Intel zapowiedział rozszerzenie oferty procesów technologicznych o Intel 18A-P. Poznaliśmy szczegóły i wydajność nowej litografii

W październiku 2025 roku Intel przedstawił światu procesory z rodziny Panther Lake, które bazują na litografii Intel 18A. Okazała się ona bardzo innowacyjnym procesem technologicznym, m.in. dzięki wykorzystaniu tranzystorów RibbonFET oraz zasilania od spodu chipu PowerVia. Teraz, podczas wydarzenia VLSI 2026, Intel przedstawił oficjalną zapowiedź pokrewnej litografii Intel 18A-P, która ma przynieść kolejny wzrost wydajności lub efektywności energetycznej.

Intel, podczas wydarzenia VLSI 2026, zapowiedział litografię Intel 18A-P, która ma przynieść kolejny wzrost wydajności o 9% lub efektywności energetycznej o 18% względem procesu technologicznego Intel 18A.

Intel 18A - Omówienie nowej litografii dla procesorów Panther Lake. Lepsza efektywność energetyczna dzięki RibbonFET i PowerVia

Proces technologiczny Intel 18A-P stanowi rozwinięcie litografii Intel 18A. Producent podkreśla, że zachowano pełną kompatybilność między tymi procesami, dzięki czemu możliwe jest przenoszenie projektów układów scalonych między nimi bez konieczności ich pełnego przeprojektowania. Nowy proces ma zapewniać wzrost wydajności obliczeniowej o 9% przy tym samym poborze mocy lub poprawę efektywności energetycznej o 18% przy tej samej wydajności względem litografii Intel 18A. Jednak to nie wszystko, Intel wprowadził również innowacje materiałowe, które mają zapewniać od 20 do 40% poprawy odporności termicznej. W praktyce może to oznaczać mniejsze nagrzewanie się elementów procesora, a w konsekwencji lepsze odprowadzanie ciepła oraz stabilniejszą pracę układu. Dodatkowo Intel zmniejszył od 10 do 30% rezystancję pionowych przelotek (vias) między warstwami tranzystorów i metalizacji (warstwy ścieżek), co również przekłada się na ograniczenie strat energetycznych i cieplnych w układzie.

Rio Rancho w centrum planu Intela. Szklane substraty, EMIB i pakowanie układów AI ważniejsze niż sama litografia

Wprowadzono również ulepszenia w strukturze tranzystorów PMOS, polegające na optymalizacji naprężeń w strukturze krystalicznej krzemu (strain engineering).  Jest to dosyć istotne, gdyż wpływa to na odległości między atomami, co powoduje zmianę struktury pasm energetycznych. A to w konsekwencji wpływa na mobilność ładunków dodatnich (potocznie "dziur" - brak elektronu w paśmie walencyjnym atomu w strukturze krystalicznej półprzewodnika). Mobilność należy rozumieć jako zdolność ładunków do poruszania się w kanale tranzystora, co bezpośrednio wpływa na jego rezystancję oraz szybkość przełączania. W efekcie poprawia to wydajność energetyczną oraz przyśpiesza działanie tranzystorów PMOS. Pozostając w tematyce, Intel w litografii Intel 18A-P umożliwia dobór dwóch typów tranzystorów: low-power oraz high-performance, które mogą być wykorzystywane w różnych proporcjach w zależności od potrzeb, np. tranzystory high-performance pojawią się w większej liczbie dla rdzeni CPU.

Intel Xeon 6776P - na tragach GTC 2026 ogłoszono, że procesory trafią do serwerów AI NVIDIA DGX Rubin NVL8

