Intel v posledních deseti letech v technologii čipů pronásledovaly problémy. Jeho nechvalně proslulý 10nm proces byl použitelný až s několikaletým zpožděním, odvozený 7nm proces už sice byl úspěšný, ale také až roky po 7nm technologiích konkurentů. Od té doby se firmě nikdy úplně nedařilo s 4nm, 3nm, 2nm ani 1,8nm procesem, který měl být právě bodem obratu. Teď ale přichází zprávy, že Intel konečně udělal průlom a 1,8nm proces bude úspěch.
Analytici z firmy BlueFin Research Partners nyní vydali zprávu, podle které Intel z velké části – pokud ne téměř úplně – vyřešil předešlé problémy s výtěžností, které 1,8nm technologii (oficiálně nazvanou Intel 18A) trápily ještě loni a na začátku roku. Ty pravděpodobně způsobily odklad vydání procesorů Panther Lake, které totiž dle dřívějších roadmap mělo být již loni, a také jejich omezenou dostupnost po vydání.
Podle BlueFin Research Partners se Intelu během posledních pár měsíců (pod čímž se nejspíš myslí něco mezi dvěma až čtyřmi měsíci) problémy z velké části odstranit a technologie je nyní plně funkční pro sériovou výrobu a současně ekonomicky rentabilní. To je pro Intel enormně důležité nejen kvůli jeho 1,8nm procesorům (Panther Lake, Wildcat Lake, v menší míře serverové Xeony „Clearwater Forest“), ale i proto, že na tuto technologii se mu zřejmě konečně podařilo přilákat externí klienty, které zoufale potřebuje, aby si čím dál náročnější a dražší vlastní továrny mohl dál dovolit. Jeho 1,8nm proces údajně teď vyzkouší firma Apple u procesorů M7 a má-li si ji Intel jako zákazníka udržet, potřebuje, aby proces měl dobrou výtěžnost pro masovou výrobu.
Technologie PowerVia zdrojem problémů?
Podle stejného zdroje zřejmě dřívější špatná výtěžnost 1,8nm procesu pramenila z výrobního postupu „wafer-to-wafer“. Tím by asi mohla být míněná technologie PowerVIA, mimo Intel také označovaná Backside Power Delivery. Ta spočívá v tom, že místo standardních kovových vrstev vodičů, které se na běžných čipech nanášejí nad křemíkovou vrstvu tranzistorů (poté, co je vytvořena na povrchu waferu), má čip dvě taková kovová souvrství – to klasické se používá pro logické signály a jsou z něj odstraněné vodiče pro napájení, což umožňuje zvýšit hustotu a zlepšit výkon. Pro napájení se místo toho přidává nový komplex kovových vrstev pod tranzistory.
Jenže aby to šlo udělat, musí se wafer (ve finálním čipu je pořadí vrstev obrácené) otočit a poté ztenčit natolik, že na jeho rubové straně „vylezou“ vertikální vodiče (Through-Silicon Vias), které předtím byly vyhloubeny z normální přední strany. Na jimi tvořené plošky se teprve může začít tvořit druhé souvrství kovových vodičů. Aby se ale tenoučký wafer hned nerozlámal a dal se otočit, musí se na dokončenou první stranu před ztenčováním nanést ochranná vrstva a k ní přilepený další pomocný křemíkový wafer, který velmi ztenčenému původnímu waferu tvoří nosič a zajišťuje strukturální pevnost.
Tato manipulace a spojování waferů je v procesu výroby čipů novinka, protože proces Intel 18A je první, který technologii Backside Power Delivery dotáhl do praxe. A zřejmě jde o poměrně náročný úkol. Problémy s výtěžností „wafer-to-wafer“ postupu nejspíš spočívaly právě v kazech a defektech vznikajících těmito postupy.
Kapacita by měla brzo být 30 tisíc waferů měsíčně
Intel také zvyšuje zpočátku nízkou výrobní kapacitu proces 18A. Podle BlueFin Research Partners má nyní výrobu aktivní ve dvou továrnách (Fab52 v Arizoně, druhá linka by zřejmě měla být v Oregonu, patrně D1X, která slouží i pro vývoj). Obě linky nyní postupně zvyšují objem výroby s cílem dosáhnout na obou výrobu 12–15 tisíc waferů měsíčně. Celkově se tím schopnost Intelu vyrábět 1,8nm čipy dostává na kapacitu 24 až 30 tisíc waferů měsíčně. Pro srovnání – TSMC na svém 3nm procesu plánuje do konce roku 2026 dosáhnout kapacitu 180 tisíc waferů měsíčně.
Výtěžnost je jedna věc. Potíže s frekvencemi patrně zůstaly
Nicméně to, že by nyní proces už neměl mít problém s výtěžností ve smyslu defektů, neznamená, že je nyní zcela prostý problémů. Intel totiž u procesu 18A (a předtím i u 4nm technologie) narážel současně i na to, že čipy nedosahovaly zrovna vysokých taktů. Je to vidět při porovnání procesorů Arrow Lake vyráběných na 3nm procesu TSMC, které dosahují takt až 5,7 GHz (u zrušeného Core Ultra 9 290K Plus to mělo být 5,8 GHz, ale není jasné, zda tuto frekvenci čipy zvládaly) proti taktům procesorů Panther Lake. Ty končí na 5,1 GHz, přestože mají zhruba stejné jádro, které má zřejmě stejný frekvenční potenciál, takže 600–700MHz manko je téměř jistě vinou procesu 18A.
Tento frekvenční deficit je separátní problém, který se eliminováním defektů neřeší, tudíž na technologii 18A kvůli tomu takty vyšší nebudou. Nicméně Intel také chystá vylepšenou variantu procesu označenou 18A-P, která by zase 1,8nm technologii firmy měla vylepšit v tomto ohledu. Deficit ve frekvenci proti 3nm procesu TSMC se tím zmírní. Nicméně příští rok už budou na trhu čipy s 2nm procesem TSMC včetně procesorů AMD, který už zase asi bude mít proti Intelu výhodu.
Podle BlueFin Research Partners Intel na procesu 18A-P již spustil tzv. rizikovou výrobu v továrně D1X. V té později poběží 1,4nm proces (Intel 14A), spolu s továrnou v Ohiu jako druhou linkou.
Zdroje: Tom’s Hardware, Jukan
Jan Olšan, redaktor Cnews.cz
⠀
