文章來源|中關村在線
作者|尹航
半導體芯片制程技術的創(chuàng)新突破，是包括英特爾在內的所有芯片制造商們在未來能否立足AI和高性能計算時代的根本。年內即將亮相的Intel 18A，不僅是為此而生的關鍵制程技術突破，同時還肩負著讓英特爾重回技術創(chuàng)新最前沿的使命。
那么Intel 18A為何如此重要？它能否成為助力英特爾重返全球半導體制程技術創(chuàng)新巔峰的“天命人”？RibbonFET全環(huán)繞柵極晶體管技術與PowerVia背面供電技術兩大關鍵技術突破，會給出世界一個答案。
攻克兩大技術突破 實力出色
RibbonFET全環(huán)繞柵極晶體管技術，是破除半導體芯片因漏電而導致普遍發(fā)熱問題魔咒的關鍵。這一問題在芯片制程工藝不斷進化的進程中，隨著芯片密度不斷攀升越來越普遍和嚴重，RibbonFET正是應對這一挑戰(zhàn)的有效解決方案。
通過英特爾十多年來最重要的晶體管技術創(chuàng)新之一，英特爾實現(xiàn)了全環(huán)繞柵極（GAA）架構，以垂直堆疊的帶狀溝道，提高晶體管的密度和能效，實現(xiàn)電流的精準控制，在實現(xiàn)晶體管進一步微縮的同時減少漏電問題發(fā)生。
與此同時，RibbonFET還能提高每瓦性能、最小電壓（Vmin）操作和靜電性能。無論在何種電壓下，都能提供更強的驅動電流，讓晶體管開關的速度更快，從而實現(xiàn)了晶體管性能的進一步提升。RibbonFET 還通過不同的帶狀寬度和多種閾值電壓（Vt）類型提供了高度的可調諧性，為芯片設計帶來了更高的靈活性。
晶體管作為半導體芯片最為關鍵的元件，會直接對性能產生影響。在日常應用中，我們格外關注PC處理器的散熱問題，積熱造成的處理器頻率下降是影響性能體驗最為直觀的因素。而半導體芯片性能提升又與晶體管密度關系密切，不斷縮小的芯片面積與不斷增加的晶體管密度看似是一組矛盾因子，因此需要RibbonFET全環(huán)繞柵極晶體管這樣的技術突破來沖破壁壘，確保更高晶體管密度下的性能釋放不被電流和溫度所影響。
Intel 18A另一項關鍵技術突破是PowerVia背面供電技術。
英特爾率先在業(yè)內實現(xiàn)了PowerVia背面供電技術，再次革新了芯片制造。隨著越來越多的使用場景都需要尺寸更小、密度更高、性能更強的晶體管來滿足不斷增長的算力需求，而混合信號線和電源一直以來都在“搶占”晶圓內的同一塊空間，從而導致?lián)矶拢⒔o晶體管進一步微縮增加了難度。
PowerVia背面供電技術應運而生，通過將粗間距金屬層和凸塊移至芯片背面，并在每個標準單元中嵌入納米級硅通孔 (nano-TSV)，以提高供電效率。這項技術實現(xiàn)了ISO功耗效能最高提高4%，并提升標準單元利用率5%至10%。
在兩大核心技術的支持下，Intel 18A將實現(xiàn)芯片性能、密度和能效的顯著提升。
與Intel 3制程工藝相比，Intel 18A的每瓦性能預計提升15%，芯片密度預計提升30%，這些改進不僅為英特爾自身產品提供了強大的性能支持，更將為諸多領域的未來創(chuàng)新應用奠定堅實的技術基礎。從醫(yī)療影像診斷到智能交通的精準調度，助力整個科技產業(yè)邁向新的高度。
應對多元應用場景，優(yōu)勢盡顯
當前的AI原生時代下，對于高性能計算（HPC）、復雜的AI訓練和推理任務等這類需處理海量數(shù)據(jù)、進行復雜運算，對性能要求近乎極致的應用場景對能效與性能有著嚴苛需求，PowerVia和RibbonFET兩項技術突破能夠為不同場景提供更加高效、穩(wěn)定的技術支撐。
在圖像信號處理、視頻和AI視覺等場景中，這兩大技術突破也能夠展現(xiàn)出不可替代性。PowerVia技術通過減少IR壓降、優(yōu)化信號布線以及提高芯片正面單元利用率，能夠顯著降低功耗損失。而RibbonFET技術通過更高的功能集成度在精密的醫(yī)療和工業(yè)傳感器設計方面優(yōu)勢顯著。
基于Intel 18A的首款產品Panther Lake將于2025年下半年發(fā)布。其高密度、高性能、靈活性、高能效的特點，將助力英特爾持續(xù)推動可持續(xù)的算力增長，從而滿足不同客戶群體多元化的需求。
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