После статьи, опубликованной ранее в этом году, компания Intel представила более подробную информацию о своем оптимизированном техпроцессе 18A-P на конференции VLSI 2026. Этот техпроцесс, оптимизированный по производительности, является усовершенствованием 18A, который Intel использует в таких продуктах, как Panther Lake и Xeon 6+, обещая 9%-ное улучшение производительности при той же мощности или 18%-ное снижение энергопотребления при том же уровне производительности. Помимо более глубоких технических деталей, Intel сообщила, что 18A-P вошел в стадию рискового производства (risk production). Если вы не знакомы с этим термином, это стадия производства полупроводников, непосредственно предшествующая массовому производству в больших объемах. Это малосерийный этап производства, на котором Intel будет выпускать полные пластины 18A-P на стандартной производственной линии, но в ограниченном объеме для сбора данных о частоте дефектов, производительности и вариативности перед началом полномасштабного производства. Рисковое производство обычно предшествует массовому производству передовой логики на 12–24 месяца, однако поскольку мы имеем дело не с совершенно новым техпроцессом, следует ожидать более сжатых сроков. 18A-P — это ревизия 18A, и хотя он несет новые конструкции транзисторов (подробнее об этом позже), они размещаются в тех же библиотеках с высотой ячеек 180 нм (High Performance) и 160 нм (High Density). Новый техпроцесс обратно совместим с конструкциями 18A, что означает, что разработчики могут перенести их на 18A-P без каких-либо изменений. Некоторые новые опции транзисторов могут стимулировать изменение дизайна, но это не является обязательным; все, что создано на 18A, может быть создано на 18A-P с незначительными улучшениями производительности, но без изменений в дизайне. Что касается производительности, Intel получила свои цифры, проводя тестирование на стандартном субблоке ядра Arm, отмечая 9%-ное увеличение частоты или 18%-ное снижение мощности конкретно при напряжении 0,75 В. Диаграмма, которую вы можете увидеть в галерее ниже, представляет собой улучшенную версию диаграммы, опубликованной в оригинальном исследовании Intel; другими словами, это не просто случайные линии без какой-либо корреляции. Вы можете увидеть, что даже когда напряжение выходит за пределы отметки 0,75 В, 18A-P сохраняет улучшение по частоте/мощности. С 18A-P Intel добавляет три конструкции транзисторов в свою библиотеку. Конструкция W1 доступна в библиотеке с высотой ячеек 180 нм (ранее она была доступна в библиотеке 160 нм), в то время как W1.5 доступна в библиотеке 160 нм. Усовершенствованная конструкция W3P доступна в обеих библиотеках. W1 и W1.5 — это узкие конструкции, оптимизированные для низкого энергопотребления, помогающие заполнить пробелы в энергооптимизированных конструкциях в библиотеке Intel, в то время как W3P — это новый двухконтактный транзистор с «Power Boost», как его называет Intel. Как вы можете видеть в галерее ниже, оригинальные конструкции W2 и W3 по-прежнему демонстрируют прирост частоты кольцевого осциллятора (прохождение электрического сигнала через кольцо инверторов) с 18A-P. W3P является наиболее интересной конструкцией благодаря Power Boost. 18A уже использует подачу питания с обратной стороны с помощью PowerVia, который использует заднюю часть пластины для маршрутизации питания, освобождая место для сигнальной проводки на передней стороне и снижая тепловое сопротивление. Конструкция W3P имеет контакты на передней и задней сторонах, что снижает паразитное сопротивление и обеспечивает более высокий ток управления для ускорения переключения. Хотя стандартные транзисторы W2 и W3 увидят выгоду при переходе с 18A на 18A-P, она будет незначительной. Наибольший прирост частоты дает W3P, в то время как W1 снижает 18A-P до более низких уровней емкости для энергооптимизированных конструкций. Intel также добавляет новую пару VT (порогового напряжения) в свою линейку. Обычно мы видим четыре варианта пар VT: HVT, SVT, LVT и ULVT, обозначающие высокое, стандартное, низкое и сверхнизкое пороговое напряжение соответственно. Чем ниже пороговое напряжение, тем меньше мощности требуется транзистору для активации, и, следовательно, тем больше тока он утекает. Таким образом, транзисторы ULVT являются наиболее производительными, но имеют наибольшую утечку мощности, в то время как транзисторы HVT наименее производительны, но имеют наименьшую утечку мощности. Разработчики чипов должны сбалансировать эти различные варианты порогового напряжения для своего приложения. Новая пара VT добавляет еще один вариант: ULVTLL, или Ultra-Low Voltage Threshold Low Leakage (Сверхнизкое пороговое напряжение с низкой утечкой). Он находится между ULVT и LVT, предлагая лучшую производительность, чем LVT, но меньшую утечку, чем ULVT. Как и новая конструкция транзистора, он дает разработчикам больше гибкости при проектировании чипа для 18A-P. В дополнение к расширяющимся возможностям 18A-P, Intel заявляет, что ревизия обеспечивает улучшение теплового сопротивления на 20–40%, а также улучшение сопротивления переходных отверстий на 10–30% на «критически важных по производительности слоях». Снижение теплового сопротивления достигается за счет шлифовки пластины с помощью передовых инструментов EDA для лучшей теплопроводности. Техпроцесс Intel 18A в настоящее время наращивается на двух фабриках в США, и хотя компания получила критику за низкие показатели выхода 18A, Intel заявляет, что частота дефектов продолжает снижаться в соответствии с их ожиданиями. 18A уже используется в Panther Lake и Xeon 6+, и, по сообщениям, Intel ведет переговоры с Apple и Nvidia о производстве на 18A.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Jake Roach
