TSMC a anunțat că procesul său de fabricație a cipurilor A14 (clasa 1,4 nm) va intra în producție în 2028, după lansarea tehnologiei sale de 2 nm la sfârșitul acestui an și bazându-se pe gama sa actuală de cipuri din clasa 3 nm. Compania spune că nodul A14 reprezintă un salt semnificativ atât în performanță, cât și în eficiență a anunțat Techspot.com.
Planul de producție a fost dezvăluit săptămâna aceasta la Simpozionul Nord-American de Tehnologie. Ca parte a anunțului, TSMC a dezvăluit planuri pentru un nod A16 intermediar, programat pentru lansare la sfârșitul anului 2026. Acest nod va servi drept o rampă de lansare către procesul transformator A14.
A vine de la angstromi, următoarea subdiviziune a metrului după nanometru, și reprezintă următoarea evoluție a producătorilor de cipuri in eforturile lor de a crea procesoare mai mici si mai eficiente.
Un punct culminant al generației A14 este NanoFlex Pro, o arhitectură îmbunătățită a tranzistorilor care permite proiectanților de cipuri să ajusteze configurațiile pentru putere, performanță și suprafață optime, pe baza cerințelor specifice fiecărei aplicații.
Deși TSMC nu a dezvăluit toate detaliile tehnice ale NanoFlex Pro, se așteaptă ca acesta să se bazeze pe arhitectura FinFlex existentă a companiei, care permite proiectanților să combine diferite tipuri de celule standard – cum ar fi celule de înaltă performanță, cu consum redus de energie sau eficiente din punct de vedere al suprafeței – într-un singur bloc. NanoFlex Pro poate oferi un control și mai fin, potențial la nivel de tranzistor, sau poate introduce instrumente de proiectare mai inteligente pentru a accelera optimizarea cipurilor.
TSMC își extinde familia de cipuri de 3 nm cu N3P și N3X
Între timp, producția pentru procesul de 3nm de generație a treia al TSMC, N3P, care a intrat oficial în producția de masă în trimestrul 4 al anului 2024, este deja în creștere. Ca o variantă optică redusă a N3E, N3P alimentează acum cipuri de înaltă performanță pentru clienți atât din centrele de date, cât și din sectoarele tehnologiei avansate de consum.
Cu N3P în plină producție, N3X pe drumul cel bun și A14 la orizont, TSMC își dublează strategia de a oferi îmbunătățiri multiple ale nodurilor pentru a extinde ciclul de viață al fabricilor sale de ultimă generație și al proprietății intelectuale a clienților. Toate acestea sunt susținute de cheltuieli de capital masive de 40 de miliarde de dolari pentru 2025, consolidând poziția producătorului de cipuri ca alegere principală pentru cei mai avansați semiconductori din lume.
Intel confirmă ambițiile în materie de producție de cipuri, dezvăluind îmbunătățiri ale proceselor de 18A și 14A
Provocările recente ale Intel sunt, fără îndoială, familiare oricui a acordat atenție pieței semiconductorilor. Aceste probleme au fost motivul pentru care compania l-a numit recent pe veteranul industriei semiconductorilor Lip-Bu Tan în funcția de CEO.
Unii au speculat chiar că Intel ar putea să-și vândă afacerea de producție de cipuri și să se concentreze doar pe design și proiectare, urmând modelul companiei AMD.
La recenta conferință Direct Connect a companiei, însă, noul CEO a precizat că Intel nu numai că nu are nicio intenție să facă acest lucru, dar își dublează eforturile pentru a-și revendica renumele de clasă mondială în domeniul producției de semiconductori anunță techspot.com.
Deși Intel nu a anunțat niciun client nou în domeniul producției la Direct Connect, așa cum sperau unii, a precizat clar că există un accent reînnoit pe serviciul pentru clienți și pe furnizarea a ceea ce își doresc potențialii clienți.
În acest scop, Intel a introdus mai multe variante noi ale nodurilor sale de proces de 18A și 14A anunțate anterior. Atât 18A-P, cât și 18A-PT utilizează aceiași tranzistori GAA (Gate All Around) și tehnologia de alimentare PowerVia backside ca și 18A, împreună cu îmbunătățiri suplimentare.
Cea mai semnificativă schimbare este o gamă mai largă de niveluri de tensiune acceptate, despre care noul director de operațiuni globale al Intel Foundry, Dr. Naga Chandrasekaran, a explicat că va permite aplicații dincolo de calculul de înaltă performanță. În plus, 18A-P oferă suport îmbunătățit pentru gama de niveluri de performanță acceptabile în diferite zone ale unui cip.
Împreună, aceste actualizări și altele oferă o îmbunătățire de până la 8% a performanței pe watt, menținând în același timp compatibilitatea regulilor de proiectare cu cipurile destinate inițial pentru 18A.
Schimbare culturală amplă în modul în care Intel abordează afacerea sa de producție
Pentru 14A, Intel a distribuit detalii tehnice suplimentare și a subliniat câteva îmbunătățiri cheie. În special, multe dintre aceste modificări reflectă sprijinul extins al companiei pentru ecosistemul mai larg al semiconductorilor. De fapt, CEO-ul Lip-Bu Tan a petrecut o mare parte din prima oră a evenimentului interacționând cu parteneri din industria EDA (Electronic Design Automation), care dezvoltă software de proiectare a cipurilor.
