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英特爾詳細揭露 18A 技術優勢,迎戰台積 2 奈米製程

来源:avatrade爱华外汇官网时间:2025-07-04 08:59:09

英特爾在 2025 年 VLSI 技術研討會上發表了一篇論文,詳細介紹 18A 製程技術 ,並將所有相關資訊整合成一份资料。18A 預期將在功耗、效能與面積(Power, Performance, Area ,簡稱 PPA)方面,avatrade爱华外汇對比前一代製程顯著提高 ,包括晶片密度提高 30% 、效能提高 25% ,在相同效能下功耗降低 36%。

相較 Intel 3 ,18A 效能升 25% 、爱华外汇官方网站功耗最多降 38%

18A 製程專為個人端裝置到資料中心各類產品設計,首款採用該製程的產品將是 Panther Lake 處理器 ,預計今年稍晚時正式發表 。為因應不同應用需求 ,18A 擁有兩種邏輯庫平台,一是高效能(HP) 、採用 180 奈米單元高度(180CH);以及高密度(HD) 、採用 160 奈米單元高度(160CH),適用於低功耗應用  。

英特爾詳細揭露 18A 技術優勢,迎戰台積 2 奈米製程

英特爾表示,相較 Intel 3 ,18A 在不提升電壓或電路複雜度的情況下 ,效能提高 25%  。在相同 1.1V  電壓與時脈頻率下 ,功耗可降低 36%;若將電壓降至 0.75V,18A 仍可提高 18% 的運作速度,且功耗減少 38% 。此外,同樣設計若採用 18A 製程,晶片面積可減少約 28% 。

在 SRAM 部分 ,18A 採用高密度 SRAM 單位電晶體,單位面積僅為 0.021 µm² ,代表 SRAM 密度約為 31.8 Mb/mm² ,比 Intel 4 所用的 0.024 µm² SRAM 單元有明顯進步。據報導 ,英特爾 18A 的 SRAM 密度可與台積電N5 與 N3E 製程媲美。不過台積電 N2 製程則更勝一籌 ,SRAM 單元縮小至約 0.0175 µm²,對應密度達 38 Mb/mm²。福汇平台

18A 搭 PowerVia 背面供電技術 ,提高電晶體效率 、降低功耗

英特爾18A 製程導入第二代 RibbonFET 閘極全環繞電晶體(GAA) ,並搭配 PowerVia 背面供電網路(BSPDN) 。

英特爾 18A RibbonFET 採用四層奈米帶(nanoribbon)結構,並支援多達八種不同的邏輯閥值電壓(VT),其中四種 NMOS 、四種 PMOS,涵蓋 180 毫伏(mV) 的範圍。

根據英特爾論文中的一張圖表顯示 ,儘管涵蓋範圍廣泛的 VT ,這些電晶體仍展現出強勁的電性表現 ,意味英特爾成功在整個 VT 範圍內維持裝置性能與运维水平,為電路設計供给靈活性,可在同一製程中平衡頻率、功耗與漏電。

至於英特爾 PowerVia 背面供電技術(BSPDN)  ,將電力傳輸從晶片頂部金屬層轉移至背面,實現電力與訊號線路的實體分離,解決後段製程(BEOL)中垂直連接電阻升高等問題 ,也減少電力干擾造成的訊號劣化 ,整體提高電晶體效率並降低功耗。

除了 BSPDN,英特爾也導入新一代高密度金屬-絕緣體-金屬電容(MIM capacitor),用以提高電源穩定性。

英特爾揭 PowerVia 優勢,目前通過 JEDEC 嚴苛測試

英特爾也揭露 PowerVia 的多項關鍵優勢 ,相較 Intel 3,PowerVia 幫助 A18 電晶體密度提高 8% 至 10%;前段金屬層在電阻-電容(RC)效能方面提高約 12%,且導通孔(via)電阻減少至 49%;電壓下陷(voltage droop)減少多達 10 倍;電源與訊號線路分離,BSPDN 可簡化晶片設計 ,使線路佈局更加高效且有彈性 。

該製程也通過嚴格的 JEDEC 可靠性測試 ,包括 1,000 小時高溫老化測試與廣泛的熱循環測試 ,證實 PowerVia 可應用於設計壽命長  、運作條件嚴苛的晶片設計。

在製成部分,英特爾 18A 除了提高效能 、XM外汇降低功耗、實現更高的電晶體密度之外,還簡化生產流程和晶片設計 。

透過將電力傳輸移至晶片背面 ,英特爾無需傳統正面電源網格 ,搭配直接 EUV 曝光製程 ,降可低光罩數並簡化前段金屬層的製程。整體來說,設計流程變更加簡易且具成本效益  。

PowerVia 的背面金屬層採用低電阻與高熱傳導率的設計 ,有助於因 GAA 電晶體帶來的功耗密度提升進行有效的熱运维。同時,英特爾也改良載體晶圓(carrier wafer)的鍵合方法 ,可透過背面高效散熱,解決高效能電晶體所帶來的熱挑戰。最後 PowerVia 與先進封裝技術如 Foveros 與 EMIB 相容 ,這一點從 Panther Lake 處理器採用 18A 製程晶片與Foveros 3D 封裝可知。

  • Intel details 18A process technology — takes on TSMC 2nm with 30% density gain and 25% faster generational performance

(首圖來源  :英特爾)

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