Intel dodaje do pieca - nadchodzi rewolucja w produkcji procesorów

Intel długo miał problemy z wprowadzaniem nowych technologii produkcji procesorów, ale ostatnio osiągnął kamień milowy przy wytwarzaniu 10-nanometrowych układów. Na tym jednak plany producenta się nie kończą, bo w kolejnych latach doczekamy się konstrukcji w jeszcze nowszych litografiach.

Intel zmienia sposób oznaczeń procesu produkcji procesorów - nowy system ma być bardziej przejrzysty, także dla klientów zamawiających produkcję układówKolejne generacje procesorów będą wytwarzane w technologiach Intel 7, Intel 4 i Intel 3 - nowe litografie mają przełożyć się na znaczny wzrost efektywności energetycznejW 2024 roku Intel planuje wdrożyć nową architekturę tranzystorową, która ma korzystać z dwóch przełomowych rozwiązań: RibbonFET i PowerVIA.Intel pracuje również nad ulepszeniami budowy chipów - doczekamy się usprawnionych technologii EMIB i Foveros

Zacznijmy jednak od tego, że… producent zdecydował się zmienić sposób oznaczeń swoich procesów technologicznych.

Obecny sposób oznaczeń, gdzie wielkość w nanometrach odpowiadała wielkości bramki tranzystora, został wprowadzony w 1997 roku i od tego czasu zdążył się zdezaktualizować. W takiej sytuacji konieczne było wprowadzenie modyfikacji – producent porzucił nanometry i pozostał przy samej liczbie. Zmiany pozwolą w bardziej spójny i przejrzysty sposób określić z jaką technologią mamy do czynienia.

Nowy system oznaczeń będzie istotny nie tylko dla użytkowników, ale również dla klientów Intela. Warto bowiem zaznaczyć, że producent planuje wprowadzić w swoich fabrykach usługę Intel Foundry Services, gdzie zewnętrzne firmy będą mogły zlecać produkcję układów.

Najnowsze procesory Intela są wytwarzane w 10-nanometrowej litografii (Intel 10 nm SuperFin), ale producent już pracuje nad wdrożeniem nowszych, lepszych technologii.

Jeszcze w tym roku mamy się doczekać pierwszych procesorów w technologii Intel 7 (wcześniej określanej jako 10nm) – początkowo będą to konsumenckie układy Alder Lake, a rok później dołączą do nich serwerowe modele Sapphire Rapids. Dzięki zoptymalizowaniu tranzystorów FinFET, litografia pozwoli zwiększyć efektywność energetyczną o 10 - 15% względem technologii Intel 10 nm SuperFin.

W drugiej połowie 2022 roku producent planuje rozpocząć masową produkcję procesorów Meteor Lake i Granite Rapids w technologii Intel 4 (wcześniej określanej jako 7 nm). Obydwie generacje zadebiutują na rynku dopiero w 2023 roku. Nowa technologia ma korzystać z iitografii ekstremalnego ultrafioletu (EUV), co podobno pozwoli poprawić efektywność energetyczną o kolejne 20%.

Intel 3 to dalsza optymalizacja tranzystorów FinFET i poprawiona technologia EUV - zmiany mają przełożyć się na około 18% wzrostu efektywności energetycznej względem technologii Intel 4. Masowa produkcja układów w technologii Intel 3 ma jednak ruszyć dopiero w drugiej połowie 2023 roku.

Później robi się jeszcze ciekawiej, bo Intel planuje przejść do ery Angstremów – będzie to całkowicie nowa architektura tranzystorowa od czasów wprowadzenia technologii FinFET w 2011 roku. Nowa litografia będzie korzystać z dwóch przełomowych rozwiązań – RibbonFET (szybszej techniki przełączania) i PowerVIA (nowego sposobu zasilania).

Co więcej, producent już ma nawet zaplanowaną produkcję układów z ery Angstremów - w 2024 roku zostanie wprowadzona litografia Intel 20A, a na początku 2025 roku usprawniona Intel 18A (z ulepszoną technologią RibbonFET, która ma zapewnić spory wzrost wydajności).

Warto dodać, że producent pracuje też nad nowymi rozwiązaniami w budowie procesorów. Kolejne generacje CPU będą korzystać z usprawnionej magistrali EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge) i ulepszonych technologii wytwarzania warstwowych układów - Foveros Omni i Foveros Direct (ta druga wygląda podobnie do rozwiązania AMD 3D V-Cache opracowanego we współpracy z fabryką TSMC).

Większość omawianych innowacji została opracowana w zakładach w Oregonie i Arizonie, ale producent współpracuje też z zewnętrznymi firmami (w tym z koncernem ASML, z którym będzie projektować nowe linie produkcyjne do litografii High NA EUV - sprzęt w pierwszej kolejności ma trafić właśnie do "niebieskich").

Cóż, po latach zastoju, Intel w końcu ruszył z kopyta i planuje objąć pozycję lidera branży produkcji półprzewodników. Patrząc na ujawnione informacje, ma szansę się to udać… pod warunkiem, że plany nie zostaną opóźnione lub anulowane, bo w przeszłości różnie bywało z takimi deklaracjami. Pamiętajmy jednak, że konkurencja nie śpi i też szykuje nowe rozwiązania.

Źródło: Intel