IEDM konferansında Intel, süreç teknolojisi yol haritasını ve önümüzdeki üç ila dört yıl içinde kullanıma sunulacak çip tasarımlarına yönelik vizyonunu paylaştı. Beklendiği gibi, Intel’in yeni nesil fabrikasyon süreçleri – Intel 4 ve Intel 3 – sırasıyla 2023 ve 2024’te yüksek hacimli üretim (HVM) için kullanılacak. Ayrıca, şirketin 20A ve 18A üretim düğümleri 2024’te HVM için hazır olacak, bu da 18A’nın planlanandan önce kullanıma sunulacağı anlamına geliyor. IEEE Spektrumu (yeni sekmede açılır) öneriyor.
Şimdiden 2025’e Kadar Intel Teknolojileri
| düğüm: | Intel 7 | Intel 4 | Intel 3 | Intel 20A | Intel 18A |
|---|---|---|---|---|---|
| Durum: | HVM | Şimdi hazır | H2 2023’te hazır | 1. Yarı 2024’te hazır | 2024’ün ikinci yarısında hazır |
| Önemli Ürünler: | Raptor Gölü, Sapphire Rapids | Meteor Gölü | Granit Rapids, Sierra Ormanı | Ok Gölü | Future Lake, Future Rapids, IFS |
NOT: Proses teknolojisi hazırlığı, HVM’nin başladığı anlamına gelmez.
Intel 4 Bugün Hazır, Intel 3 2023’ün 2. Yarısında Gelecek
Gelecek yıl Intel, Meteor Lake CPU kod adlı 14. Nesil Çekirdeği, her bir yonga seti farklı bir işlem teknolojisi kullanılarak yapılacak çoklu yonga (veya çoklu döşeme) tasarımına sahip ilk kitlesel pazar istemci işlemcisini piyasaya sürecek. Intel’in Meteor Lake ürünleri dört parçadan oluşacak: Intel 4 işlem teknolojisi (aka 7nm EUV) kullanılarak yapılan hesaplama döşemesi (CPU çekirdekleri), TSMC tarafından muhtemelen N3 veya N5 düğümü kullanılarak üretilen grafik döşemesi, SoC döşemesi ve I/ Ey kiremit. Ek olarak, döşemeler Intel’in Foveros 3D teknolojisi kullanılarak birbirine bağlanacak.
Meteor Lake’in bilgi işlem döşemesi, paketin tartışmasız en heyecan verici kısmı çünkü şirketin aşırı ultraviyole (EUV) litografi kullanacak ilk üretim düğümü olan Intel 4 (önceden 7nm olarak biliniyordu) üzerinde yapılacak. Intel’e göre bu fabrikasyon süreci seri üretime hazır, ancak bundan birkaç ay sonra Meteor Lake’in bilgi işlem yongasının HVM’si için konuşlandırılacak. Intel’in Ekim 2021’de bu bilgi işlem kutucuğuna güç verdiği göz önüne alındığında, düğümün şimdiye kadar üretime hazır olması şaşırtıcı değil. Biraz beklenmedik olan, Intel’in bu işlem teknolojisinin iki yıl önce ekildiği şekliyle Ponte Vecchio’nun Xe-HPC bilgi işlem GPU döşemelerini yapmak için kullanıldığını doğrulamamasıdır.
Intel, EUV’yi, 2019’un ikinci çeyreğinde N7+ düğümünde yonga üretmeye başlayan TSMC’den yaklaşık dört yıl sonra kullanmaya başlayacak. şirketin yaşam döngüsünün başlarında beklendiği gibi performans göstermeyen ve maliyetleri şirketin birkaç yıl önce umduğundan daha yüksek olan oldukça şanssız 10nm süreç ailesinin ardından gelmek.
Intel’in rakipleri Samsung Foundry ve TSMC’yi yakalaması gerektiğinden, Intel 4 işlem teknolojisine 2023 ~ 2024’te Intel 3 fabrikasyon düğümü (3nm sınıfı) katılacak. Bu süreç ikinci yarıda üretime hazır olacak 2023, Intel tarafından paylaşılan verilere göre. Şirket için yüksek profilli ürünler olan Intel’in kod adlı Granite Rapids ve Sierra Forest işlemcilerini yapmak için kullanılacak. Sierra Forest’ın şirketin enerji tasarruflu çekirdekler kullanan ilk veri merkezi CPU’su olması ve yüksek çekirdek sayısına sahip Arm tabanlı çeşitli tekliflerle rekabet etmesi bekleniyor.
Intel’in zaten Xeon ‘Granite Rapids’ örnekleri üzerinde çalışması gerekiyor, bu nedenle CPU tasarımı hazır gibi görünüyor ve düğümün kendisi HVM 2024 yolunda ilerliyor.
“Granite Rapids’in ilk adımı, fabrikanın dışına çıktı ve Intel 3 programa göre ilerlemeye devam ederken iyi bir verim sağladı.” söz konusu Intel’in CEO’su Pat Gelsinger, en son kazanç çağrısında. “Emerald Rapids iyi bir ilerleme gösteriyor ve 2023 yılının tamamı için yolunda ilerliyor, Granite Rapids birçok konfigürasyonda birden fazla işletim sistemi çalıştırarak çok sağlıklı ve watt başına birinci sınıf performans sağlayan ilk E-core ürünümüz Sierra Forest ile her ikisi de 2024 için sağlam bir şekilde yolda.”
