В течение последних нескольких лет Intel неоднократно повторяла мантру "Five Nodes in four Years" (5N4Y), то есть пять техпроцессов за четыре года. До сих пор самым передовым техпроцессом официально назывался только Intel 18A. Также для Intel в приоритете надежность техпроцессов. Многочисленные задержки 10-нм производства все еще не забыты. Конечно, сегодня 10-нм техпроцесс под названием Intel 7 хорошо отработан, он используется для Alder Lake, Raptor Lake и Raptor Lake-Refresh - то есть для наиболее важных процессоров для розничного рынка.
Процессоры Core тоже пострадали от задержек, но сильнее всего они навредили бизнесу Xeon. В конечном итоге задержки привели к тому, что AMD закрепилась в качестве крупнейшего конкурента.
Но все это должно остаться в прошлом. Похоже, что надежность техпроцессов была восстановлена, так как процессоры Clearwater Forest, запланированные на 2025 год, уже прошли этап пробного производства tape out по техпроцессу Intel 18A. Базовый тайл, расположенный под вычислительным тайлом в корпусировке, производится по техпроцессу Intel 3. Но в планах есть и некоторые вопросы, и неясности. Например, Meteor Lake с вычислительным тайлом, изготовленным по техпроцессу Intel 4, является технологически выдающимся продуктом, но пока не удается полностью прояснить, будут ли реализованы поставленные цели по эффективности и особенно по низкому энергопотреблению.
О том, что будет с Intel 3, Intel 20A и Intel 18A и какие преимущества они могут дать для производства кристаллов, пока есть информация только от самой Intel. У техпроцессов Intel 20A и Intel 18A большее значение придается подаче питания с обратной стороны кристалла (Backside Power Delivery Network), которое в Intel называют PowerVia. BSPDN упрощает конструкцию чипа, так как линии питания и передачи данных на транзисторы могут быть реализованы отдельно, но при этом в определенной степени повышает сложность производства. Intel уже неоднократно рассказывала о преимуществах PowerVia, но теперь полученные в ходе разработок результаты еще предстоит проверить на практике.
Сейчас активно обсуждается вопрос о том, не повторяет ли Intel старые ошибки, агрессивно и рано используя High-NA EUV, но в отношении BSPDN вопросов нет: все производители полупроводников работают над похожими технологиями, даже если в деталях они будут реализованы по-разному.
Взгляд в будущее
Но конференция Intel IFS Direct Connect все же посвящена будущему. С помощью Intel Foundry Services (IFS) чиповый гигант хочет выйти на рынок контрактных производителей. Сама Intel станет, так сказать, клиентом собственной IFS, поскольку отдельные бизнес-подразделения, например клиентское или серверное, будут заказывать процессоры у IFS. Предыдущая модель Integrated Device Manufacturer превращается Internal Foundry Model.
Внутри компании теперь есть подразделения, не имеющие своего производства, такие как Client Computing (процессоры Core) или Datacenter and AI (процессоры Xeon). У них свой бюджет и затраты, то есть они понесут собственные убытки, если с новым процессором или производством возникнут проблемы. В случае модели IDM 1.0 убытки «размазывались» по всей компании.
С IFS компания Intel открывает свои двери и для внешних заказчиков. Они могут заказывать как отдельные чипы, так и корпусировку или их комбинацию. На всех запланированных техпроцессах для внешнего производства (по большей части на базе Intel 18A) Intel изначально будет производить свои собственные чипы. Внешние заказчики всегда добавляются позже, то есть они получают техпроцесс в максимально развитом виде. Сама Intel может более гибко использовать собственные производственные мощности, комбинируя внешнее и внутреннее производство – это еще один аспект IFS.
