В области полупроводниковых технологий постоянное стремление к повышению производительности и снижению энергопотребления является ключевым фактором развития всей индустрии. В 2025 году Intel представила свою новую производственную технологию — 18-ангстремовый (18A) технологический процесс, который по заявлению компании показывает до 25% прироста производительности и до 40% снижения энергопотребления по сравнению с предыдущим техпроцессом Intel 3. Эта инновация не только знаменует технологический прорыв, но и задает новую планку для конкуренции в микроэлектронике. Intel 18A сочетает в себе новейшие достижения в архитектуре транзисторов и схемотехнике, обеспечивая кардинальное улучшение характеристик чипов. Это позволяет производить более мощные, быстрые, а главное — энергоэффективные процессоры для самых разнообразных применений - от мобильных устройств до серверных платформ.
Одним из ключевых нововведений 18A является внедрение технологии Gate-All-Around (GAA) транзисторов, которая гарантирует улучшенное электрополевое управление каналом транзистора. Вместо традиционных FinFET-транзисторов, применяемых в Intel 3, GAA представляет собой усовершенствованную структуру с полностью охватывающим канал затвором, что снижает утечки тока и повышает эффективность работы при высоких частотах. Кроме того, важной инновацией является внедрение технологии PowerVia — задней подачи питания через обратную сторону кристалла. Это позволяет значительно оптимизировать металлизированные слои, снизить интерконнектные сопротивления и уменьшить токи утечки, что ведет к повышению производительности и увеличению надежности оборудования. Такая архитектура позволяет сокращать шаги межсоединений на ключевых слоях и облегчает процесс производственных операций, что положительно сказывается на масштабируемости и себестоимости.
Практические тесты новой технологии на тестовом Arm ядре показали впечатляющие результаты: при сохранении одинакового энергопотребления производительность возрастает примерно на 15%. Если рассматривать оптимизацию под напряжение, то при 1.1 В тактовые частоты увеличиваются на 25%, что позволяет добиться значительного ускорения без дополнительных энергетических затрат. При снижении напряжения до 0.75 В производительность может вырасти на 18% или энергопотребление уменьшиться почти на 40%.
Эти достижения особенно важны для мобильных и ультранизкопотребляющих систем, которые сегодня становятся ключевыми в آرхитектуре вычислительной техники. Кроме того, процесс 18A отличается уменьшенным размером ячеек на кристалле: так высота ячеек ориентированных на производительность составляет 180 нанометров, а для высокоплотных решений — 160 нанометров. Это позволяет создавать более компактные и мощные интегральные схемы, что является критическим преимуществом в условиях растущих требований к миниатюризации. Кроме того, количество металлизированных слоев сокращено с диапазона 12–19 в Intel 3 до 11–16 в Intel 18A, при этом добавлены три дополнительных слоя с обратной подачей питания для поддержки технологии PowerVia. Pitches межсоединений на уровнях M1-М10 уменьшены с 60 нанометров до 32, что значительно повышает плотность компонентов и снижает латентность сигналов.
В производстве активно используется Low-NA EUV экспонирование для слоев M0–M4, что уменьшает число необходимых масок на 44%, упрощая процесс производства и улучшая выход годных чипов. В практическом исполнении Intel планирует внедрить технологию 18A в линейку продуктов «Panther Lake» — энергоэффективных процессорных чиплетов, а также в серверные Xeon 7 поколения с энергоэффективными ядрами под кодовым названием «Clearwater Forest». Предусмотрено несколько конфигураций процесса для разных рыночных сегментов — от бюджетных вариантов с 17 металлизированными слоями до высокопроизводительных с 22 слоями. Несмотря на оптимизм Intel, сообщество пользователей и экспертов воспринимает новости с осторожным интересом. История компании содержит ряд случаев, когда обещанные технологические прорывы задерживались или сталкивались с проблемами масштабируемости и качеством выпускаемой продукции.
Тем не менее, интеграция инновационных архитектур и технологий, которые предлагает 18A, представляет собой значительный шаг вперед в производстве современных микросхем. Для конечных пользователей это означает возможность получить более быстрые и энергоэффективные устройства — начиная от ноутбуков и смартфонов и заканчивая серверными решениями и высокопроизводительными вычислительными системами. Возможности 18A особенно актуальны в контексте растущих нагрузок, связанных с искусственным интеллектом, облачными вычислениями и интернетом вещей, где оптимия потребления энергии играет решающую роль. Преимущества нового техпроцесса позволяют Intel усилить свою конкурентоспособность в борьбе с основными игроками полупроводникового рынка, такими как TSMC и Samsung. В то время как TSMC уже продвигается к производству на 2-нанометровых техпроцессах, а Samsung ведет активные разработки собственных инноваций, Intel с 18A демонстрирует способность удерживать лидирующие позиции.
Кроме технических параметров, важным аспектом является улучшение производительности производственных линий и повышение выхода годных изделий — снижение затрат и повышение доступности новых процессоров. Новый дизайн металлизации и использование технологии PowerVia помогают добиться лучших показателей по этим параметрам. В контексте будущего развития индустрии полупроводников все больше внимания уделяется не только снижению размеров транзисторов, но и комплексным изменениям архитектур, которые способны обеспечить новый уровень эффективности, скорости и экономичности. Подход Intel с 18A ясно отражает эти тенденции. В целом, технология Intel 18A открывает новые возможности для производителей и конечных пользователей, позволяя создавать более производительные, энергоэффективные и надежные вычислительные устройства.
Ожидается, что массовое производство чипов на этом процессе стартует во второй половине 2025 года, что позволит уже в ближайшем будущем увидеть реальные продукты с внедренными инновациями. Таким образом, Intel уверенно делает следующий шаг в развитии полупроводниковых технологий, поднимая планку эффективности и задавая новые стандарты для индустрии, а потребители смогут пользоваться значительно улучшенными характеристиками новых гаджетов и систем.