Intel’in 18A’sı H2 2024’e Taşındı
TSMC ve Samsung’u yakalamak önemlidir, ancak süreç teknolojisi liderliğine geri dönmek için Intel’in her iki rakibini de geçmesi gerekecek. Bu, 2024’te şirket, RibbonFET markalı kapı çepeçevre transistörlerini ve PowerVia adı verilen arka taraf güç dağıtımını kullanacak olan 20A (20 angstrom veya 2nm) düğümünü tanıttığında gerçekleşecek. Intel, 20A düğümünün 2024’ün ilk yarısında üretime hazır olmasını bekliyor; diğer şeylerin yanı sıra, 2024’te istemci PC’ler için şirketin kod adlı Arrow Lake işlemcileri için yonga parçaları yapmak için kullanılacak.
Intel’in 20A’sı, endüstrinin ilk 2nm sınıfı düğümü olacak ve ayrıca transistör yoğunluğunu en üst düzeye çıkarmak, makul performans iyileştirmeleri sağlamak ve daha düşük güç tüketimi sağlamak için EUV’yi kapsamlı bir şekilde kullanacak. 2024 yılında, TSMC’nin geliştirilmiş transistör yoğunluğu ve performansı için tasarlanmış üçüncü nesil 3nm sınıfı (N3S, N3P) işlem teknolojilerine karşı rekabet etmesi planlanıyor. Bu üç düğümün birbirine karşı nasıl yığıldığını görmek için kalır. Yine de Intel, iki büyük yeniliği (GAA, BPD) eşzamanlı olarak tanıttığı için 20A süreci için çıtayı çok yükseğe koyuyor.
Yine de 20A, Intel’in 2025’in sonlarına kadar kullanmayı planladığı en gelişmiş işlem teknolojisi değil. Şirket ayrıca PPA’yı (performans, güç, alan) daha da artırmayı vaat eden 18A (18 angstrom, 1.8nm) üretim düğümünü hazırlıyor. Intel ve Intel Döküm Hizmetleri müşterileri için avantajlar.
18A için Intel başlangıçta, 8nm çözünürlük sağlayacak şekilde ayarlanmış 0,55 sayısal açıklık (NA) optiğine sahip EUV araçlarını kullanmayı planladı (şu anda kullanılan 0,33 NA’ya sahip EUV araçları durumunda 13nm idi). Ancak ASML’nin High-NA EUV ekipmanı üretimi yalnızca 2025’te hazır olacakken Intel, 18A’nın 2025’in ikinci yarısında rakiplerinin önünde üretime hazırlanmasını hedefliyor.
Mevcut nesil EUV araçlarını kullanarak çoklu modelleme ile 3nm sonrası düğümler için 8nm çözünürlüğe ulaşmak mümkün olduğundan (gerçi bu, üretim döngülerini uzatacak ve verimi potansiyel olarak etkileyebilir), Intel 18A ile bazı ek riskler almaya isteklidir. ve ASML’nin Twinscan NXE:3600D veya NXE:3800E’yi bu düğümde çip yapmak için kullanın çünkü kendisine tartışmasız pazar liderliği getireceğine inanıyor.
Görünen o ki, ilk 20A ve 18A test çipleri çoktan bantlanmış durumda.
Intel başkanı, “Intel 20A ve Intel 18A’da, RibbonFet ve PowerVia’dan yararlanan ilk düğümler, ilk dahili test çiplerimiz ve büyük bir potansiyel dökümhane müşterisininkiler, fabrikada çalışan silikonla bantlandı” dedi. “2025 yılına kadar transistör performansını ve güç performansı liderliğini yeniden kazanma yolunda ilerlemeye devam ediyoruz.”
Sistem Teknolojisi Ortak Optimizasyonu
Hem 20A hem de 18A üretim düğümleri, EUV araçlarını (ve hatta potansiyel olarak Yüksek NA EUV araçlarını) kapsamlı bir şekilde kullanacak ve bu teknolojilerde üretilen çipleri son derece pahalı hale getirecektir. Günümüzün büyük yekpare 4nm ve 5nm yongalarının bile geliştirilmesi, doğrulanması ve üretilmesi maliyetlidir, bu nedenle Intel’in Ponte Vecchio’su gibi çok parçalı tasarımlar popülerlik kazanıyor. 2nm ve 1.8nm’de, yüksek performanslı tasarımları daha da ayrıştırmak mantıklı olacaktır.
Bunu yapmak için Intel, tamamen yeni bir ‘dıştan içe’ tasarım yaklaşımının gerekli olacağına inanıyor. Intel, birkaç yıl sonra yonga tasarımcılarının tek bir yonganın işlevlerini çoklu yonga tasarımına ayırabileceklerini ve ardından performans, güç ve maliyet hedeflerini karşılamak için en uygun teknolojiyi kullanarak yonga parçaları üretebileceklerini öngörüyor. Intel bu yaklaşıma sistem teknolojisi ortak optimizasyonu (STCO) adını verir. Örneğin, mantık SRAM’den daha iyi ölçeklendiğinden, farklı düğümler kullanarak (optimum maliyet ve performans için) mantık ve önbellekler üretmek ve ardından bunları Foveros veya EMIB gibi teknolojiler kullanarak birleştirmek mantıklıdır.
Böyle bir yaklaşım göz önüne alındığında, başarılı bir dökümhanenin farklı yongalar ve rekabetçi paketleme teknolojileri için çeşitli düğümler sunması gerekecektir. Bu nedenle, Intel’in yakında çıkacak çok parçalı tasarımların en kazançlı kısımlarını yapmasını sağlamak için rakiplerinin önünde en iyi mantık teknolojisini (yani 20A ve 18A) sağlaması gerekiyor.