Intel ha svelato, in occasione del VLSI Symposium in Giappone, i dettagli sul nuovo processo produttivo Intel 18A, destinato a entrare in produzione di massa nella seconda metà del 2025.
Questo nuovo nodo tecnologico rappresenta un passo fondamentale nell’evoluzione dei semiconduttori, con l’integrazione di transistori Gate-All-Around (GAA) e una rete di distribuzione di potenza PowerVia sul lato posteriore del die.
Grazie a queste innovazioni, Intel è riuscita a ottimizzare la progettazione dei chip, riducendo le dimensioni e migliorando l’efficienza energetica, due fattori chiave per l’industria dei semiconduttori.
Gate-All-Around e PowerVia: La Combinazione Vincente
La tecnologia Gate-All-Around rappresenta una vera e propria rivoluzione nel campo dei transistor. A differenza dei tradizionali FinFET, i transistor GAA hanno il gate che circonda completamente il canale, consentendo un controllo migliore del flusso di corrente e una maggiore efficienza energetica. Combinato con la PowerVia, che permette di distribuire l’alimentazione attraverso la parte posteriore del die, Intel riesce a ottimizzare la disposizione dei transistori, riducendo la distanza tra le interconnessioni e aumentando la densità delle stesse. Questo porta a una maggiore capacità di elaborazione, senza compromettere la dissipazione termica o l’efficienza energetica.
Il routing dell’energia dal retro del chip ha anche permesso di comprimere le interconnessioni nelle aree critiche, mentre si è potuto rilassare lo spazio nelle aree superiori. Questo ha portato a un miglioramento significativo nel rendimento (yield) e a una semplificazione del processo di fabbricazione, riducendo la complessità e migliorando la resa in produzione.
Miglioramenti nelle Prestazioni e nell’Efficienza Energetica
Durante i test di potenza, prestazioni e area su un blocco sub-core Arm, Intel 18A ha mostrato un miglioramento delle prestazioni del 15% rispetto all’Intel 3, mantenendo lo stesso livello di consumo energetico. Quando il chip opera a 1,1 volt, le velocità di clock possono aumentare fino al 25% senza un incremento dei consumi energetici. A 0,75 volt, le prestazioni possono aumentare del 18%, oppure il consumo energetico può essere ridotto fino al 40%. Questi risultati sono fondamentali in un contesto dove l’efficienza energetica è un parametro cruciale per le applicazioni ad alte prestazioni, come quelle nei data center e nelle tecnologie di intelligenza artificiale.
Innovazioni nelle Dimensioni e nel Design
Intel 18A segna anche un importante passo avanti nella miniaturizzazione dei circuiti. Le celle di progetto, ottimizzate per le prestazioni, sono state ridotte a 180 nanometri in altezza, mentre quelle ad alta densità misurano solo 160 nanometri, un miglioramento rispetto ai predecessori. Inoltre, i layer metallici front-end sono stati ridotti a un intervallo che va da 11 a 16 strati (rispetto ai 12-19 dell’Intel 3), mentre sono stati aggiunti tre strati metallici posteriori per supportare la PowerVia.
I pitch (distanza tra i contatti) dei layer M1-M10 sono stati ridotti da 60 nanometri a 32 nanometri, migliorando la densità dei transistori e aumentando le prestazioni, per poi espandersi nuovamente nei layer superiori. L’utilizzo della tecnologia EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) a bassa NA (Numerical Aperture) sui layer M0-M4 consente di ridurre il numero di maschere necessarie del 44%, semplificando ulteriormente il flusso di produzione e abbattendo i costi.
Applicazioni e Varianti di Intel 18A
Intel ha in programma di utilizzare il processo 18A per il lancio di chip a bassa potenza, come il Panther Lake per il calcolo, e la famiglia Clearwater Forest Xeon 7 per i core a bassa efficienza. Le varianti del processo 18A si differenzieranno per il numero di strati metallici: una versione ottimizzata per i costi con 17 strati, una configurazione bilanciata con 21 strati e una versione ad alte prestazioni con 22 strati. Ogni configurazione è progettata per rispondere a diverse esigenze di mercato, spaziando dall’efficienza energetica alla potenza computazionale pura, e sarà utilizzata in una vasta gamma di dispositivi, dai server enterprise ai sistemi embedded.
Conclusioni: Un Salto Qualitativo per Intel
Con il processo Intel 18A, la compagnia sta preparando il terreno per la prossima generazione di chip a prestazioni elevate. L’integrazione dei transistori Gate-All-Around e la PowerVia rappresentano una pietra miliare tecnologica, portando con sé numerosi vantaggi in termini di efficienza energetica, densità e performance. Sebbene il lancio sia previsto per la seconda metà del 2025, l’annuncio già ora segna un significativo passo avanti nella competizione nel settore dei semiconduttori, dove Intel punta a consolidare la propria posizione di leader nell’innovazione tecnologica.
La combinazione di nuove architetture, design ottimizzati e l’uso di tecnologie avanzate come l’EU, posiziona Intel per affrontare le sfide della prossima generazione di applicazioni ad alte prestazioni, spaziando dai data center alle applicazioni consumer. Con il 18A, Intel ha il potenziale di ridefinire il futuro dell’informatica, mettendo a disposizione soluzioni altamente efficienti, scalabili e potenti per ogni segmento di mercato.
HW Legend Staff
