據(jù)外媒報(bào)道，英特爾于上周在俄勒岡州波特蘭市舉行的 Enterprise Tech Tour 活動中，首次展示了其代號為Clearwater Forest的Xeon芯片，這也是英特爾首款最新的Intel 18A制程芯片，不過該芯片可能需要等到明年下半年才能上市。英特爾CEO帕特·基辛格曾表示，18A節(jié)點(diǎn)對于公司至關(guān)重要，他甚至把整個(gè)公司的未來押在了這個(gè)節(jié)點(diǎn)上。
引入了 RibbonFET 和 PowerVia 等突破性特性
據(jù)早前報(bào)道稱，英特爾 18A 工藝節(jié)點(diǎn)引入了PowerVia背面供電、RibbonFET全環(huán)繞柵極兩大全新技術(shù)等突破性特性，在提高性能、密度和效率的同時(shí)，還提供更高的每瓦性能和最小電源電壓。
傳統(tǒng)的正面供電技術(shù)，信號走線、供電走線都位于晶圓的正面，需要共享甚至爭奪每一個(gè)金屬層的資源，必須竭力擴(kuò)大金屬層引腳間距，進(jìn)而增加成本和復(fù)雜度。
背面供電技術(shù)，則將信號走線、供電走線分離，后者轉(zhuǎn)移到晶圓背面，可以分別單獨(dú)優(yōu)化，帶來更高性能、更低成本，不過也面臨良品率、可靠性。散熱、調(diào)試等各方面的挑戰(zhàn)。
為了加速研發(fā)，Intel選擇了PowerVia、RibbonFET兩項(xiàng)技術(shù)分開研發(fā)的方式，率先推進(jìn)的就是PowerVia。
Intel通過測試證實(shí)，PowerVia技術(shù)確實(shí)能顯著提高芯片的使用效率，大部分區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)單元利用率都超過了90％，同時(shí)晶體管體積大大縮小，單元密度大大增加，因此能顯著降低成本。
同時(shí)，PowerVia已在測試中達(dá)到了相當(dāng)高的良率和可靠性指標(biāo)，證明了這一技術(shù)的預(yù)期價(jià)值。
測試還顯示，PowerVia將平臺電壓降低了30％，并帶來了6％的頻率增益。
為了應(yīng)對這種全新的晶體管供電方式，Intel開發(fā)了全新的散熱技術(shù)，展示了良好的散熱特性，可避免出現(xiàn)過熱。
同時(shí)，調(diào)試團(tuán)隊(duì)也開發(fā)了新技術(shù)，確保這種新的晶體管設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)在調(diào)試中出現(xiàn)的各種問題都能得到適當(dāng)解決。
而RibbonFET是英特爾版本的環(huán)繞柵極(Gate-All-Around, GAA)晶體管，它提供了比傳統(tǒng)FinFET設(shè)計(jì)更高的性能和能效。
RibbonFET技術(shù)通過使用多個(gè)層來驅(qū)動晶體管電流，允許每個(gè)單獨(dú)的單元設(shè)備在功率、性能或面積上進(jìn)行優(yōu)化。這種設(shè)計(jì)使得晶體管可以更小、更快地開關(guān)，從而有望提升處理器的性能
綜合來看，預(yù)計(jì)與以前的節(jié)點(diǎn)相比，18A 工藝節(jié)點(diǎn)每瓦性能將顯著提升 18%，芯片密度將提高 1.08 倍，非常適合服務(wù)器應(yīng)用。此外，英特爾 18A 技術(shù)還融合了多項(xiàng)新進(jìn)步，包括使用全柵 (GAA) 晶體管，與前代產(chǎn)品相比，該技術(shù)可提高密度和性能。此外，背面供電架構(gòu)（PowerVia）的引入有望提高標(biāo)準(zhǔn)單元利用率和 ISO 電源性能，使其適用于高性能計(jì)算 (HPC) 和移動應(yīng)用。
全公司的希望
