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Umrandet die Air Gaps zwischen den Layer-Verbindungen
Umrandet die Air Gaps zwischen den Layer-Verbindungen (Bild: Intel)

Air Gaps: Intel lässt bei Broadwell die Luft raus

Umrandet die Air Gaps zwischen den Layer-Verbindungen
Umrandet die Air Gaps zwischen den Layer-Verbindungen (Bild: Intel)

In Intels aktueller CPU-Generation Broadwell, bisher nur als Core M verfügbar, steckt an manchen Stellen - nichts. Luft zwischen den Verbindungen der Layer sorgt für bessere Isolation. Dies hat Intel nun bestätigt, und auch, dass am 14-Nanometer-Prozess eigentlich nichts 14 Nanometer breit ist.

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In einem ausführlichen Vortrag auf Intels jährlicher Anlegertagung hat William Holt, Leiter der Halbleiterfertigung, neue Details zur 14-Nanometer-Technik bestätigt. Unter dem Namen "Advancing Moores Law" bemühte sich der Ingenieur, das angekratzte Vertrauen in Intels Vorsprung bei der Chipfertigung wieder zu festigen. Broadwell, der laut Intels Tick-Tock-Strategie eigentlich spätestens Mitte 2014 verfügbar sein sollte, erscheint erst jetzt, Ende 2014.

Holt erklärte anhand etlicher Diagramme, dass die Ausbeute an funktionsfähigen Chips (yield) noch im ersten Quartal 2014 unter dem lag, was Intel als geeignet für die Serienfertigung betrachtet. Drei Monate später war dieser Wert aber erreicht, auch jetzt liegt er aber immer noch unter den Daten für die 22-Nanomter-Chips mit Codenamen Haswell. Das, so Holt, sei aber nicht verwunderlich: "Mit 22 Nanometern haben wir die höchste Ausbeute aller Zeiten".

  • 2013 war die Ausbeute von Broadwell noch zu gering, aber....  (Folie: Intel)
  • ... jetzt ist alles im grünen Bereich.  (Folie: Intel)
  • Die Air Gaps sitzen zwischen den Interconnects. (Folie: Intel)
  • Bei nominal gleicher Strukturbreite sieht sich Intel dennoch führend. (Folie: Intel)
  • Die Transistordichte hat sich mehr als verdoppelt. (Folie: Intel)
  • 7 Nanometer sind schon in Planung. (Folie: Intel)
  • Alles breiter als 14 Nanometer (Folie: Intel)
  • Auch beim SRAM für die Caches wurde alles kleiner. (Folie: Intel)
  • Die Finnen sind enger und länger. (Folie: Intel)
  • Immer drei Jahre schneller (Folie: Intel)
2013 war die Ausbeute von Broadwell noch zu gering, aber.... (Folie: Intel)

Ein neues Detail zur Konstruktion von Broadwell hatte Intels Halbleiterchef auch noch parat, und zwar die "Air Gaps". Wenn in der Chipbranche dieser Begriff fällt, ist gerade nicht das bei Security-Forschern zunehmend beliebte Überwinden der Luft als Angriffsvektor auf nicht verbundene Systeme gemeint, sondern das Gegenteil. Mit Luft in den Chips soll die Kontaktaufnahme von Leiterbahnen verhindert, nicht ermöglicht werden.

Das ist nun nötig geworden, weil die Metallverbindungen zwischen den Schichten eines Chips - Broadwell besteht aus 13 dieser Layer - immer näher aneinandergerückt sind. Die Interconnects sind nun nur noch 52 Nanometer voneinander entfernt, bei Haswell waren es noch 80 Nanometer. Das Material zwischen den Verbindungen, bisher typischerweise Glas, kann bei diesen Abständen keine vollständige Isolierung mehr bieten. Daher hat sich Intel für die Air Gaps entschieden, denn Luft - oder besser noch, ein Vakuum - ist das effizienteste und billigste Dielektrikum. Das gefürchtete Tunneln von einzelnen Elektronen durch das Material kann damit unterbunden werden. Die Konstruktion wird mit Luft oder einem Vakuum Air Gap genannt, wie Intel Golem.de sagte, befindet sich in Broadwell an den entsprechenden Stellen Luft.

  • 2013 war die Ausbeute von Broadwell noch zu gering, aber....  (Folie: Intel)
  • ... jetzt ist alles im grünen Bereich.  (Folie: Intel)
  • Die Air Gaps sitzen zwischen den Interconnects. (Folie: Intel)
  • Bei nominal gleicher Strukturbreite sieht sich Intel dennoch führend. (Folie: Intel)
  • Die Transistordichte hat sich mehr als verdoppelt. (Folie: Intel)
  • 7 Nanometer sind schon in Planung. (Folie: Intel)
  • Alles breiter als 14 Nanometer (Folie: Intel)
  • Auch beim SRAM für die Caches wurde alles kleiner. (Folie: Intel)
  • Die Finnen sind enger und länger. (Folie: Intel)
  • Immer drei Jahre schneller (Folie: Intel)
Die Air Gaps sitzen zwischen den Interconnects. (Folie: Intel)

Die Air Gaps sind bei anderen Herstellern schon lange üblich, IBM beispielsweise setzt sie seit seiner 32-Nanometer-Generation der Power-Prozessoren ein. Von IBM stammt auch ein 2006 angemeldetes Patent dazu; ob Intel es lizenziert hat, ist nicht bekannt. Bereits früher hatte sich Intel aber zu Air Gaps geäußert, der Chiphersteller arbeitet also schon länger daran. Wie bei manchen anderen Kniffen in der Halbleiterfertigung, beispielsweise den von AMD früher als bei Intel genutzten Kupfer-Interconnects, hat Intel offenbar die Technik dafür schon länger besessen und sie erst dann eingesetzt, als sie wirklich nötig war.

Keine 14-Nanometer-Struktur in Broadwell 

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DY 24. Nov 2014

Integerkern System werden. Bis dahin hat Intel noch knappe 2 Jahre Zeit die aktuellen...

cicero 23. Nov 2014

Das wäre dann eher "more-than-Moore"

neustart 22. Nov 2014

Na ja, die Kohlenwasserstoffverbindungen müssen doch erstmal entweichen können, damit ein...

Der mit dem Blubb 21. Nov 2014

Wer auch immer den Begriff Air Gap eingeführt hat, in den Löchern ist tatsächlich...

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