Intel zeigt Details zu CPUs mit 32 und 22 Nanometern
Seit nunmehr sechs Jahren verkleinert Intel die Strukturbreite seiner Prozessoren in allen Jahren mit ungerader Zahl. 2009 stehen also eigentlich noch die 32-Nanometer-Prozessoren der Westmere-Familie mit Clarkdale für Desktops und Arrandale für Notebooks auf dem Plan. Da beide jedoch wegen der Wirtschaftskrise verschoben wurden, kommen sie erst im Januar 2010 auf den Markt – vorstellen will Intel seine 32-Nanometer-Technik aber nun noch kurz vor dem Ende des Jahres 2009.
Wie der Chiphersteller auf einer Veranstaltung in München erklärte, wird das eigentliche Gate des Prozessors beim Wechsel von 45 zu 32 Nanometern um 40 Prozent verkleinert: Es ist nun nur noch 12 statt 21 Nanometer breit. Das ist die größte Reduzierung seit der 90-Nanometer-Technik, bei der Intel mit berüchtigtem Pentium 4 mit dem Kern Prescott gegen die intern "power wall" genannte Beschränkung durch Leckströme gelaufen war.
Mit 45-Nanometer-Technik hatte Intel die High-k-Metal-Gates eingeführt ; diese Konstruktion geht nun mit 32 Nanometern in die zweite Generation. Die Veränderung der Transistorkonstruktion mit noch besseren Isolatoren und einem viel schmaleren Gate nahm der Chiphersteller zum Anlass, auch die Fertigungstechnik umzukrempeln.
Was bisher wegen der hohen Kosten vermieden wurde, muss nun auch Intel wagen: die Immersionslithographie, bei der der höhere Brechungsindex von hochreinem Wasser gegenüber Luft und anderen Gasen genutzt wird. AMD und Globalfoundries nutzen dies in ihren Werken schon für 45-Nanometer-Produkte .
Laut Intel werden diese "wet tools" aber nur für einige der bis zu neun Layer der kommenden CPUs genutzt. Die Investitionskosten in die neuen Maschinen belaufen sich trotzdem für die vier 32-Nanometer-Fabriken auf insgesamt 7 Milliarden US-Dollar. In Oregon, wo Intel seine Forschungsfabriken betreibt, produzieren die Fabs D1C und D1D bereits jetzt 32-Nanometer-Chips, die Fab 32 in Arizona und die Fab 11X in Neumexiko sollen 2010 die Serienfertigung aufnehmen.
Belichtet wird mit einer neuartigen Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 193 Nanometern, durch die Brechung mit Immersion und anderen Methoden werden die 32-Nanometer-Strukturen erzeugt. Immersionslithograpie und 193-Nanometer-Belichtung sollen Intel zufolge auch für den 22-Nanometer-Prozess noch ausreichen, den Intel 2011 zur Serienreife entwickeln will.
Erste Testchips gibt es schon, sie bestehen vor allem aus SRAM und vereinen bis zu 2,9 Milliarden Transistoren. Intel will die 22-Nanometer-Technik dann nicht nur für Prozessoren, sondern auch für Systems-on-a-Chip (SoC) nutzen. Solche SoCs auf Atom-Basis sollen dann auch den Durchbruch im Markt für Internethandhelds (MID) und Smartphones bringen.
Jenseits von 22 Nanometern ist aber wieder einmal Grundlagenforschung angesagt. Für 16 Nanometer sieht Intel bisher die ersten dreidimensionalen Transistoren vor, die bei 11 Nanometern im Jahr 2015 von Nanotechnik auf Carbonbasis abgelöst werden sollen. Die Forscher schlagen dafür derzeit optische Verbindungen zwischen Teilen des Chips, Nanodrähte von 5 Nanometern und auch Feldeffekttransistoren (FET) aus Carbonröhrchen vor.