Intels 18A-P: 9 % höhere Geschwindigkeit, 50 % verbesserte Wärmeleitfähigkeit und optimierte Schrägeckenkonstruktion für attraktive Foundry-Kunden

Intel treibt derzeit seine 18A-Prozesstechnologie voran, insbesondere die Variante 18A-P, die darauf ausgelegt ist, die Leistung und Energieeffizienz für externe Kunden zu verbessern und gleichzeitig die Vorbereitung auf signifikante Produktionssteigerungen bei Panther Lake zu gewährleisten.

Der Prozessknoten 18A-P: Wichtigste Vorteile für externe Kunden

Im Vorfeld der für Juni geplanten VLSI-Konferenz hat das Unternehmen erste Einblicke in 18A-P gegeben und dabei Fortschritte hervorgehoben, die seine Wettbewerbsfähigkeit auf dem Foundry-Markt verbessern. Intel positioniert die VLSI-Webseite als Informationsquelle für weitere Updates.

Intel 18A-P ist eine leistungsoptimierte RibbonFET-Gate-All-Around-Transistortechnologie (GAA) mit rückseitiger Stromversorgung über PowerVia. Im Vergleich zu Intel 18A bietet Intel 18A-P über 18 % weniger Stromverbrauch bei gleicher Leistung oder über 9 % mehr Leistung bei gleichem Stromverbrauch. Diese Verbesserung wird durch neue Technologiemerkmale, optimierte Transistorleistung, verbesserte Verbindungstechnik und Design-Technologie-Co-Optimierungen (DTCO) erreicht.

Zu den zusätzlichen Funktionen des Intel 18A-P gehören zusätzliche VT-Logikpaare, eine optimierte Eckpunktkorrektur, neue stromsparende Bausteine in den Bibliotheken für hohe Dichte (HD) und hohe Leistung (HP) sowie leistungsstärkere HP-Bausteine in beiden Bibliotheken. Darüber hinaus bietet der Intel 18A-P einen reduzierten Wärmewiderstand für eine verbesserte Wärmeableitung.

Bildquelle: Dr. Ian Cutress (über VLSI)

Intels 18A-P-Technologie verspricht eine bemerkenswerte Leistungssteigerung von ca.9 % bei gleichem Stromverbrauch bzw.eine Reduzierung des Stromverbrauchs um ca.18 % bei gleicher Leistung im Vergleich zum 18A-Prozess. Damit positioniert sich die 18A-P als weiterentwickelte Version ihres Vorgängers und ist bestens gerüstet, um den steigenden Anforderungen moderner Halbleiteranwendungen gerecht zu werden.

Zu den wichtigsten Verbesserungen in der Funktionsliste zählen die Kontinuität in Bezug auf Bibliothekshöhe und Kontaktierte Polygonteilung, während bemerkenswerte Upgrades die Einführung neuer Transistoren mit niedriger und hoher Leistung, eine Erhöhung der Anzahl logischer VT-Paare von vier auf fünf oder mehr sowie die Implementierung engerer Schräglagen zur Optimierung der Leistungsvariabilität umfassen.

Intel 18A vs.18A-P: Ein vergleichender Überblick

Kategorie	Besonderheit	18A	18A-P
Leistung	Leistung bei gleicher Leistung	1x	9 % Leistungssteigerung bei gleicher Leistung
Designregeln	Kontaktierter Poly-Raster (nm)	50	50
Bibliothekshöhe (nm)	—	180 / 160	180 / 160
Transistor	Verfügbare Geräte	Z2, Z3	Z1, Z2, Z3, Z1 (Niedrigleistung), Z1.5 (Niedrigleistung), Z3P (HP-Kontakt)
VT-Optionen	Logik-VT-Paare	4 Paare logischer VTs	5+ Paare logischer Spannungswandler (Neuer logischer Spannungswandler zwischen ULVT und LVT) Unterer ULVT
Schräge Ecken	—	—	~30% Straffung in schrägen Ecken
Interconnect RC	—	Intel 18A Basisprozess	V0-V2 R-Reduzierung M2-M4-Sprungbewegungen
Thermik	—	—	Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit um 50 %

Zu den bedeutendsten Verbesserungen zählt die um 50 % gesteigerte Wärmeleitfähigkeit. Dies bedeutet zwar nicht, dass die Chips bei niedrigeren Temperaturen arbeiten, aber es deutet auf eine verbesserte Wärmeabfuhr hin, die für die Aufrechterhaltung der Leistung unter Last entscheidend ist.

Intel hat die Leistungssteigerungen der 18A-P-Technologie auch durch Diagramme visualisiert, die die Ringoszillatorfrequenzen mit der normalisierten Kapazität vergleichen und so die überlegene Geschwindigkeit und Energieeffizienz des neuen Prozesses aufzeigen.

Eine Grafik mit dem Titel „180CH“ vergleicht Bauteile mit normierter Kapazität gegenüber der Ringoszillatorfrequenz und zeigt die Fortschritte bei den „Intel 18A-P“-Bauteilen, die als „Neues Bauteil mit Hochleistungskontakten“ hervorgehoben werden.

Etikett	Farbe/Form	Bedeutung
W1	Grüne Punkte	Neues Gerät mit Hochleistungskontakten – der leistungsstärkste Cluster mit der höchsten Ringoszillatorfrequenz.
W2	Dunkle Quadrate + Grün	Zwischenschritt mit verbesserter Mobilität (Elektronen bewegen sich leichter durch den Kanal).
W3	Dunkle Quadrate	Weitere Iterationen führen zu höherer Leistung.
W3P	Blaue Punkte	Neues Gerät mit Hochleistungskontakten – der leistungsstärkste Cluster mit der höchsten Ringoszillatorfrequenz.

Der 18A-P-Prozessknoten bedeutet nicht nur eine geringfügige Leistungsverbesserung, sondern beinhaltet bedeutende technische Fortschritte, die darauf abzielen, neue Kunden effektiv zu gewinnen. Da sowohl der 18A-P- als auch der 14A-PDK immer ausgereifter werden, sind Analysten optimistisch, was Intels Aussichten angeht, stärkere Kundenbeziehungen innerhalb seiner Foundry-Aktivitäten aufzubauen.

Für weitere Details verweisen wir auf die Erkenntnisse von Dr. Ian Cutress.

Quellen & Bilder