Der Intel 18A-Prozessknoten bietet im Vergleich zu Intel 3 eine um 25 % höhere Frequenz bei ISO und einen um 36 % geringeren Stromverbrauch bei gleicher Frequenz sowie eine um über 30 % verbesserte Dichte.

Intel hat seinen innovativen 18A-Prozessknoten vorgestellt, der den Intel 3-Knoten ablösen soll und Verbesserungen bei Taktfrequenz und Spannungsskalierbarkeit bietet, die eine Leistungssteigerung bei verschiedenen Anwendungen versprechen.

Einführung des Intel 18A-Prozessknotens: Ein Sprung nach vorn

Auf dem Symposium für VLSI-Technologie und -Schaltungen 2025 präsentierte Intel seinen hochmodernen 18A-Prozessorknoten. Diese neue Technologie wird zukünftige Produktlinien antreiben, beispielsweise die „Panther Lake“-CPUs für den Endverbrauchermarkt und die Clearwater Forest E-Core-Xeon-Prozessoren für Server.

Fortschrittliche CMOS-Technologie

„Intel 18A-Plattformtechnologie mit RibbonFET (GAA) und Power Via für fortschrittliches Hochleistungsrechnen“ – Intel (Paper T1-1).Die bahnbrechende 18A-Technologie nutzt RibbonFET und Power Via und bietet eine um über 30 % höhere Dichte und eine deutliche Leistungssteigerung im Vergleich zu Intel 3. Sie umfasst High-Performance- (HP) und High-Density- (HD) Bibliotheken für optimale Benutzerfreundlichkeit und Innovation in der Chiparchitektur.

Die herausragenden Merkmale des Intel 18A-Knotens basieren auf der RibbonFET-Technologie und PowerVia. Diese Fortschritte ebnen den Weg für höhere Effizienz und den Übergang zu Verarbeitungstechnologien der nächsten Generation.

Intels Umstellung auf die 18A RibbonFET-Technologie stellt einen wesentlichen Fortschritt gegenüber FinFET-Prozessen dar. Sie verbessert die Gate-Elektrostatik, maximiert die effektive Gate-Breite pro Footprint, verringert die parasitäre Kapazität und erhöht die Designflexibilität.

Die Designverbesserungen von RibbonFET gegenüber FinFET umfassen verschiedene Aspekte, darunter:

Mehrere Farbbandbreiten für 180H- und 160H-Bibliotheken.
Optimale Kompromisse zwischen Logikleistung und Leckstrom werden durch Design Technology Co-Optimization (DTCO) erreicht.
Spezielle Bandbreiten für SRAM, zugeschnitten auf die Verbesserung der Bitzellenleistung.

Auch die Stromversorgung wird durch Intels 18A PowerVia-Technologie deutlich verbessert. Dabei werden rückseitige Stromkabel anstelle von frontseitigen Anschlüssen verwendet. Dieser innovative Ansatz ermöglicht:

Verbesserte Logikdichte.
Überlegene Standardzellenauslastung.
Reduzierte Signalwiderstandskapazität (RC).
Minimierter Spannungsabfall.
Erhöhte Designflexibilität.

Intel 18A-Spezifikationen

HP/DR-Bibliothekshöhe (nm)	180/160
Kontaktierter Poly-Abstand (nm)	50
M0 Teilung (nm)	32
HCC/HDC-SRAM-Bereich	0, 023/0, 021 µm²
Anzahl der Metallschichten auf der Vorderseite	10 ML niedrige Kosten, 10 ML hohe Dichte und 14–16 ML hohe Leistung
Anzahl der Metallschichten auf der Rückseite	3 ml + 3 ml

Verbesserungen des Intel 18A-Prozessknotens

Mit diesen technologischen Fortschritten erreicht der 18A-Prozessknoten von Intel unter Iso-Power-Bedingungen eine Leistungssteigerung von über 15 % im Vergleich zu Intel 3.

Bei einer Spannung von 1, 1 V liefert der 18A-Knoten eine um ca.25 % höhere Frequenzleistung. Darüber hinaus unterstützt er Niederspannungsbetrieb unter 0, 65 V und ermöglicht so Energieeinsparungen von bis zu 38 % bei gleicher Taktfrequenz. Zu den wichtigsten Faktoren dieser Leistungssteigerungen zählen:

RibbonFET-Transistoren.
Vorteile der Stromversorgung über die Rückseite.
Verbesserte Verbindungen auf der Vorderseite.
Ko-Optimierung von Prozessen und Design.

Bei der Dichteskalierung weist Intels 18A-Knoten eine um bis zu 39 % verbesserte Dichte im Vergleich zu Intel 3 auf, wobei die Backside-Power-Technologie eine Steigerung der Zellauslastung um 8–10 % erreicht und gleichzeitig den IR-Abfall im schlimmsten Fall um den Faktor 10 reduziert. Darüber hinaus bietet er eine HP-Bibliothekshöhe von 180 nm im Vergleich zu 240 nm bei Intel 3, zusammen mit einer HD-Bibliothekshöhe von 160 nm gegenüber 210 nm bei Intel 3 und einem M0/M2-Pitch von 32/32 gegenüber 30/42 bei Intel 3.

In Bezug auf die SRAM-Skalierung erreicht der 18A-Knoten eine Dichteverbesserung von 30 % für HCC-SCRAM im Vergleich zu Intel 3 und bietet HCC bei 0, 0230 µm² und HDC bei 0, 0210 µm². Darüber hinaus plant Intel iterative Verbesserungen des 18A-Knotens mit zusätzlichen Varianten wie 18A-P und 18A-PT, die zwischen 2026 und 2028 eingeführt werden sollen. Dies soll Kunden ermutigen, diese Fortschritte in ihrer Chipproduktion zu nutzen.

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