Din punct de vedere istoric, Intel s-a bazat în principal pe instrumentele sale EDA proprietare, dar acest lucru a început să se schimbe odată cu 18A și s-a extins semnificativ odată cu 14A. Drept urmare, CEO-ii Synopsys, Cadence și Siemens au discutat cu Lip-Bu despre optimizarea instrumentelor lor pentru cele mai recente oferte de producție de cipuri ale Intel.
Deși aceasta poate părea o schimbare minoră, marchează o schimbare semnificativă care ar trebui să faciliteze proiectarea de cipuri pentru terți pentru unitățile de producție ale Intel. Mai important, reflectă o schimbare culturală mai amplă în modul în care Intel abordează afacerea sa de producție.
Îmbunătățire a performanței pe nodurile de producție 14A și 18A
Intel a prezentat, de asemenea, comparații ale performanței așteptate între 14A și 18A, iar cifrele au fost impresionante: o îmbunătățire de 15-20% a performanței per watt, o creștere de 1,3x a densității tranzistoarelor și o reducere de 25-35% a consumului de energie. Compania a subliniat că 14A – despre care se așteaptă să intre în producție în 2027 – se bazează pe lecțiile învățate din dezvoltarea 18A, inclusiv tranzistoarele RibbonFET de a doua generație și o livrare îmbunătățită de energie din spate.
Intel a anunțat, de asemenea, o variantă 14A-E, concepută pentru un consum de energie și mai mic, ceea ce o face ideală pentru designul cipurilor mobile de generație următoare.
Inovații în tehnologiile sale avansate de împachetare
Unul dintre cele mai recunoscute avantaje ale Intel Foundry față de alți producători de cipuri constă în tehnologiile sale avansate de împachetare. Aceste inovații au ca scop permiterea unor chipleturi mai sofisticate care combină mai multe matrițe – adesea produse de diferiți furnizori și pe noduri de proces diferite.
Chipleturile reprezintă o nouă modalitate de a construi cipuri care pot îmbunătăți randamentele și reduce costurile. Acestea împart cipul în elemente discrete și le conectează cu o interfață standardizată, permițând proiectanților să facă față provocărilor legate de performanță, eficiență, putere, dimensiune și costuri. Adică în locul producerii monolitice, dintr-o singură bucată a unui procesor, se produc secțiuni distincte ale acestuia care apoi sunt asamblate. În procesul de producție defecțiunile apar doar în anumite porțiuni ale procesorului, astfel, prin această abordare nu mai este necesar aruncarea întregului procesor ci doar a secțiunii defecte, crescând eficiența utilizării materiilor prime.
Pe măsură ce limitele fizice constrâng dimensiunea cipurilor individuale, industria se orientează din ce în ce mai mult către designuri de sisteme cu chipleturi pentru a continua îmbunătățirile în stilul Legii lui Moore (1,5 – 2x la fiecare doi ani). De fapt, cele mai avansate procesoare AI de astăzi sunt chipleturi masive care integrează mai multe matrițe și se bazează pe împachetări de ultimă generație pentru a funcționa eficient.
În acest context, Intel a dezvăluit la Direct Connect noi versiuni atât ale interconectării cip-la-cip EMIB, cât și ale tehnologiilor de stivuire a cipurilor Foveros. Aceste actualizări includ opțiuni de interconectare cu costuri mai mici, viteză mai mare și opțiuni de interconectare variate. Intel a subliniat, de asemenea, că aceste tehnologii de împachetare pot fi utilizate cu matrițe de cipuri construite la alte fabrici, la fabricile Intel sau orice combinație a celor două.
Intel atenuează riscurile cu tehnologii noi de producție
Intel își acoperă pariul pentru High-NA EUV cu nodul de proces 14A – o tehnică alternativă Low-NA are un randament și reguli de proiectare identice. High-NA EUV- High Numerical Aperture-Extreme Ultra Violet- Litografia EUV utilizează lumină ultravioletă extremă cu o lungime de undă de 13,5 nanometri pentru a imprima structurile fine ale procesorului pe baza de siliciu. Cu cât unghiurile din care sistemul optic captează lumina sunt mai mari, cu atât detaliile afișate sunt mai fine. Parametrul decisiv al intervalului unghiular este diafragma numerică (NA-numerical aperture).
Intel a explicat, de asemenea, rațiunea din spatele strategiei sale High-NA EUV la conferința Intel Foundry Direct 2025 din această săptămână conform tomsharware. În ciuda întrebărilor persistente cu privire la eficiența costurilor, Intel a susținut utilizarea noului instrument de fabricare a cipurilor High-NA EUV cu viitorul său proces 14A. Cu toate acestea, Intel nu s-a angajat încă pe deplin să utilizeze noul instrument în producție, dar are un flux de producție alternativ pentru nodul său 14A care utilizează un standard Low-NA EUV ca plan de rezervă.
