Улучшенная версия производственного процесса Intel 18A, получившая название Intel 18A-P, готова к запуску. Если на базе Intel 18A уже производятся вычислительные кристаллы Panther Lake и Clearwater Forest, то Intel 18A-P может стать основой для первых чипов Diamond Rapids. По заявлению Intel, рискованное производство уже началось. В рамках проходящего в данный момент симпозиума VLSI (откроется в новом окне) производитель раскрывает подробности об оптимизированном процессе.
Кроме того, Intel предлагает две стандартные библиотеки ячеек: одна оптимизирована для производительности (High Performance, HP), другая — для плотности транзисторов (High Density, HD). Поскольку речь идет о чистой оптимизации, проекты, разработанные для Intel 18A, могут быть напрямую перенесены на преемника. Стандартные ячейки с одним N-канальным и одним P-канальным МОП-транзистором по-прежнему имеют высоту 180 нм (HP) и 160 нм (HD). Плотность транзисторов, соответственно, не меняется, но Intel вводит два новых типа ячеек.
Особый интерес представляют ячейки W3P. В них подача напряжения осуществляется через два контакта: один — стандартный, через Power Via, и дополнительный — через прямое контактирование на обратной стороне. Последнее, как ожидается, станет нормой для Intel 14A, а пока это оптимизация для критичных по времени трактов. Меньшее сопротивление позволяет пропускать более высокие токи и, следовательно, сокращать время переключения.
Больше возможностей для оптимизации
Кроме того, разработчики чипов получат больший выбор по ширине четырех нанолент транзисторных затворов. Библиотека HP в Intel 18A-P теперь поддерживает не только варианты W3 и W2, но и самый узкий вариант W1.
Это позволяет оптимизировать некритичные по времени сигнальные тракты для работы на более низких токах и, соответственно, с меньшими потерями мощности. Библиотека HD в низковольтной области получает промежуточный шаг W1.5, что обеспечивает более тонкую градацию времени переключения и энергопотребления.
Кроме того, Intel 18A-P оптимизирует процесс в различных аспектах: разброс пороговых напряжений транзисторов уменьшен на треть, сопротивление межслойных соединений (via) снижено на 30%, а подвижность электронов в канале улучшена. Благодаря оптимизациям, стандартный тестовый чип ARM на Intel 18A-P по сравнению с предшественником должен быть либо на 18% эффективнее, либо работать на 9% быстрее. Также Intel оптимизировала несущий кристалл (carrier wafer), на который монтируется логический кристалл для создания сети питания на обратной стороне (Backside Power Delivery Network).
Здесь Intel использует новый материал, который к тому же сильнее утоняется, что обеспечивает лучший отвод тепла. Кроме того, программное обеспечение EDA (Electronic Design Automation) должно выявлять горячие точки (hotspots) на кристалле и целенаправленно размещать там дополнительные медные проводники и контакты (via) для улучшения теплопроводности.
Взгляд в более отдаленное будущее
Помимо улучшений Intel 18A-P, инженеры Intel в рамках симпозиума VLSI расскажут об общем опыте использования технологии Backside Power Delivery. В программе также три доклада по фундаментальным темам: один доклад посвящен работе Intel над так называемыми CFET (транзисторами с комплементарным полевым эффектом), где N-канальные и P-канальные МОП-транзисторы расположены слоями; другой — комбинированию полупроводников из нитрида галлия и кремния на одной 300-мм пластине.
Это должно позволить интегрировать управляющую логику и силовые транзисторы на одном кристалле, что приведет к созданию более эффективных и компактных преобразователей напряжения. Третий доклад посвящен рутениевым проводникам с воздушным зазором, которые могут заменить медь на нижних уровнях металлизации. Они позволят создавать более тонкие проводники с емкостью на 35% меньше, что, в свою очередь, может быть использовано для уменьшения высоты ячеек.