CMOS-Prozesstechnik Intel jagt Erfolge im 18A-Fertigungsprozess

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Die kommenden Intel-Prozessoren Panther Lake und Clearwater Forest sollen mit dem Fertigungsprozess 18A des Konzerns hergestellt werden, der die Technologie von Fertigungs-Konkurrent TSMC vorerst in den Schatten stellen soll. Erste Produkt-Samples sind im Labor angekommen, und konnten eingeschaltet und gebootet werden.

Der Großkonzern Intel Corporation will über teils massive Umstrukturierungsmaßnahmen Geld sparen und gleichzeitig den Boden wiedergutmachen, den der Auftragsfertiger Intel Foundry über die Jahre gegenüber TSMC und Samsung verloren hat. Teil dieses Plans zum Aufschluss zu den führenden Chip-Auftragsfertigern ist es, mit dem Fertigungsprozess 18A ab 2025 noch feinere Strukturen zu produzieren. 18A umfasst dabei RibbonFET Gate-Allaround-Transistor-Architektur und PowerVia-Backside-Power-Delivery, die damit erstmals Foundry-Kunden angeboten werden können, so Intel.

Weil Intel aktuell eher durch schwierige Gewässer fährt, wurde Anfang August 2024 nach positiven Nachrichten gesucht, die üblicherweise nicht mit großem Getöse gefeiert werden. Mit den Worten „Wir leisten Pionierarbeit im Bereich der Foundry-Technologien für das Zeitalter der künstlichen Intelligenz (KI) und liefern eine ganze Reihe von Innovationen, die für die nächste Generation von Produkten für Intel und unsere Foundry-Kunden von entscheidender Bedeutung sind. Wir sind ermutigt durch unsere Fortschritte und arbeiten eng mit unseren Kunden zusammen, um Intel 18A im Jahr 2025 auf den Markt zu bringen“, kommentierte Intel Senior Vice President und General Manager für Foundry Services Kevin O'Buckley Anfang August 2024 eine solche positive Meldung.

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Intels 18A mit Panther Lake und Clearwater Forest läuft

Die ersten mit 18A gefertigten Prozessoren haben im August 2024 die Fab verlassen und sind im Labor von Intel gelandet, wo sie eingeschaltet und ihre Betriebssysteme gebootet werden konnten. Dabei handelt es sich um die nächste Generation der Intel-Prozessoren, bekannt unter den Namen Panther Lake (ein Prozessor für KI-PCs) und Clearwater Forest (ein Server-Prozessor). „Diese Meilensteine wurden weniger als ein halbes Jahr nach dem Tape-out erreicht, und beide Produkte werden voraussichtlich 2025 in Produktion gehen“, lässt Intel mitteilen. Der erste externe Kunde soll im ersten Halbjahr 2025 mit Intel 18A arbeiten können.

Einige Details zu den Laborergebnissen von Panther Lake und Clearwater Forest wurden noch verraten. Die Gesundheit des Fertigungsprozesses ließe sich unter anderem daran erkennen, dass die DDR-Speicherleistung von Panther Lake bereits in der Zielfrequenz liege. Clearwater Forest, den Worten von Intel zufolge der „Archetyp zukünftiger CPU- und KI-Chips“, soll die erste in Massenproduktion hergestellte Hochleistungslösung sein, die RibbonFET, PowerVia und Foveros Direct 3D für eine höhere Dichte und Leistungsaufnahme kombiniert.

RibbonFET und PowerVia

Die Kerntechnologien RibbonFET und PowerVia von Intel 18A ermöglichen eine größere Skalierbarkeit und Effizienz von Prozessoren, die unter anderem für die Weiterentwicklung von KI-Computing erforderlich sind. „RibbonFET ermöglicht eine strenge Kontrolle des elektrischen Stroms im Transistorkanal, was eine weitere Miniaturisierung der Chipkomponenten bei gleichzeitiger Verringerung der Verlustleistung ermöglicht“, wird erklärt. PowerVia wiederum optimiert die Signalführung, indem die Stromzufuhr von der Vorderseite des Wafers trennt und so den Widerstand reduziert und die Energieeffizienz verbessert.

TSMC hinkt hinterher?

Rückseitenstromversorgung (Backside Power Delivery Network, BSPDN) ist eine Technologie, deren Entwicklung die Fertiger TSMC und Samsung ebenfalls angehen. Im April 2024 hatte der führende Auftragsfertiger TSMC zwar angekündigt, den A16-Fertigungsprozess mit einer Strukturbreite von 1,6 Nanometern voranzutreiben – allerdings rechnete man zu diesem Zeitpunkt, dass diese Technologie erst 2026 so weit sein würde; auf dem Papier also ein Jahr nach Intels 18A. Erst mit A16 wird man bei TSMC einerseits auf GAA-Nanosheet-Transistoren und andererseits auf ein BSPDN namens Super Power Rail setzen, das komplexer als Intels PowerVia sein soll. (sb)

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