Intel a primit deja un al doilea instrument EUV high-NA, instalat în fabrica sa din Oregon, iar compania spune că tehnologia progresează bine. Cu toate acestea, datorită dezvoltării continue, mașinile ASML Twinscan NXE:5000 High-NA EUV, în valoare de ~400 de milioane de dolari, nu au fost încă utilizate într-un mediu de producție, așa că Intel nu își asumă niciun risc.
Tehnici alternative cu randament și reguli de proiectare identice
„Primul aspect este că Intel are în continuare opțiunea de a avea fie o soluție Low-NA, fie una High-NA pe tehnologia noastră 14A, iar compatibilitatea acesteia cu regulile de proiectare nu va avea niciun impact asupra clienților, în funcție de calea pe care o alegem. În al doilea rând, High-NA EUV se ridică la nivelul așteptărilor și îl vom introduce la momentul potrivit”, a declarat Dr. Naga Chandrasekaran, EVP, CTOO și GM al Intel Foundry Technology and Manufacturing.
„Avem deja date despre 18A, precum și despre 14A, care arată paritatea randamentului între soluția noastră bazată pe Low-NA și o soluție bazată pe High-NA. Așadar, continuăm să facem progrese pe plan tehnologic și să ne asigurăm că avem opțiunile potrivite disponibile pentru a ne asigura că soluția pe care o oferim clienților noștri are cel mai mic risc și cea mai bună recompensă în ceea ce privește deciziile pe care le luăm”, a explicat Naga.
Deoarece ambele tehnici sunt compatibile cu regulile de proiectare, clienții Intel nu vor trebui să își modifice proiectele indiferent de decizia companiei privind fluxul final de fabricație, fie cu, fie fără High-NA EUV, ceea ce ajută la eliminarea îngrijorărilor pe care clienții le-ar putea avea cu privire la adoptarea de către Intel a unei tehnologii de producție încă nedemonstrate.
În plus, afirmația Intel conform căreia ambele fluxuri de producție oferă aceleași randamente semnalează că nu vor exista repercusiuni severe asupra timpului de lansare pe piață dacă dezvoltarea High-NA EUV se confruntă cu un obstacol sau dacă Intel alege să nu o implementeze din motive economice. Utilizarea multipatterning-ului reduce adesea randamentele, dar afirmația Intel privind paritatea randamentului vorbește despre progresele multipatterning-ului modern, în special în domeniul tehnologiei de suprapunere.
Cu toate acestea, Intel a adoptat mai întâi mașina ASML pentru a obține un avantaj față de concurență și a produs deja 30.000 de wafere de siliciu folosind litografia High-NA în timpul fazei de dezvoltare. (Wafer-ul este un disc de siliciu pe care se „imprimă” prin intermediul laserelor EUV mai multe procesoare în același timp, și din care acestea sunt decupate la finalizarea procesului)
„În cele din urmă, vreau să vorbesc despre EUV High-NA. De ce facem asta? Este foarte simplu; are un cost mai mic.”
„Așadar, per total, vedem un flux mult mai scurt și mai simplu, iar acesta este tipul de aplicație în care folosim High-NA în 14A, ceea ce reduce costul în comparație cu EUV 0,33 NA cu treceri multiple [Low-NA]. În plus, acest lucru oferă opțiunea de a elimina straturile metalice și de a obține o îmbunătățire suplimentară a performanței.”
Intel nu a specificat dacă comparațiile sale se bazează sau nu pe o imprimare cu reticul complet. High-NA poate imprima doar jumătate dintr-o reticulă odată, necesitând două imprimări pentru a crea un procesor de dimensiunea reticulei și bazându-se pe îmbinare pentru a reuni cele două imprimări într-o singură unitate coezivă. În schimb, matrițele care au dimensiunea egală sau mai mică decât jumătate de reticulă vor necesita o singură imprimare cu High-NA EUV. În schimb, mașinile Low-NA EUV pot procesa o matriță de dimensiunea reticulei complete într-o singură imprimare.
Intel „suflă și în iaurt”
Intel are multe amintiri neplăcute cu problemele și întârzierile cu tehnologia nodurilor sale de 10 nm, care au dus în cele din urmă la pierderea avantajului companiei în fabricarea de cipuri față de TSMC, și atribuie problemele de 10 nm pariurilor prea mari pe noi tehnici și tehnologii de fabricație simultan.
Decizia de a dezvolta un flux de producție alternativ Low-NA este concepută pentru a preveni repetarea acelor greșeli din trecut, iar Intel a redus, de asemenea, riscurile altor tipuri de progrese prin dezvoltarea de soluții alternative în trecut.
Rivalul Intel, TSMC, a confirmat că nu va utiliza High-NA cu nodul său concurent A14 și nu a indicat când va utiliza noul instrument High-NA EUV în producția de volum. Intel plănuise inițial să utilizeze High-NA cu procesul său de 18A, care ajunge înaintea nodului de 14A pe piață. Intel a modificat ulterior aceste planuri, spunând că dezvoltarea neașteptat de rapidă a nodului de proces însemna că mașinile nu vor fi gata la timp.