Современные техпроцессы, передовая корпусировка и, в конечном счете, устойчивая цепочка поставок говорят в пользу Intel и IFS. Поэтому Intel в настоящее время инвестирует миллиарды долларов (вместе с государственными субсидиями) в развитие новых мощностей по производству и корпусировке в США и Европе. Нынешний спрос на полупроводниковые мощности, вызванный не только шумихой вокруг ИИ, похоже, доказывает правоту Intel. Конкуренты в лице TSMC, Samsung, UMC, GlobalFoundries и многих других также вкладывают значительные средства. Приведет ли это к огромному избытку мощностей по производству полупроводников через несколько лет, остается интересным вопросом.
Intel 14A и оптимизация техпроцессов
Пять техпроцессов за четыре года для Intel еще не завершены, поскольку еще не выпущены конечные продукты по техпроцессам Intel 3, Intel 20A или даже Intel 18A, но на конференции IFS Direct Connect был представлен следующий шаг: Intel 14A.
С техпроцессом Intel 18A Intel планирует поравняться с TSMC с 2025 года. А Intel 14A уже обеспечит превосходство.
Intel 14A станет первым техпроцессом Intel, в котором будет использоваться технология High-NA EUV. Intel получила первый сканер High-NA EUV от ASML в конце 2023 года. Intel также является крупнейшим заказчиком этих машин. Ожидается, что стоимость каждого сканера составит 400 миллионов долларов США. Затраты на использование High-NA EUV будут значительными, будь то перестройка инфраструктуры на заводах или расширение существующих мощностей. Другие производители полупроводников, особенно TSMC, пока не торопятся переходить на High-NA EUV.
Intel 3 и Intel 18A будут получат дополнительные функции и оптимизации с 2025 года. Intel 3-P и Intel 18A-P будут оптимизированы под производительность. Intel пока не объясняет, как именно будут выглядеть эти оптимизации. Например, оптимизации на уровне транзисторов смогут дать повышение производительности. Хорошим примером можно назвать бесчисленные этапы оптимизации Intel 7 с 10-нм техпроцессом.
В Intel 3-E и Intel 16-E к существующим процессорам добавляются новые функции. Например, более высокое напряжение, на котором может работать чип. Что касается корпусировки, то "T" означает возможность укладывать производимые кристаллы в стек с помощью связей TSV. В качестве примера можно привести Intel 3-T. Однако возможны и комбинации оптимизированного производства и корпусировки в стек.
Intel 14A, как и многие предыдущие техпроцессы, разрабатывается в Хиллсборо (штат Орегон), и именно там сойдут с конвейера первые чипы Intel 14A. Intel пока не раскрывает, какие отличительные особенности будут у Intel 14A. Разве что можно отметить RibbonFET и PowerVia.
Intel 16, Intel 3 и Intel 18A – это техпроцессы, которые будут наиболее важны для внешних заказчиков. Некоторые из них нам уже известны. Ожидается, что Intel назовет больше имен в рамках конференции IFS Direct Connect. Это касается и корпусировки, поскольку заказчики IFS могут получить полный пакет услуг; теоретически возможно, чтобы их чипы производились TSMC, а корпусировку осуществляла Intel. Дефицит мощностей корпусировки делает подобную концепцию особенно интересной. По слухам, NVIDIA уже забронировала мощности.
Intel верит в себя
Пэт Гелсингер и его команда излучают огромную уверенность в своих силах. Похоже, что им удастся соблюсти производственные графики. Однако с технологической точки зрения сначала придется наверстать упущенное, поэтому о результатах пока говорить не приходится. Intel также должна сначала вернуть определенный уровень доверия к своим IFS после катастрофы с 10-нм техпроцессам. Техпроцессы Intel 20A и 18A покажут, сдержит ли Intel свои обещания. Внешние заказчики и мы получим возможность напрямую сравнить техпроцессы с TSMC и другими контрактными производителями. В конечном счете, количество заказчиков покажет, насколько востребованы технологии Intel на рынке.
Мы принимаем непосредственное участие в конференции IFS Direct Connect 2024 и ожидаем получить еще несколько деталей, которыми поделимся с читателями.
Подписывайтесь на группу Hardwareluxx ВКонтакте и на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).