Die künftige CPU-Architektur von Intel Intel Foundry erreicht Meilenstein mit dem Prozess Intel 18A

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Intel hat für die ersten Foundry- Produkte auf „Intel 18A“, „Panther Lake“ und „Clearwater Forest“, die Entwicklung abgeschlossen. Die Prozessoren sollen planmäßig 2025 in Produktion gehen. Darüber hinaus will das Unternehmen im ersten Halbjahr voraussichtlich auch das erste Kundendesign zur Fertigung freigegeben.

Intel 18A ist der erste Prozess, der Innovationen wie „RibbonFET“- Gate-all-around“-Transistoren und die „Powervia“-Technologie nutzt, welche Transistorskalierung sowie eine größere Performance pro Watt ermöglichen. Panther Lake ist ein KI-PC-Client- und Clearwater Forest ein Server-Prozessor.

„Einem Ingeniör ist nix zu schwör!“

Was Intel richtig macht

Die CPUs verfügen über 'powered-on', das heißt: betriebsbereite und gebootete, Betriebssysteme. Dass sie nun das Entwicklungsstadium verlassen haben, sind für Intel Meilensteine, die in weniger als zwei Quartalen nach dem Tape-out erreicht wurden. Beide Produkte werden voraussichtlich 2025 in Produktion gehen. Auch der erste externe Kunde wird voraussichtlich in der ersten Hälfte des kommenden Jahres mit dem Intel 18A loslegen.

Im Juli hat Intel das 18A Process Design Kit (PDK) 1.0, veröffentlicht, Design-Tools, die es Foundry-Kunden ermöglichen, die Fähigkeiten der RibbonFET Gate-all-around-Transistor-Architektur und Powervia Backside Power Delivery in ihren Designs zu nutzen. EDA- und IP-Partner (Electronic Design Automation) aktualisieren damit ihre Angebote, damit die Kunden mit ihren endgültigen Produktionsdesigns beginnen können.

Shankar Krishnamoorthy, General Manager der EDA Group bei Synopsys, sagt: „Es ist großartig zu sehen, dass Intel Foundry diese kritischen Meilensteine erreicht hat. Mit 18A, das nun kundenbereit ist, bringt Intel Foundry die notwendigen Komponenten zusammen, die für die Entwicklung von KI-Lösungen der nächsten Generation erforderlich sind, die unsere gemeinsamen Kunden benötigen und erwarten. Synopsys spielt eine entscheidende Rolle als Schnittstelle zu den weltweiten Foundrys, und wir sind stolz darauf, mit Intel Foundry zusammenzuarbeiten, um die führenden EDA- und IP-Lösungen von Synopsys für ihren Spitzenprozess zu ermöglichen.“

15.000 müssen gehen

Intel entlässt

Die gestrige Bekanntgabe über das Erreichen der Meilensteine folgt auf die von Intel, 15.000 Mitarbeiter entlassen zu müssen.

RibbonFET und Powervia

RibbonFET ist die Intel-Implementierung von GAA-Transistoren (GAA = get-all-around). Im Gegensatz zu traditionellen FinFET-Transistoren, bei denen das Gate nur drei Seiten des Kanals umschließt, wird hier der Kanal vom Gate vollständig umschlossen. Dies ermöglicht eine bessere Kontrolle über den Stromfluss durch den Kanal und reduziert Leckströme.

Durch die Möglichkeit, mehrere „Ribbons“ (kleine Leitungsbahnen) parallel zu schalten, können Designer zudem die Größe des Transistors und damit die Leistung und den Stromverbrauch besser anpassen. Dies ist besonders wichtig, da die Miniaturisierung der Transistoren (nach dem Mooreschen Gesetz) immer schwieriger wird. Außerdem bieten GAA-Transistoren, wie sie bei RibbonFET verwendet werden, eine bessere Leistung und Energie-Effizienz im Vergleich zu FinFET-Transistoren, insbesondere bei Fertigungstechnologien unter 5 Nanometer.

Powervia wiederum ist eine Technik, die darauf abzielt, die Stromversorgung in einem Chip zu optimieren. Traditionell erfolgt die Stromversorgung von der Oberseite des Chips durch mehrere Metallschichten. Powervia verschiebt diesen Prozess auf die Unterseite, was den Platz auf der Oberseite für Signal- und Datensignale freigibt.

Durch diese Trennung von Strom- und Signalwegen lässt sich die Stromversorgung effizienter gestalten, etwa durch die Reduzierung von Widerständen und Spannungsverlusten. Die Stromversorgung wird stabiler, was wiederum die Leistung und Zuverlässigkeit des Chips erhöht. Da die Strom- und Signalwege getrennt sind, wird zugleich das Rauschen auf den Signalwegen reduziert. Dies ist besonders wichtig für hohe Taktraten und komplexe Schaltungen.

Im Zusammenspiel mit belastbaren, nachhaltigen, zuverlässigen Fertigungskapazitäten und Lieferketten sowie der fortschrittlichen Gehäusetechnologie, so Intel, bringe Intel Foundry alle Komponenten zusammen, die für die Entwicklung und Fertigung von KI-Anwendungen der nächsten Generation benötigt würden, damit diese skalierbar sind und effizienter laufen können.

Der im nächsten Jahr erscheinende Prozessor Clearwater Forest, der Archetyp zukünftiger CPU- und KI-Chips, wird die branchenweit erste in Massenproduktion hergestellte Hochleistungstechnik sein, die RibbonFET, Powervia und „Foveros Direct 3D“ für höhere Dichte und Leistungsaufnahme kombiniert. Foveros Direct wiederum ist eine Weiterentwicklung der 3D-Integrationstechnologie von Intel, die es ermöglicht, verschiedene Halbleiter-Dies in einem vertikalen Stapel zu verbinden. Diese Technologie baut auf Intels ursprünglicher Foveros-Technologie auf und verbessert die Integration von Komponenten durch die Nutzung von Direct Die-to-Die (D2D)-Verbindungen.

Zum Beispiel gehört zu den Vorteilen der Technik, dass Foveros Direct die Kombination verschiedener Dies ermöglicht, die in unterschiedlichen Fertigungstechnologien hergestellt wurden. So können beispielsweise leistungsstarke Prozessorkerne mit hochintegrierten I/O- oder Speicherchips kombiniert werden. Das erhöht die Flexibilität bei der Entwicklung neuer Produkte.

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