Компания Intel изначально планировала использовать техпроцесс 20A для адаптации к новшествам в компоновке транзисторов и подводу питания с оборотной стороны кремниевой пластины, не делая серьёзных ставок на него в серийном производстве. Теперь же она даёт понять, что решила «перепрыгнуть» через эту ступень литографии, и предлагать только изделия, выпускаемые по более совершенной технологии Intel 18A.

Источник изображения: Intel

Об этом вполне открыто говорится в новом пресс-релизе на сайте Intel, описывающем ценность Intel 20A с точки зрения получения опыта. В рамках данного техпроцесса компания смогла внедрить структуру транзисторов RibbonFET и подвод питания к кремниевой пластине с оборотной стороны, которые изначально будут применяться при выпуске продукции по технологии Intel 18A. Как пояснил на этой неделе финансовый директор Intel Дэвид Зинснер (Davis Zinsner), компания решила не выводить на рынок техпроцесс 20A для концентрации ресурсов на внедрении более совершенного 18A. По прогнозам Intel, отказ от технологии 20A позволит сэкономить полмиллиарда долларов.

Подобная смена приоритетов будет способствовать более быстрому внедрению техпроцесса Intel 18A в массовом производстве и достижению цели по освоению пяти новых техпроцессов за четыре года. Тем более, что плотностью дефектов в рамках техпроцесса Intel 18A на данном этапе компания очень довольна. Для потребительского сегмента отказ от техпроцесса Intel 20A будет иметь вполне осязаемые последствия: выпуск процессоров Arrow Lake будет доверен сторонним подрядчикам в сочетании с использованием собственных возможностей Intel по упаковке чипов. Вероятно, производство поручат TSMC.

Финансовый директор Intel в силу специфики занимаемой должности говорил о перспективах выхода контрактного подразделения компании на самоокупаемость. Во-первых, с точки зрения взаимодействия с внешними заказчиками оно уже сейчас получает выручку от предоставления услуг по упаковке чипов. Глава компании Патрик Гелсингер (Patrick Gelsinger) на прошлой неделе заявил, что все имеющиеся у Intel мощности по тестированию и упаковке чипов задействованы полностью уже сейчас, и количество сделок со сторонними клиентами в этой сфере утроится по итогам текущего года. Intel при этом будет расширять мощности по упаковке чипов. Переговоры ведутся как минимум с 12 потенциальными клиентами, но соответствующие заказы будут генерировать выручку лишь с 2026 года, как добавил Зинснер. В 2027 году, по его словам, контрактный бизнес Intel начнёт генерировать существенную выручку.

Представитель Intel избежал обсуждения слухов о неудаче компании в попытке привлечь Broadcom в качестве клиента, готового получать от контрактного подразделения процессорного гиганта продукцию, выпускаемую по технологии Intel 18A. Зинснер пояснил, что основная часть запланированных сокращений штата на 15 % будет осуществлена до публикации следующего квартального отчёта в октябре. Субсидии и льготные кредиты по «Закону о чипах» Intel надеется получить не ранее конца текущего года, как признался финансовый директор компании.

В клиентском сегменте процессоры Intel Arrow Lake должны появиться во второй половине следующего года, и помимо нового разъёма LGA1851 должны запомниться тем, что будут содержать кристалл, выпускаемый компанией по технологии Intel 20A. Некоторые источники недавно попытались распространять слухи, что с выпуском таких чипов у Intel возникли проблемы, но глава компании развеял их и даже пообещал скоро продемонстрировать реальные образцы процессоров Arrow Lake.

Патрик Гелсингер и образец ускорителя вычислений Ponte Vecchio. Источник изображения: Intel

По слухам, Intel могла отказаться от использования собственного техпроцесса 20A в пользу 3-нм технологии TSMC, но Патрик Гелсингер (Patrick Gelsinger) на конференции Deutsche Bank назвал такие домыслы беспочвенными. Напротив, по его словам, Intel подняла собственные прогнозы по темпам перехода к массовому выпуску процессоров семейства Arrow Lake на собственных предприятиях. «Здесь всё выглядит весьма здоровым», — пояснил генеральный директор Intel. С точки зрения литографии техпроцесс Intel 20A будет интересен использованием структуры транзисторов RibbonFET и метода питания элементов с оборотной стороны кристалла PowerVia.

По его словам, массовое производство процессоров этой серии начнётся в следующем году, и уже на ближайших мероприятиях с участием руководства Intel сам Гелсингер намерен показать публике первые реальные образцы процессоров Arrow Lake. Тем более, что в июле он уже сообщал о получении специалистами Intel работоспособных образцов таких процессоров первой ревизии. Иными словами, не исключено, что первая демонстрация работающих образцов Arrow Lake в каком-то виде может произойти на ближайшем мероприятии Intel Innovation 2023, которое состоится уже 19-20 сентября. «Я с нетерпением жду возможности продемонстрировать их в ближайшем будущем. Если я собираюсь выпустить их в следующем году, я должен быть в состоянии показать их довольно скоро», — прокомментировал Гелсингер.