Intel wprowadził również piąty poziom napięcia progowego (Vt) dla tranzystorów, umieszczony pomiędzy ULVT (Ultra Low Vt) a LVT (Low Vt). Napięcie progowe (Vt) to napięcie, przy którym tranzystor tworzy kanał przewodzący między źródłem a drenem, umożliwiając przepływ prądu. Dobór tego parametru wpływa na szybkość przełączania tranzystora oraz prąd upływu, a więc również na pobór mocy. Niższe Vt oznacza wyższą wydajność i szybsze przełączanie kosztem większych strat energii, natomiast wyższe Vt zmniejsza prąd upływu, ale ogranicza szybkość działania tranzystora. Co bardzo istotne, Vt nie jest parametrem regulowanym w czasie, jest to stała cecha danego typu tranzystora wybierana na etapie projektowania. Wprowadzenie nowego poziomu Vt zwiększa elastyczność projektową i pozwala lepiej dopasować charakterystyki tranzystorów dla różnych części układu. Poprawiając wydajność tam, gdzie poziom ULVT był niewystarczający oraz efektywność energetyczną tam, gdzie LVT było nadmiarowe.

Intel 18A-P bez skoku gęstości, ale z wyraźną poprawą parametrów. Fabryka dostaje ważniejszy argument niż sama litografia

Litografia Intel 18A-P, podobnie jak Intel 18A, oferuje dwa warianty wysokości komórek logicznych 160 nm i 180 nm. Stanowią one kompromis między gęstością upakowania a wydajnością. Mniejsze komórki pozwalają zmieścić więcej tranzystorów na tej samej powierzchni, a większe zapewniają lepsze parametry prądowe, co wpływa na wydajność. Dodatkowo proces wykorzystuje kontaktowany skok polikrzemu (CPP) wynoszący 50 nm, co oznacza bardzo duże zagęszczenie tranzystorów w strukturze układu. Jest to odległość między bramkami tranzystorów z uwzględnieniem kontaktów elektrycznych. Intel zaprezentował także zmiany w technologii PowerVia, a właściwie w sposobie jej wykorzystania w prowadzeniu połączeń. Power Boost wykorzystuje Dual Connect, który redukuje pojemność elektryczną układu, co bezpośrednio przekłada się na szybsze przełączanie tranzystorów. W efekcie układ osiąga wyższą wydajność i lepszą efektywność energetyczną przy tej samej powierzchni.

Z litografii Intel 18A-P może skorzystać firma Apple do produkcji kolejnych generacji procesorów dla MacBooków Air i iPadów

Oprócz litografii Intel 18A-P zaprezentowano także osiągnięcia badawcze działu Foundry. Intel prowadzi badania nad wykorzystaniem technologii GaN. Naukowcy z Intela oraz Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego wykazali możliwość budowy cyfrowych układów sterowania w technologii hybrydowej GaN NMOS i krzemowej PMOS, osiągając rekordową efektywność energetyczną na poziomie 6,2 attojula na etap. Kolejnym obszarem są integracje CFET przy pitchu bramki 45 nm w strukturze 2x2, gdzie pionowo łączy się tranzystory NMOS i PMOS, wykorzystując nowe techniki łączenia oraz architekturę wspólnej bramki. Zaprezentowano również interkonekty bazujące na Rutenie z izolatorami Airgap (wolna przestrzeń zamiast dielektryka), czyli nową metodę prowadzenia ścieżek redukującą pojemność elektryczną o 35% i poprawiającą wydajność układów o 2%, a także zmniejszającą rezystancję przelotek o 50%.

Procesory Apple M7 oraz Apple A21 podobno będą produkowane w fabrykach Intela, z użyciem litografii Intel 18A-P oraz Intel 14A

Podsumowując, Intel podkreśla, że ulepszenia w procesie 18A-P w zakresie pracy przy niskim napięciu są korzystne dla energooszczędności układów wykorzystywanych przy sztucznej inteligencji, HPC oraz nowych zastosowań obliczeniowych. Podczas targów Computex 2026 Intel oficjalnie zapowiedział procesory Intel Xeon z rodziny Diamond Rapids, które będą produkowane właśnie w litografii Intel 18A-P. Według doniesień branżowych, procesem tym jest już zainteresowanych kilku dużych klientów. Wymieniane są m.in. TeraFab, SpaceX i Apple. Prawdopodobne staje się również to, że NVIDIA, Google i inni będą w jakiś sposób korzystać z usług Intela, w miarę jak rośnie zapotrzebowanie na układy na rynku sztucznej inteligencji.