اینتل جزئیات لیتوگرافی 18A-P را منتشر کرد؛ ارتقای چشمگیر عملکرد تراشه‌ها

اینتل جزئیات بیشتری از فناوری ساخت 18A-P خود به اشتراک گذاشته است؛ گرهی که انتظار می‌رود توجه مشتریان بزرگی را به خود جلب کند.

فناوری 18A-P اینتل درست به اندازه 14A برای کسب‌وکار کارخانه‌های ریخته‌گری (Foundry) این شرکت حیاتی است و این غول تراشه‌سازی درحال تشریح مزایای آن نسبت به نسل 18A است. تولید نیمه‌هادی‌ها تجارتی بسیار دشوار است و اینتل سخت در تلاش است تا با توسعه سریع گره‌های پردازشی و فناوری‌های بسته‌بندی پیشرفته، کارخانه‌های خود را به استانداردهای برتر برساند. با توجه به پیشرفت‌های عظیم در 18A و سروصداهای پیرامون گره‌های بعدی مانند 14A، بخش Foundry اینتل در مسیر درستی قرار دارد، اما آن‌ها هنوز باید خود را به مشتریانشان ثابت کنند.

ازاین‌رو، اینتل عجله‌ای ندارد. قطعاً مشتریان دوست دارند جدیدترین و بهترین فناوری‌ها در سریع‌ترین زمان ممکن عرضه شوند، اما اینتل درحال ارائه یک پیشنهاد منحصربه‌فرد است: گرهی که به‌طور ویژه برای مشتریان طراحی شده و بر پایه فرایند 18A بنا شده است.

پیش‌تر اشاره‌هایی به 18A-P شده بود و حالا در رویداد VLSI 2026، اینتل اطلاعات کاملی از این گره پردازشی کلیدی ارائه داده است. اینتل تأیید کرده که 18A-P اکنون در مرحله تولید آزمایشی (Risk Production) قرار دارد و با ویژگی‌های جدیدی نظیر Power Boost همراه شده است.

در بخش جزئیات، ابتدا با ارتقای عملکرد و بهره‌وری مصرف انرژی روبه‌رو هستیم. فناوری 18A-P اینتل در مقایسه با 18A، حدود 9 درصد افزایش عملکرد در توان مصرفی یکسان، یا 18 درصد مصرف انرژی کمتر در عملکرد یکسان (براساس بلوک استاندارد هسته ARM) ارائه می‌دهد. این گره بر پایه همان ترانزیستورهای GAA و سیستم برق‌رسانی از پشت تراشه (Backside Power) ساخته شده و با قوانین طراحی 18A کاملا سازگار است که امکان استفاده مجدد از طراحی‌ها و IPهای موجود را فراهم می‌کند.

اینتل دستاوردهای 18A-P در ولتاژ پایین را برای کاربردهای هوش مصنوعی با بهره‌وری بالا، محاسبات با کارایی بالا (HPC) و پردازش‌های نوظهور بسیار عالی می‌داند. علاوه‌براین، 18A-P نوآوری‌هایی در زمینه مواد معرفی کرده که در صورت استفاده از جریان‌های کاری پیشرفته EDA، باعث بهبود 20 تا 40 درصدی در مقاومت حرارتی می‌شود. همچنین مقاومت اتصالات عمودی درون سیلیکونی (TSV) نیز بین 10 تا 30 درصد بهبود یافته است.

لیست کامل ویژگی‌های 18A-P به شرح زیر است:

• افزایش 9 درصدی عملکرد در توان ثابت یا 18 درصد مصرف توان کمتر در عملکرد ثابت نسبت به 18A، به همراه بهبود ویژگی‌های حرارتی و انعطاف‌پذیری بیشتر در طراحی.
• رونمایی از Power Boost؛ فناوری جدیدی با تماس دوگانه و مقاومت پایین در 18A-P که امکان افزایش جریان و فرکانس بالاتر را در ظرفیت خازنی مشابه فراهم می‌کند.
• بهبود 20 تا 40 درصدی مقاومت حرارتی از طریق نوآوری در مواد و طراحی.
• بهبود 10 تا 30 درصدی مقاومت Via (اتصالات عمودی بین لایه‌های تراشه) با استفاده از بهینه‌سازی‌های هندسی و مواد.
• افزایش تحرک‌پذیری از طریق مهندسی کشش روی PMOS via، که باعث می‌شود جریان با کارایی بیشتری از ترانزیستور عبور کند.
• سازگاری کامل قوانین طراحی 18A-P با 18A که امکان استفاده مجدد و بی‌دردسر از دارایی‌های فکری (IP) را می‌دهد.
• مشابه با 18A، لیتوگرافی 18A-P نیز دو ارتفاع سلول (180 نانومتر و 160 نانومتر) و فاصله اتصالات پلی (Poly Pitch) برابر با 50 نانومتر ارائه می‌دهد.

