Intel heeft meer informatie over zijn komende 18A-procedé gedeeld. Volgens het bedrijf biedt deze chiptechnologie een snelheidswinst van maximaal 25 procent ten opzichte van het voorgaande Intel 3-procedé. Intel begint later dit jaar met massaproductie op 18A.
Intel presenteerde 18A tijdens het VLSI-symposium in Japan, schrijft ook techwebsite HardwareLuxx. De chipmaker ging daar in op zowel de prestaties als de technische opbouw van het procedé. Intel publiceerde bijvoorbeeld prestatievergelijkingen tussen 18A en Intel 3, momenteel het geavanceerdste chipproductieproces van Intel.
Het bedrijf vergeleek daarbij het stroomverbruik en de prestaties van een Arm-core die op zowel 18A als Intel 3 werd geproduceerd. Volgens Intel haalde de 18A-variant tot 25 procent hogere kloksnelheden dan Intel 3 op een spanning van 1,1V. Bij een spanning van 0,75V ligt dat verschil wat lager, op 18 procent.
Intel deed ook tests waarbij de kloksnelheid van de Arm-core genormaliseerd werd op beide procedés, waarna het stroomgebruik werd getest. Volgens tests van Intel heeft een 18A-chip met dezelfde snelheid ongeveer 36 procent minder stroom nodig dan een vergelijkbare Intel 3-chip.
/i/2007568316.png?f=imagenormal)
De technische opbouw van 18A: kleinere standaardcellen en PowerVia
De chipfabrikant lichtte ook de opbouw van 18A-standaardcellen op. Zulke standaardcellen zijn de bouwstenen waarmee chips worden gemaakt. Ze bestaan uit meerdere transistors die samen een bepaalde logische functie uitvoeren. Intel 18A krijgt wederom twee soorten standaardcellen: een voor hogere dichtheid (HD), en een voor betere prestaties (HP). In beide gevallen zijn de cellen ongeveer dertig procent compacter dan bij Intel 3.
Meer weten over chipproductie?
We publiceerden onlangs een artikel en een video waarin we uitleggen hoe chips gemaakt worden. Je kunt beide bekijken via deze link.
Dankzij de overstap op backside power delivery voert Intel ook aanpassingen door in de metaallagen van 18A-chips. Door deze techniek, die Intel PowerVia noemt, worden de 'draden' voor de stroomvoorziening naar de achterkant van de chip verplaatst. Momenteel zitten die nog aan de voorkant, samen met de verbindingen voor signaalverwerking. Naarmate transistors kleiner worden, zitten die twee soorten verbindingen elkaar steeds meer in de weg. Met backside power delivery wordt dat opgelost.
Door de overstap naar PowerVia, kan de pitch in de onderste M0-metaallaag iets breder worden, van 30nm bij Intel 3 naar 32nm bij 18A. Die pitch staat voor de onderlinge afstand tussen metalen lijntjes. Door deze hogere afstand zouden iets minder defecten moeten optreden, schrijft ook HardwareLuxx. Tussen M1 en M10 worden de pitches juist nauwer, terwijl ze vanaf M15 weer breder worden. Intel brengt drie verschillende 18A-procedés uit met 17 tot 22 metaallagen, afgestemd op kosten en prestaties.
Intel bevestigt verder dat het bedrijf de euv-lithografiemachines van ASML gebruikt voor de onderste vijf metaallagen, van M0 tot M4. Dankzij euv zijn minder belichtingen nodig bij deze lagen, wat het productieproces versnelt en de kans op fouten verkleint. Concreet zorgt het gebruik van euv-lithografie voor 42 procent minder productiestappen bij het afbeelden van de M0-, M1- en M2-lagen, zo zegt de chipmaker.
De opbouw van Intel 18A-standaardcellen (links) en het euv-gebruik in 18A. Bron: Intel, via HardwareLuxx
18A gaat later dit jaar in productie
Intel werkt al jaren aan het 18A-procedé, dat later dit jaar in massaproductie gaat. Intel wil 18A als eerste gebruiken voor zijn Panther Lake-laptop-cpu's, waarvan de eerste modellen eind dit jaar nog op de markt moet komen. Volgend jaar komt het bedrijf ook met nieuwe Xeon-cpu's, genaamd Clearwater Forest, die worden gemaakt op deze node.
18A is een belangrijk procedé voor Intel; het bedrijf voert er verschillende grote technische wijzigingen in door. Het procedé introduceert PowerVia-stroomvoorziening en gate-all-aroundtransistors, de opvolger van finfets. Gaa-transistors bieden meer contactoppervlak met de gate en voorkomen dat stroom weglekt bij een kleinere omvang.
Intel gaat ook 18A-chips produceren voor externe klanten. Intel heeft daarvoor al contracten met onder andere Amazon, Microsoft en het Amerikaanse ministerie van Defensie. Volgens geruchten overwegen ook Nvidia, Broadcom en AMD om chips te laten maken op Intel 18A. Die eerste twee bedrijven zouden testwafers laten maken door Intel.
Intel Foundry, de chipproductietak van Intel, had tot nu toe weinig animo van externe bedrijven. Het bedrijfsonderdeel draaide in de afgelopen jaren steevast miljardenverliezen. 18A moet daar verandering in brengen. Pat Gelsinger, de voormalige ceo van Intel, zei ooit dat hij 'het hele bedrijf had gewed op 18A'. Gelsinger vertrok in december plotseling bij Intel. Er gingen sindsdien geruchten rond dat Intel zijn chipfabrieken zou afstoten, maar nieuwe ceo Lip-Bu Tan heeft dat ontkend. Hij wil naar eigen zeggen van Intel een 'foundry van wereldklasse' maken.