For de som er interessert i halvlederindustrien - og prosessorer innenfor det - det har vært vanskelig å savne de siste nyhetene om problemer i Intelsin produksjonsprosess. Kort sagt, merkevaren 10nm litografi har ikke levd opp til forventningene når det gjelder ytelse, den har kommet et par år senere enn den burde og har ingen kapasitet til å konkurrere i markedet. Dermed har Intel valgt en tilnærming til 10 nm fra et annet perspektiv enn det de har kalt Superfin , som vi skal forklare nedenfor.
Selv måneder etter lanseringen har Intels 10 nm-prosessorer et veldig lavt produksjonsvolum, og Tiger Lake forventes å være det første sanne eksemplet på hva Intels 10 nm visjon skulle være. .
Intels produksjonsprosesser
Før vi går i gang med SuperFin, la oss se litt av historien som førte til fødselen. Det neste trinnet i støperiendringen i Intel-produksjonen, flyttingen til 7 nm med eUV (Extreme Ultra Violet) -teknologi er også forsinket (kunngjort av Intel selv). Med nyheter som dette sliter Intel med å opprettholde tilliten til at de kan lansere en bransjeledende produksjonsteknologi som er konkurransedyktig i markedet. Dette pleide å være den posisjonen Intel hadde til problemer og lags startet med sin 10nm-node.
Intels opplysninger om produksjonsteknologi varierer i kompleksitet avhengig av hvor vellykket produktet er internt. Da de først kunngjorde FinFET prosess på deres 22nm node i mai 2011, var det mye informasjon allerede fra begynnelsen, og noden var veldig vellykket. Med neste generasjon, 14 nm, var det noen forsinkelser med den første generasjonen av prosessorer (Broadwell), men til slutt forklarte selskapet prosessen i detalj ved en egen begivenhet rundt august 2014.
14nm prosess node har vært Intels hittil mest lønnsomme, og fortsatte forbedringer av intranode gjennom årene viser dette (14+, 14 ++, 14 +++, 14 ++++), noe som gir virksomheten en effektiv oppgradering tilsvarende en ren nodeoppgradering innen en enkelt generasjon prosessorer.
Når vi snakker om 10 nm, er situasjonen imidlertid ikke så optimistisk, selv om vi sammenligner den med forsinkelsene ved 14 nm. Til dags dato har Intel hatt to generasjoner på 10 nm prosessor produkter, hvorav en unngår å nevne offentlig. Cannon Lake, det første produktet på 10 nm, tok seg inn i merkevarens Crimson Canyon NUC mini-PC-er, og det var en katastrofe: bare to kjerner, ingen integrert grafikk, og selv om de inkluderte det i 2017-inntektsrapporten, avviklet selskapet det raskt .
Ice Lake var den riktige skyttelbussen for Intel på 10 nm, og tilbyr fire kjerner og god Gen 11 integrert grafikk med bare 15 W TDP. Den har funnet veien til mer enn 50 bærbare design, men til tross for at den tilbyr en bruttoprestasjonsøkning på opptil 20% klokke til klokke, har 10-20% reduksjon i klokkehastighet gjort den endelige forbedringen. være ubetydelig. Ice Lake-grafikk er fortsatt mye bedre enn 14 nm, og støtte for Thunderbolt 3 og 512-biters vektorinstruksjoner har likevel gjort et positivt poeng likevel.
I sin nåværende form, fordi Intel ikke ønsker å se Cannon Lake som en reell del av arven, ble Ice Lake ansett som et flatt "10nm" produkt uten ekstra fordeler. Senere ble Ice Lake Tiger Lake, bygget på en node kalt 10+.
Intel SuperFin-teknologi
SuperFin-teknologi på 10 nm er det Tiger Lake-arkitekturen er basert på, og representerer det nye 10+ navnet for litografien.
Som en del av Intels 10FS-prosess, skal vi se på hva som gjør dette forskjellig fra 10nm Ice Lake, samt oppdateringer på noen viktige deler av transistordesignet som utgjør denne prosessen, og hva de har gjort. at Intel hevder de har omdefinert måten de lager transistorer på.
10SD bygger på 10 nm ved å introdusere et omdefinert FinFET-design (4. generasjon?). Med høyere ytelse per Fin og et nytt SuperMIM (Metal-Insulator-Metal, Metal-Insulator-Metal) kondensator design, fokuserer SuperFin-design på tre områder:
Gjennom nye fabrikasjonsteknikker har den epitaksiale veksten av krystallinske strukturer i kilden og avløpet blitt forbedret, noe som øker belastningen for å redusere motstanden og la mer strøm strømme gjennom kanalene.
En forbedret kilde / dreneringsarkitektur og en forbedret produksjonsprosess for transistorport hjelper til med å øke mer kanalmobilitet, slik at ladebærere kan bevege seg raskere og forbedre ytelsen til hver av transistorene.
I tillegg hjelper en større porthøyde for å tillate en høyere drivstrøm for visse chipfunksjoner også å forbedre ytelsen. Normalt vil et større gate-trinn høres ut som transistoren også, og likevel å gjøre transistoren større med forbedret ytelse betyr faktisk at det trengs færre buffere i høyytelsescellebiblioteker, og til slutt reduseres cellestørrelsen som et resultat.
Når det gjelder metallstakken, gjør Intel noen påstander om at vi kan kalle "fet", og som involverer ganske interessant teknologi.
I de nedre lagene av bunken introduserer Intel et nytt sett med barriermaterialer som gjør dem tynnere, noe som også bidrar til å redusere motstanden til sporene med opptil 30%, slik at metallet i hver får en proporsjon større flyt. Reduksjonen i motstand forbedrer ytelsen til sammenkoblingen mellom metallag.
En annen forbedring i denne SuperFin-prosessen er at Intel på høyere nivåer introduserer ny SuperMIM kondensator som vi diskuterte tidligere. I følge produsenten tilbyr denne nye designen en 5X økning i kapasitans over en industristandard MIM-grense mens den tar samme plass.
Dette genererer et spenningsfall som til slutt fører til dramatisk forbedret produkt- og transistorytelse. Intel hevder dette er et bransjeledende design, muliggjort gjennom nøye deponering av nye Hi-K-materialer i tynne lag, mindre enn 0.1 nm, for å danne et slags "super grid" mellom to eller flere typer. av materialer.
Til sammen hevder Intel at alle disse SuperFin-funksjonene representerer den "største forbedringen i Intels historie", og tillater 17-18% høyere transistorytelse fra 10 nm design. Dette gjør at 10SF-prosessen tilsvarer en fullstendig oppgradering av hele noden over Intels 10nm-baserte prosess. For å trekke en parallell til 14nm-merket tilsvarer 10SF Coffee Lake (14 +++) til Broadwell (14nm).
