prozessor.

Bei 3D-DRAM verändert das Stapeln von Zellen die Anordnung innerhalb des Speicherbausteins selbst. Bei HBM werden separat gefertigte Dies gestapelt; bei der vorgeschlagenen Architektur werden Speicherzellen oder Schichten innerhalb des Bausteins übereinander angeordnet. Beide Ansätze stellen eigene Anforderungen an Fertigung und Integration.

TSMC ist bereits an der HBM-Fertigung beteiligt. Die angekündigte HBM4-Kooperation mit SK hynix umfasst die Leistung des Basis-Dies und die Gehäusetechnik zur Integration des Speichers mit Logikchips. Das Basis-Die ist der Chip unter dem Speicherstapel, der Verbindungen und Logikfunktionen übernimmt.

Nvidias Interesse an der Fertigungstechnologie von TSMC zeigte sich auch in den im Oktober bekannt gewordenen Plänen für ein NVHBM-Basis-Die. Berichten zufolge bat Nvidia Samsung, SK hynix und Micron, TSMCs 3-Nanometer-Verfahren für die Basis-Dies seines kundenspezifischen Speicherdesigns zu nutzen. Dabei würden die Speicherhersteller die Speicher-Dies liefern, während TSMC die vorgegebene Logikkomponente fertigte.

Die Herstellung der Speicherzellen würde TSMCs bestehende Rolle erweitern. Der praktische Nutzen für Kunden hinge von der Kapazität, der Datenübertragungsrate, dem Stromverbrauch und der Systemkompatibilität des fertigen Produkts ab.

Warum Nvidia mehr Speicheroptionen sucht

Die gemeldete Anfrage von Nvidia spiegelt ein Lieferproblem wider, das über Prozessoren hinausgeht. KI-Systeme benötigen sowohl Rechenleistung als auch einen stetigen Datenstrom. Mehr Prozessoren erhöhen den Bedarf an Speicher, der sie versorgt, und setzen die Hersteller unter Druck, ihre Produktion auszuweiten.

Samsung, SK hynix und Micron sind die großen etablierten Anbieter, mit denen ein Speichergeschäft von TSMC konkurrieren würde. Ein weiterer Hersteller könnte die Einkaufsmöglichkeiten der Kunden künftig erweitern, sofern er ausreichende Mengen liefern und die technischen Anforderungen erfüllen kann.

Nvidia arbeitet außerdem daran, komplette KI-Systeme schneller in Betrieb zu nehmen. In der Ankündigung des DSX-POD-Designs im Oktober wurden sieben Rechenracks mit 504 Rubin-Grafikprozessoren beschrieben. Sie sollten in einem Container montiert und getestet werden, bevor dieser ausgeliefert wird. Die weltweiten Auslieferungen waren für Anfang 2027 geplant.

Der Zusammenhang ist praktisch: Für einen geplanten Einsatz müssen alle Komponenten eintreffen, darunter Prozessoren, Speicher, Netzwerktechnik und Kühlanlagen. Der Ausbau der Prozessorproduktion und die vereinfachte Installation machen die Speicherverfügbarkeit zu einem weiteren Faktor im Lieferplan.

Apples Suche nach zusätzlichen Speicherquellen zeigt, dass der Druck auch die Unterhaltungselektronik betrifft. Höhere Speicherkosten können sich neben den großen KI-Systemen auch auf die Wirtschaftlichkeit von Smartphones, Computern und anderen Geräten auswirken. Apple hat diese Kosten bereits als einen Faktor hinter einigen Preiserhöhungen genannt.

Eine Fabrik bauen oder umbauen

Die TSMC zugeschriebenen Optionen umfassen entweder den Bau neuer Anlagen für fortschrittliche Speicher oder den Kauf und die Umrüstung eines bestehenden Werks. Micron entschied sich Anfang dieses Jahres für den Kauf und Umbau und erwarb eine Chipfabrik, die auf die DRAM-Produktion umgestellt werden soll.

Eine Chipfabrik, meist Fab genannt, produziert Chips auf dünnen Scheiben, den sogenannten Wafern. Für eine Umrüstung reicht es nicht, lediglich die Produktbezeichnung zu ändern: Anlagen, Prozessschritte und Betriebsbedingungen müssen zum Speicherkonzept passen. Auch der Bau einer neuen Fabrik erfordert Werkzeuge, Infrastruktur und Zeit, bis die Produktion zuverlässig läuft.

