Halbleiterfertigung: Aus 10 nm wird "Intel 7"

Intel orientiert sich vorerst an TSMC, will aber dank RibbonFets und PowerVias ab 2025 führend bei der Halbleiterfertigung sein.

Ein Bericht von veröffentlicht am
Roadmap mit Intels kommenden Nodes
Roadmap mit Intels kommenden Nodes (Bild: Intel)

Einst war Intel jeglicher Konkurrenz voraus, wenn um die Chip-Fertigung ging. Mit den 14-nm- und 10-nm-Stufen verlor das Unternehmen zwar die Führung an die TSMC aus Taiwan, doch damit soll künftig Schluss sein: Bis 2024 will Intel gleichziehen und ab 2025 sogar wieder vor dem Mitbewerber liegen.

Inhalt:
  1. Halbleiterfertigung: Aus 10 nm wird "Intel 7"
  2. Angström-Ära mit RibbonFets und PowerVias

Auf der Intel Accelerated genannten Veranstaltung gab Intel überdies bekannt, sich vom bisherigen Namensschema abzuwenden: War einst von 10+++ nm die Rede, hieß das Verfahren zwischenzeitlich 10 nm Enhanced Super Fin und wird künftig schlicht als "Intel 7" bezeichnet.

Intel selbst sagt, damit soll eine bessere Vergleichbarkeit mit der Konkurrenz - spricht TSMC - gewährleistet werden. Tatsächlich ist 10 ESF deutlich näher an TSMCs 7 nm DUV dran, als es die Zahlen vermuten lassen. Beide Nodes weisen Charakteristiken auf, die hinsichtlich der Packdichte von Logiktransistoren sowie SRAM-Zellen und bei der Performance vergleichbar sind.

Quantispeed, ick hör dir trapsen

Beginnend mit 10 nm alias "Intel 7" wird das bisherige 7-nm-Verfahren (intern P1276) in "Intel 4" umbenannt, gefolgt von "Intel 3". Die Idee erinnert kurioserweise ein bisschen an das Quantispeed-Rating von AMDs früheren Chips: Modelle wie der Athlon XP 2600+ (Thoroughbred) liefen anno 2002 intern nur mit 2,133 GHz - sollten aber die Leistung eines Pentium 4 (Northwood) mit 2.660 MHz erreichen.

  • Aus 10 nm Enhanced Super Fin wird Intel 7 - gefolgt von Intel 4, Intel 3 und Intel 20A. (Bild: Intel)
  • Bei Intel 7 steigt die Leistung pro Watt an. (Bild: Intel)
  • Erste Designs damit sind Alder Lake und Sapphire Rapids. (Bild: Intel)
  • Bei Intel 4 alias 7 nm kommt erstmals EUV zum Einsatz. (Bild: Intel)
  • Intel nutzt den Node für Meteor Lake und Granite Rapids (Bild: Intel)
  • Intel 3 nutzt mehr EUV-Layer und weitere Verbesserungen. (Bild: Intel)
  • Mit 20A erfolgt der Wechsel auf eine Angström-Bezeichnung. (Bild: Intel)
  • Intel setzt auf GAA-Transistoren und eine rückseitige Stromversorgung. (Bild: Intel)
  • Links klassische FinFets,rechts RibbonFets als GAA-Transistoren (Bild: Intel)
  • Symbolische Darstellung - links ohne, rechts mit PowerVias. (Bild: Intel)
  • Mit den Packaging-Varianten Foveros Omni/Direct lassen sich vielfältige Chiplets verbinden. (Bild: Intel)
  • Foveros Omni eignet sich für unterschiedliche Dies ... (Bild: Intel)
  • ... und Foveros Direct für solche mit identischer Fertigung. (Bild: Intel)
  • Mit Qualcomm und AWS gibt es zwei neue Kunden für die Intel Foundry Services. (Bild: Intel)
Aus 10 nm Enhanced Super Fin wird Intel 7 - gefolgt von Intel 4, Intel 3 und Intel 20A. (Bild: Intel)
Bezeichnung (alt)Bezeichnung (neu)interner NameBelichtungProdukteJahr
10 nm Enhanced Super Fin (10+++ nm)Intel 7P1274DUVAlder Lake, Sapphire Rapids2021
7 nmIntel 4P1276EUVMeteor Lake, Granite Rapids2022
7+ nmIntel 3P1276EUVLake & Rapid2023
5 nmIntel 20AP1278EUVLake & Rapid2024
5+ nmIntel 18A(?)High-NALake & Rapid2025
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Für "Intel 7" verspricht der Hersteller eine bis zu 15 Prozent höhere Leistung pro Watt verglichen mit 10 nm SuperFin, mit "Intel 4" sollen 20 Prozent dazukommen und mit "Intel 3" noch einmal 18 Prozent. Dabei gilt, dass "Intel 4" alias 7 nm der erste Prozess mit extrem ultravioletter Belichtung (EUV) wird und die meisten Schichten damit produziert werden.

Alles bis einschließlich "Intel 7" nutzt noch Immersionslithographie mit Mehrfachbelichtung (Multi-Patterning), also sogenanntes DUV (Deep Ultra Violett). Chips dieser Generation sind unter anderem Meteor Lake für Desktops sowie Laptops und Granite Rapids für Server; beide Designs sollen 2023 in den Handel kommen.

Bei "Intel 3" soll EUV noch stärker verwendet werden, außerdem gibt es eine HP-Bibliothek (High Performance) mit höherer Packdichte und einen verbesserten Stromfluss. Danach erfolgt nominell und technisch ein Umbruch, mit dem Intel den Node deutlich von vorherigen Prozessen abgrenzt.

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Angström-Ära mit RibbonFets und PowerVias 
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mxcd 27. Jul 2021

Die resultierenden geringeren Spannungen und die geringere Abwärme bei gleicher Leistung...

mxcd 27. Jul 2021

Ich weiss nicht, weswegen die Baudichte, die Geschwindigkeit und die Modellbezeichnung...

Eheran 27. Jul 2021

Die illegale Geschäftspraxis von Intel mit Milliardenstrafe hast du nicht mitbekommen...

ms (Golem.de) 27. Jul 2021

Das mit dem Athlon steht übrigens im Text ;-)

dangi12012 27. Jul 2021

Intel hat Kapital und bestimmt gute Leute. Nachdem die letzten 3 Jahre eher katastrophal...



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