盡管英特爾計(jì)劃用18A節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)其他處理器，但Clearwater Forest芯片的準(zhǔn)時(shí)量產(chǎn)對于建立英特爾晶圓代工業(yè)務(wù)的客戶信心至關(guān)重要。而這也正是基辛格扭轉(zhuǎn)英特爾局勢的核心策略，目的是通過領(lǐng)先的代工服務(wù)吸引其他公司下訂單，推動公司復(fù)蘇。這個(gè)項(xiàng)目的成功意味著基辛格大膽的“4年5節(jié)點(diǎn)”計(jì)劃即將完成，希望通過技術(shù)優(yōu)勢讓英特爾重新崛起。
英特爾還在活動中推出了其最新的基于Intel 3制程的 Xeon 6 Granite Rapids 數(shù)據(jù)中心芯片，這也自 2017 年AMD EPYC 推出以來，英特爾首次將數(shù)據(jù)中心處理器的內(nèi)核數(shù)量提升到與 AMD的競品相當(dāng)?shù)乃?。但值得一提的是，Xeon 6雖然使用了英特爾的“Intel 3”工藝節(jié)點(diǎn)，但在工藝技術(shù)上仍然落后于AMD即將推出的基于TSMC 3nm工藝的EPYC Turin處理器,因此如果要進(jìn)一步拉開差距，仍需要寄希望于Intel 18A制程的Clearwater Forest的Xeon芯片。
基辛格的計(jì)劃依賴于通過為其他公司代工芯片來維持公司的現(xiàn)金流，以支持英特爾繼續(xù)開發(fā)領(lǐng)先的芯片技術(shù)。然而，隨著英特爾最近取消了20A節(jié)點(diǎn)，18A節(jié)點(diǎn)的重要性更加凸顯。正如基辛格半年前在一次采訪中所說的：“我把整個(gè)公司都押在了18A節(jié)點(diǎn)上”。
最近，為了確保Intel 8A制程在2025年的順利量產(chǎn)，英特爾還宣布“跳過產(chǎn)品化”Intel 20A節(jié)點(diǎn)，提前把工程資源從Intel 20A投入到Intel 18A。
如果Clearwater Forest芯片不能按時(shí)高效地大規(guī)模生產(chǎn)，英特爾可能面臨更大的挑戰(zhàn)，而這家曾經(jīng)的芯片巨頭的未來將不再像現(xiàn)在這樣。對于英特爾來說，18A節(jié)點(diǎn)不僅決定了公司自己的命運(yùn)，也關(guān)乎美國國內(nèi)是否能保持世界領(lǐng)先的芯片制造能力。
不過，據(jù)外媒報(bào)道英特爾的18A制程并未通過美國芯片設(shè)計(jì)商博通（Broadcom）的測試。博通是在8月收到英特爾寄回的18A制程晶圓，經(jīng)過其工程師及高層團(tuán)隊(duì)的仔細(xì)評估，得出結(jié)論認(rèn)為該工藝目前尚不具備大規(guī)模量產(chǎn)的條件。這一消息無疑給英特爾能否按計(jì)劃順利量產(chǎn)18A處理器的前景投下了不確定的陰影。
此外，英特爾于當(dāng)?shù)貢r(shí)間8月6日官宣基于Intel 18A制程節(jié)點(diǎn)打造的首批產(chǎn)品——AI PC客戶端處理器Panther Lake和服務(wù)器處理器Clearwater Forest，其樣片現(xiàn)已出廠、上電運(yùn)行并順利啟動操作系統(tǒng)。距離流片僅隔不到兩個(gè)季度，英特爾便再次取得了突破性進(jìn)展。
目前，Panther Lake和Clearwater Forest均進(jìn)展順利，預(yù)計(jì)將于2025年開始量產(chǎn)。此外，英特爾還宣布，采用Intel 18A的首家外部客戶預(yù)計(jì)將于明年上半年完成流片。
文章來源：電子工程專輯訊
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