Die bestehende Expansion von TSMC zeigt, wie weit im Voraus Fabrikentscheidungen getroffen werden können. Verwaltungsratschef und Vorstandsvorsitzender C. C. Wei kündigte am 15. Oktober an, das Unternehmen werde eine weitere 3-Nanometer-Fabrik in Tainan bauen. Die kommerzielle Produktion soll in der ersten Hälfte des Jahres 2028 beginnen. Ein bereits geplantes Projekt in Tainan soll die Massenproduktion in der ersten Hälfte des Jahres 2027 aufnehmen.

Die geplanten Speicherarbeiten befinden sich noch in der Planungsphase. Weder ein Fabrikstandort noch ein Investitionsbudget, ein Wafer-Produktionsziel, ein kommerzielles Produkt, eine Kundenfreigabe oder ein Produktionsstart wurden öffentlich genannt. Auch für welche Anwendung Nvidia den Speicher vorgesehen hat, ist nicht bekannt. Kunden haben daher weder einen Lieferzeitplan noch ein konkretes Produkt, das sie bewerten könnten.

Warum die Leitung durch den Manager wichtig ist

Hsus mutmaßliche Leitung verbindet Erfahrungen aus zwei relevanten Bereichen. Als früherer Vorsitzender von Micron Taiwan war er in der Speicherbranche tätig. Bei TSMC umfasst sein Zuständigkeitsbereich dreidimensionale integrierte Schaltkreise und fortschrittliche Gehäusetechnik, mit der Chips zu größeren Rechensystemen verbunden werden.

Fortschrittliche Gehäusetechnik ist wichtig, weil eine nützliche KI-Komponente in einem vollständigen System funktionieren muss. Die Verbindungen zwischen Prozessoren, Speicher und anderen Chips beeinflussen, wie schnell Daten übertragen und wie Wärme abgeführt wird. Ein dicht gepacktes Speicherbauteil herzustellen ist eine Aufgabe; es in ein funktionierendes Produkt zu integrieren eine andere.

TSMC war bereits früher an der Herstellung herkömmlicher Speicher beteiligt und hält Patente zu vertikalem DRAM. Die gemeldete Initiative könnte daher sowohl auf vorhandene technische Arbeiten als auch auf die Gehäusetechnik des Unternehmens zurückgreifen.

Auch Samsung, SK hynix und Micron entwickeln 3D-DRAM-Technologien. Ein Produkt von TSMC würde in ein Feld eintreten, in dem etablierte Speicherhersteller ähnliche Architekturänderungen verfolgen und gleichzeitig den heutigen Markt beliefern.

Die Entwicklungsarbeit zwischen Design und Auslieferung

Bei der Herstellung vertikal gestapelter Speicher müssen sehr tiefe, schmale Strukturen gefertigt und die verschiedenen Schichten präzise verbunden werden. Auch die Zuverlässigkeit dieser Strukturen ist eine Herausforderung: Die Zellen müssen Informationen speichern und unter den von den Kunden geforderten Bedingungen wiederholt zuverlässig lesen und schreiben können.

Die Fertigungsausbeute wäre entscheidend für die Wirtschaftlichkeit. Sie bezeichnet den Anteil der auf einem Wafer produzierten Chips, die gut genug funktionieren, um verkauft zu werden. Ein Design kann zwar auf derselben Fläche mehr Informationen speichern, bleibt aber teuer, wenn während der Produktion zu viele Bauteile ausfallen.

Ein weiterer Schritt ist die Kundenqualifizierung. Nvidia bräuchte Speicher, der die Anforderungen eines bestimmten Systems erfüllt, darunter Bandbreite, Stromverbrauch, Wärmeverhalten und Kompatibilität mit der Gehäusetechnik. Bei der Qualifizierung wird geprüft und freigegeben, ob diese Anforderungen erfüllt sind, bevor eine Komponente in kommerziellen Produkten eingesetzt wird.

