تتجه شركة إنتل إلى "متغير معماري 1.4 نانومتر"... مراجعة توصيل الطاقة من الجانبين الأمامي والخلفي

يُذكر أن شركة التصنيع المتكاملة (IDM) إنتل تدرس داخليًا بنية تستخدم توصيل الطاقة من الجانبين الأمامي والخلفي بهدف ملاحقة منافسيها عند العقدة فائقة الدقة فئة 1.4 نانومتر. وفقًا للصناعة، كانت إنتل قد خططت لتطبيق تقنية "PowerDirect" التي تعتمد على توصيل الطاقة من الجانب الخلفي فقط (BSPDN) على عملية 14A، وهي العملية الأساسية لفئة 1.4 نانومتر. لكن بالنسبة للعملية اللاحقة 14A2، يُقال إنها تراجع إدخال بنية "ثنائية الجانب" تستخدم كلاً من الجانبين الأمامي والخلفي. يرتبط هذا التغيير الهيكلي مباشرةً بحدود التصوير الضوئي (العيوب العشوائية) التي تنشأ مع تضييق مسافة التوصيل البيني المعدني الأدنى (M0) التي تسعى إليها إنتل إلى حوالي 21 نانومتر.
أعلنت إنتل رسميًا عن خطة لزيادة كثافة الرقاقة بمقدار 1.3 مرة مقارنةً بعمليتها الحالية 18A من أجل اللحاق بـ N2/A14 من TSMC و SF2Z من سامسونج. تستهدف عملية 14A مسافة M0 حوالي 28 نانومتر، لكن من خلال تحسينات على غرار نصف العقدة، يُحلل أن 14A2 تدفع مسافة M0 إلى 21 نانومتر. في هذه الحالة، حتى عند إجراء التصوير الضوئي مرتين (نقش مزدوج)، يكون الكسب الإجمالي في الكثافة كبيرًا بما يكفي لتحسين اقتصاديات أدوات EUV عالية الدقة (High NA) التي تبلغ تكلفتها مئات المليارات من الوون لكل وحدة.
المشكلة هي أنه بمجرد أن تصبح خطوط الدوائر دقيقة للغاية عند 21 نانومتر أو أقل، تزداد مقاومة التوصيلات بشكل أسي. لا تستطيع البنية التحتية للممرات النانوية عبر السيليكون (nTSV) التي بُنيت أصلاً لتوصيل الطاقة من الجانب الخلفي، بمفردها، التعامل مع كثافة التيار التي تتطلبها الترانزستورات، مما ينتج عنه "هبوط الجهد" (IR drop) حيث ينخفض الجهد بشكل حاد. وبناءً على ذلك، يُحلل أن إنتل اعتمدت بنية هجينة تُبقي شبكة توصيل الطاقة من الجانب الخلفي كالمسار الرئيسي مع إعادة تخصيص جزء من التوصيل المعدني للجانب الأمامي إلى إشارات الطاقة المساعدة والساعة، وذلك لتأمين هامش الطاقة الذي أصبح غير كافٍ بسبب التصغير وحدود التصوير الضوئي. على الرغم من العيب المتمثل في زيادة تعقيد التوصيلات، يُقرأ هذا على أنه "منتج حل وسط"، وهو تباين عكسي للبنية تم القيام به لاستخراج مواصفات العملية 21 نانومتر.
إنتل ليس لديها متسع من الوقت. وفقًا لخارطة الطريق الخاصة بها، من المقرر أن تدخل عملية 14A في الإنتاج التجريبي في عام 2028 والإنتاج الضخم في عام 2029. لتحقيق ذلك، تخطط إنتل لتوزيع الإصدار 0.9 من حزمة أدوات التصميم (PDK) لعملية 14A على العملاء الخارجيين في أكتوبر هذا العام، وتواجه الآن مهمة تأمين طلبات ثابتة من كبرى شركات التصميم (fabless) خلال الأشهر الـ 18 المقبلة. على النقيض من ذلك، تمكنت منافستها TSMC بالفعل من تحقيق عوائد مستقرة على عمليتها 2 نانومتر (N2) خلال عامي 2025 و2026، مكتملة دخولها السوق وفقًا لجدول إطلاق منتجات أكبر عملائها، آبل. علاوة على ذلك، بحلول الوقت الذي تبدأ فيه إنتل الإنتاج التجريبي لـ 14A في عام 2028، تخطط TSMC لشحن منتجات تامة الصُنع حقيقية بحجم 1.4 نانومتر (A14) إلى السوق. تخطط سامسونج إلكترونيكس أيضًا لتسويق "SF2Z"، وهي عملية محسنة بتقنية 2 نانومتر تطبق توصيل الطاقة من الجانب الخلفي، في عام 2027. أكبر سلاح لدى سامسونج هو إتقان الترانزستورات ذات البوابة الشاملة (GAA) الذي صقلته منذ اعتمادها الأول للهيكل في عقدة 3 نانومتر.
شرح مسؤول في الصناعة: "بينما تكافح إنتل لتأمين العوائد لأنها قدمت GAA و BSPDN معًا لأول مرة في 20A/18A، تقوم سامسونج ببساطة بإضافة توصيل الطاقة من الجانب الخلفي (BSPDN) فوق هيكل GAA الذي تم إثباته بالفعل بعملية 2 نانومتر، لذا فإن مخاطرها التقنية أقل بكثير."
$INTC