По слухам, процессоры Arrow Lake-S настольного класса будут до 21 % производительнее Raptor Lake-S, а их встроенная графика окажется в 2,4 раза быстрее. Новые процессоры будут предлагаться в исполнении LGA1851, который потребует использования не только новых материнских плат, но и модернизированных креплений для систем охлаждения процессора. Чипы Arrow Lake также будут поддерживать особые инструкции для ускорения работы с системами искусственного интеллекта.

Попутно Патрик Гелсингер рассказал, что компания Intel уверенными темпами осваивает пять новых техпроцессов за четыре года, как и планировалось. Технология Intel 7 уже давно используется при массовом производстве процессоров. Наращиваются объёмы выпуска компонентов по технологии Intel 4 для процессоров Meteor Lake, которые должны дебютировать в четвёртом квартале текущего года. В случае с техпроцессом Intel 3, первым представителем которого станут серверные процессоры Sierra Forest, компания тоже идёт с опережением графика, и уже в следующем полугодии наладит их массовый выпуск. Вскоре после этого начнётся выпуск по технологии Intel 3 и серверных процессоров Granite Rapids. После чего, как уже становится понятно, Intel освоит и выпуск процессоров Arrow Lake по технологии Intel 20A, и произойдёт это до конца 2024 года.

Процессоры Arrow Lake для ПК, которые Intel выпустит в 2024 году, улучшат характеристики в том числе благодаря новой технологии подачи напряжения на полупроводниковый кристалл с его обратной стороны. Компания протестировала технологию, и подтвердила, что она позволяет увеличить частоты, снизить падение напряжения и поднять плотность транзисторов.

Источник изображений: Intel

Intel заявила, что её перспективная технология, названная PowerVia, обеспечивает 6-процентный прирост частоты на тестовых чипах уже сейчас. Также на 30 % уменьшается падение напряжения под нагрузкой и снижаются рабочие температуры. Кроме того, благодаря вынесению питания на другую сторону чипа, разработчики получают возможность проектировать более плотные микросхемы.

В Arrow Lake, преемнике процессора Meteor Lake, который выйдет в 2024 году, Intel отделит линии напряжения от сигнальных линий, перенеся их на противоположную сторону чипа. Именно это решение Intel и называет именем PowerVia. «PowerVia это революционное изменение для межсоединений на кристалле, которое улучшает мощность, производительность, площадь и стоимость, то есть все важные параметры транзисторного дизайна», — сказал Бен Селл (Ben Sell), вице-президент Intel, работавший над технологией.

В Arrow Lake, которые будут производиться по техпроцессу Intel 20A, технология PowerVia будет соседствовать с транзисторами RibbonFET, которые должны дать дополнительные преимущества за счёт кругового затвора.

Аналогов технологии PowerVia нет пока ни у TSMC, ни у Samsung. Поэтому Intel обеспечит себе некоторый отрыв от конкурентов. Если PowerVia и RibbonFET появятся, как планируется, в 2024 году с производственным процессом Intel 20A, это даст Intel импульс в конкурентной борьбе, поскольку технология помогает уплотнять полупроводниковые кристаллы и повышать их энергоэффективность. Например, технология TSMC по подведению питания с задней стороны чипа ожидается не ранее 2026 года.

Включая PowerVia в свой массовый потребительский процессор, Intel рассчитывает, что она не приведёт к увеличению уровня брака. Чтобы подстраховаться, Intel проверила PowerVia на тестовых чипах с E-ядрами, созданных с помощью текущего производственного процесса Intel 4, используемого для некоторых частей Meteor Lake. И судя по всему, компания осталась довольна результатом настолько, чтобы сделать PowerVia стандартной составляющей техпроцесса Intel 20A.

PowerVia добавляет новые производственные этапы к тем сотням действий, которые требуются для изготовления чипа. После того как транзисторы выращены на лицевой стороне кремниевой пластины, её необходимо перевернуть, отшлифовать, отполировать и провести силовые схемы. На первый взгляд это увеличивает и производственные затраты, и время производства. Но удаление линий питания с передней части пластины освобождает место для коммуникационных линий, что упрощает дизайн и в целом ведёт к снижению себестоимости процессоров.

Внедрение PowerVia способно помочь и контрактному бизнесу Intel: клиенты компании, которые воспользуются технологией, смогут производить энергоэффективные решения, применимые для мобильных устройств, например, процессоры для смартфонов.