در مورد قابلیت جدید Power Boost، اینتل آن را اولین پیاده‌سازی صنعتی از معماری نوین تماس دوگانه می‌نامد که توسط سیستم برق‌رسانی از پشت PowerVia برای ترانزیستورهای NMOS و PMOS فعال می‌شود. با این ویژگی، 18A-P عملکرد بهتری در ابعاد یکسان برای کاربردهایی که محدودیت توان دارند، به ارمغان می‌آورد. 18A-P سلول‌های ترانزیستوری با ارتفاع 160 نانومتر و 180 نانومتر ارائه می‌دهد.

تمرکز اصلی دیگر روی بهبود برق‌رسانی از پشت (Backside Power Delivery) است. با این فناوری، اینتل می‌تواند مسیر اصلی تأمین برق را به پشت ویفر منتقل کند و با کاهش فشار روی اتصالات جلویی، تراکم را کاهش دهد. با این روش، اینتل به کاهش 11 درصدی در مساحت، همراه با سیم‌های کوتاه‌تر و Viaهای کمتر دست یافته است. 18A-P از این سیستم برق‌رسانی در کنار فرآیندهای فلزی 32 نانومتری بهره می‌برد که طراحی مقرون‌به‌صرفه‌ای ایجاد کرده و مراحل تولید تراشه‌های نسل بعد را کاهش می‌دهد.

سایر دستاوردهای تحقیقاتی بخش Foundry اینتل در VLSI 2026:

• مدیریت توان کارآمد با فناوری ۳۰۰ میلی‌متری GaN و سیلیکون: پس از ساخت نازک‌ترین چیپلت نیترید گالیم (GaN) جهان، مهندسان اینتل دستاورد دیگری را به نمایش گذاشتند. تیم اینتل با همکاری دانشگاه کالیفرنیا (سن دیگو)، ثابت کرد که ساخت مدارهای کنترلی دیجیتال چند هزار گیتی به طور مستقیم روی یک تراشه با استفاده از روش ترکیبی nMOS از نوع GaN و pMOS سیلیکونی در فرآیند تولید 300 میلی‌متری کاملاً عملی است. این تیم به رکورد تأخیر توان (PDP) حدود 6.2 آتوژول (aJ) در هر مرحله دست یافت که بیش از 1000 برابر کارآمدتر از روش‌های قبلی منطق GaN است. این فناوری هزینه، اندازه و پیچیدگی را کاهش داده و عملکرد سیستم را بهبود می‌بخشد.
• یکپارچه‌سازی CFET در فاصله گیت ۴۵ نانومتری روی پشته نواری 2×2: ترانزیستورهای سه‌بعدی CFET، ترانزیستورهای NMOS و PMOS را به صورت عمودی روی هم قرار می‌دهند تا در فضای کمتر، عملکرد بیشتری ارائه دهند. تیم اینتل مدارهای منطقی را در ابعاد بسیار کوچک (فاصله $45$45 نانومتر) همراه با ویژگی‌های پیشرفته‌ای نظیر برق‌رسانی از پشت و اتصالات عمودی فشرده ساخت و تکنیک اتصالی را نشان داد که عملکرد را بهبود می‌بخشد.
• بهبود عملکرد با اتصالات روتنیم (Ru) دارای شکاف هوایی: اینتل نسل جدیدی از اتصالات دارای شکاف هوایی (Airgap) را به نمایش گذاشت که برای اولین بار با دستگاه‌های RibbonFET روی یک تراشه آزمایشی ترکیب شده است. این روش نسبت به اتصالات مسی سنتی، با کاهش ظرفیت خازنی تا 35 درصد، عملکرد مدار را حدود 2 درصد بهبود می‌بخشد و مقاومت اتصالات عمودی را نیز تا 50 درصد کاهش می‌دهد که منجر به انتقال سریع‌تر و کارآمدتر سیگنال می‌شود.

در رویداد Computex 2026، اینتل رسماً پردازنده‌های نسل بعدی زئون (Xeon) خود با نام Diamond Rapids را معرفی کرد که بر پایه گره پردازشی 18A-P ساخته خواهند شد. این مسئله نشان‌دهنده اطمینان اینتل است که فناوری‌های پردازشی این شرکت نه‌تنها برای تراشه‌های خارجی عالی هستند، بلکه برای تراشه‌های درحال توسعه خود شرکت نیز ایده‌آل محسوب می‌شوند.

طبق گزارش‌های اخیر، بخش ریخته‌گری اینتل مشتریان بزرگی پیدا کرده است؛ نام‌هایی نظیر اسپیس‌ایکس و اپل تاکنون فاش شده‌اند. همچنین انتظار می‌رود به دلیل شکاف عرضه و تقاضا ناشی از تب هوش مصنوعی، شرکت‌هایی مانند انویدیا و گوگل نیز به نحوی از کارخانه‌های اینتل برای تراشه‌های خود استفاده کنند.