Nodo di processo Intel 4: nel dettaglio la novità di casa Intel

I nodi dei semiconduttori di Intel (qui per maggiori informazioni sull’azienda) sono stati piuttosto controversi con l’arrivo del design a 10 nm. Dopo anni di lavoro, il nodo è stato ritardato più volte e, solo di recente il pubblico in generale ha ottenuto i primi chip da 10 nm. Oggi, all’annuale simposio VLSI dell’IEEE, riceviamo maggiori dettagli sui prossimi nodi di Intel, chiamati Intel 4. Precedentemente indicato come processo a 7 nm, Intel 4 è il primo nodo dell’azienda a utilizzare la litografia EUV accompagnata da varie tecnologie. La prima cosa quando viene discusso un nuovo nodo di processo è la densità. Rispetto a Intel 7, Intel 4 raddoppierà il numero di transistor per la stessa area e consentirà transistor con prestazioni superiori del 20%.

Dettagli tecnici del nuovo nodo di processo Intel 4

Considerando le dimensioni dei singoli transistor, il nuovo nodo Intel 4 rappresenta un minuscolo pezzo di silicio ancora più piccolo del suo predecessore. E’ composto da un passo dell’aletta di 30 nm, un passo Poly Contact Gate di 50 nm tra i gate e un passo metallico minimo (M0) di 50 nm. Questi rendono il transistor Intel 4 significativamente più piccolo rispetto alla cella Intel 7. Per il ridimensionamento, Intel 4 fornisce il doppio del numero di transistor nella stessa area rispetto a Intel 7. Tuttavia, questo ragionamento viene applicato solo alla logica.

Per la SRAM, il nuovo PDK fornisce una riduzione dell’area di 0,77, il che significa che lo stesso SoC basato su Intel 7 non sarà la metà delle dimensioni di Intel 4. Ciò perché la SRAM svolge un ruolo significativo nella progettazione dei chip. La libreria Intel 7 HP può mettere 80 milioni di transistor su un millimetro quadrato, mentre Intel 4 HP è capace di 160 milioni di transistor per millimetro quadrato.

Transistor e EUV

Per quanto riguarda i singoli livelli di transistor, Intel si è divertita con loro poiché l’azienda ora ha inserito 16 strati di metallo per la logica nel nodo Intel 4, rispetto ai 15 nell’Intel 7 PDK. Il cancello è realizzato in tungsteno, mentre i primi quattro strati di metallo sono realizzati in rame con rivestimento in cobalto. Questo garantisce prestazioni migliori rispetto al rame semplice. Per gli strati rimanenti, per l’interconnessione del cablaggio viene utilizzato rame puro. 

Nel processo di produzione di Intel 4, l’azienda utilizza per la prima volta EUV ottenendo ottimi risultati. Il numero di passaggi per produrre il chip è ora ridotto e si dice che il numero di maschere per l’incisione sia ridotto del 20% rispetto a Intel 7, grazie a strumenti di litografia EUV più potenti.  Se non fosse per EUV, il numero di maschere per questo tipo di transistor dovrebbe aumentare del 30% poiché il processo di multi-patterning è molto complicato.

Prestazioni e guadagni

In ultimo, ma non per ultimo, ci sono le prestazioni di questi nuovi transistor. A una potenza iso di 0,65 Volt, Intel riporta un guadagno del 21,5% nella frequenza sostenibile con Intel 4 rispetto a Intel 7. A una potenza più elevata come 0,84 Volt, la curva si appiattisce con un miglioramento di circa il 10%. Per i test di frequenza iso, l’azienda segnala un consumo energetico inferiore del 40% misurato a una velocità di commutazione del transistor di 2,1 GHz.

I primi prodotti basati sul nuovo nodo arriveranno a volte nel 2023, con i progetti di Meteor Lake-P che arriveranno per primi sugli scaffali. Si prevede che seguiranno altre SKU e non vediamo l’ora di vedere quanto sarà buono questo nodo di produzione di semiconduttori.

E voi cosa ne pensate di questo nuovo nodo di processo Intel 4 ? diteci la vostra qui sotto nei commenti e restate connessi su tuttoteK, per le ultime novità dal mondo della tecnologia (e non solo!).