Die Erfahrungen von Samsung mit vertikal gestapeltem NAND bieten einen historischen Vergleich dafür, wie Produktionsmeilensteine dokumentiert werden. Das Unternehmen führte 2013 die erste Generation von V-NAND ein und kündigte im Oktober 2014 die Massenproduktion der zweiten Generation an. NAND ist ein nichtflüchtiger Speicher, der Daten auch ohne Stromversorgung bewahrt. DRAM dient dagegen als temporärer Arbeitsspeicher und muss regelmäßig aufgefrischt werden. Wegen ihrer unterschiedlichen Betriebsanforderungen hängen die Entwicklungszeitpläne von jeweils anderen technischen Arbeiten ab.

Für Abnehmer zählt, dass funktionsfähiger, zugelassener Speicher in großen Mengen geliefert wird. Um die verfügbare Menge zu berechnen, wären Angaben zur Waferproduktion, zur Kapazität pro Chip, zur Fertigungsausbeute und zur Gehäuseproduktion nötig. Anhand dieser Zahlen könnten Kunden den Beitrag eines neuen Anbieters einschätzen.

Wie die Entwicklungen zusammenhängen

Die Ankündigungen im Oktober und die Berichte im November beschreiben mehrere miteinander verbundene Ansätze, um den Bedarf für KI zu decken: mehr Logikchipfertigung, eine größere Rolle von TSMC bei Speicher-Basis-Dies, eine schnellere Inbetriebnahme von Systemen und nun die Prüfung einer eigenen Speicherzellenproduktion.

• 15. Oktober 2026: TSMC kündigte eine weitere Fabrik in Tainan an, die sein 3-Nanometer-Verfahren nutzen soll. Die kommerzielle Produktion ist für die erste Hälfte des Jahres 2028 geplant.
• 18. Oktober 2026: Branchenberichte schilderten Nvidias Anfrage, TSMCs 3-Nanometer-Technologie für NVHBM-Basis-Dies zu nutzen, die über Samsung, SK hynix und Micron geliefert werden sollen.
• 21. Oktober 2026: Nvidia kündigte DSX POD an; die weltweiten Auslieferungen sind für Anfang 2027 geplant.
• 6. und 7. November 2026: Berichten zufolge prüft TSMC auf Wunsch von Nvidia die Produktion von 3D-DRAM.

Die American Depositary Receipts von TSMC stiegen im vorbörslichen US-Handel am 6. November um 7,6 Prozent. Die vorgeschlagene Geschäftsausweitung wäre für Investoren eine weitere potenzielle Einnahmequelle im KI-Bereich, zusätzlich zum etablierten Prozessor- und Gehäusetechnikgeschäft des Unternehmens.

Für Nvidia und andere Kunden geht es kurzfristig weiterhin darum, ausreichend geeigneten Speicher zu einem tragbaren Preis zu bekommen. Die gemeldeten Planungen von TSMC eröffnen eine mögliche zusätzliche Fertigungsoption, während das Unternehmen öffentlich an seiner Ausrichtung auf das Auftragsfertigungsgeschäft festhält. Die nächsten konkreten Schritte wären Unternehmensentscheidungen zu einem Produkt, zur Fertigungskapazität und zur Kundenfreigabe.

Die wichtigsten Punkte

• Berichten zufolge prüft TSMC auf Wunsch von Nvidia die Produktion von 3D-DRAM.
• Zu den Optionen zählen der Bau einer Fabrik oder der Kauf und Umbau eines bestehenden Werks.
• Vizepräsident Hsu Kuo-chin, früherer Vorsitzender von Micron Taiwan, soll die Arbeiten leiten.
• Bei 3D-DRAM werden Speicherzellen gestapelt; HBM stapelt dagegen separat gefertigte Speicher-Dies.
• TSMC erklärt, sich nicht zu Spekulationen am Markt zu äußern und sich weiterhin auf sein Kerngeschäft als Auftragsfertiger zu konzentrieren.
• Ein kommerzielles Produkt, eine Entscheidung für den Bau einer Fabrik und ein Produktionszeitplan wurden bislang nicht angekündigt.
• Mit der Produktion von Speicherzellen träte TSMC in direkteren Wettbewerb mit Samsung, SK hynix und Micron.