英特爾詳細介紹Intel 18A-P工藝節點,現已進入風險試產階段

Intel 18A工藝現在已經應用在客户端的Panther Lake處理器以及數據中心的Clearwater Forest處理器上,而Intel 18A的迭代工藝也在穩步推進中,在2026年VLSI(超大規模集成電路)國際研討會上,英特爾代工介紹了其製程路線圖和未來技術創新方面的最新進展。Intel 18A-P作為Intel 18A系列的首個性能增強版本,現已進入風險試產階段,符合去年首次向客户和合作伙伴公佈的時間表。

“我們在VLSI研討會上展示的最新進展和所作的報告,向英特爾代工的客户和合作伙伴傳遞了一個明確信號:我們長期堅定致力於前沿製程創新。”英特爾代工執行副總裁兼總經理Naga Chandrasekaran表示,“這是一段持續推進的旅程,前方仍有更多工作要做。我們很高興有機會分享我們在Intel 18A-P以及更長期研發方面取得的進展。”

與Intel 18A相同,Intel 18A-P提供兩種單元高度(180nm和160nm),接觸柵極間距(Contacted Poly Pitch)為50nm。Intel 18A-P在相同功耗下性能可提升9%,或在相同性能下功耗可降低18%,同時具備增強的熱特性,在芯片設計上也更靈活。

英特爾在其180 HP庫和160 HD庫中新增了多種單元選項,以支持更廣泛的產品。針對低功耗設計,英特爾 推出W1(180CH)、W1.5(160CH) 。針對高性能需求,英特爾新增了 W3P(支持180CH和160CH) ,它 通過“Power Boost”技術實現性能提升 。此外Intel 18A-P與Intel 18A的設計規則完全兼容,可便捷複用現有IP和設計流程。

Power Boost能效增強技術,這是Intel 18A-P的全新雙接觸、低電阻晶體管方案,可在不增加電容的情況下提升驅動電流,並實現更高的運行頻率。

英特爾通過材料和設計創新,讓Intel 18A熱阻降低了20%-40%。利用幾何和材料優化,過孔電阻(指芯片各層之間的垂直連接)降低了10%-30%。通過應變工程提升PMOS的遷移率,使電流更高效地通過晶體管。在ULVT和LVT之間新增第五組Vt(邏輯閾值電壓)選項,為芯片設計人員提供平衡速度與功耗的額外選擇。

藉助Intel 18A製程節點,英特爾代工已經將全環繞柵極(GAA)晶體管和背面供電(BSPD)技術推向市場。面向未來的邏輯芯片設計,英特爾的工程團隊在VLSI大會上探討了這些技術如何在性能、能效和微縮方面奠定基礎:

英特爾代工副總裁兼英特爾院士Eric Karl展示了英特爾如何量化背面供電和GAA晶體管的優勢。他指出,這些技術與同類正面互連技術相比,可減少11%的佈線面積,並將動態壓降幅度縮小10倍,從而實現高達6%的頻率提升或超過15%的動態功耗降低

英特爾代工硅片與平台工程團隊的Manju Shamanna分享了基於GAA晶體管和背面供電技術製造的CPU核心的硅片測試結果。他的研究表明,這兩項技術在較低電壓下(約0.5V)可實現約30%的頻率提升,同時減少了IR(內阻)壓降,運行也更高效。

英特爾代工還在VLSI研討會上介紹了在多個對未來芯片微縮至關重要的領域的長期研究進展:

互補場效應晶體管(CFET):英特爾展示了單片式CFET反相器,其NMOS與PMOS器件垂直堆疊,柵極間距為45nm。通過垂直器件架構,英特爾為在GAA晶體管之後繼續推進邏輯微縮開闢了新路徑。

面向電源管理的氮化鎵+硅集成:英特爾展示了300mm晶圓上的單片集成技術,將氮化鎵功率器件與硅基邏輯,包括一個約1000個邏輯門的數字控制模塊集成在一起,使得高效、大規模的數字控制能夠與高性能功率器件在同一工藝下協同工作,並降低系統複雜性。

減成法釕互連(Subtractive ruthenium interconnect):英特爾展示了採用空氣間隙集成的減成法釕互連技術,與銅互連相比,電容降低高達約35%,且頻率提升顯著,為隨着互連尺寸持續縮小而改善電阻電容指標提供了一條可行路徑。