Intel apuesta por una "variante de arquitectura de 1,4 nm"... Revisando la entrega de energía tanto frontal como posterior

El fabricante integrado de dispositivos (IDM) Intel supuestamente ha estado considerando, internamente, una arquitectura que aprovecha tanto la entrega de energía frontal como la posterior para alcanzar a sus rivales en el nodo ultrafino de clase 1,4 nm. Según la industria, Intel había planeado aplicar "PowerDirect", una tecnología de entrega de energía por el lado posterior (BSPDN) únicamente, en 14A, el proceso base de la clase 1,4 nm. Sin embargo, para el proceso posterior 14A2, se dice que está revisando la introducción de una arquitectura de "doble lado" que utiliza tanto el frente como la parte posterior. Este cambio estructural está directamente relacionado con la limitación litográfica (defectos estocásticos) que surge a medida que el paso de interconexión metálica más baja (M0) que Intel persigue se reduce a alrededor de 21 nm.

Intel ha anunciado oficialmente un plan para aumentar la densidad de chips en 1,3 veces en comparación con su 18A existente, con el fin de alcanzar a N2/A14 de TSMC y SF2Z de Samsung. El proceso 14A apunta a un paso M0 de alrededor de 28 nm, pero mediante mejoras de tipo medio nodo, se analiza que 14A2 reduce el paso M0 a 21 nm. En este caso, incluso cuando la litografía se realiza dos veces (doble patrón), la ganancia de densidad general es lo suficientemente grande como para que la economía de las herramientas EUV de alta NA, que cuestan cientos de miles de millones de wones por unidad, realmente mejore.

El problema es que una vez que las líneas del circuito se vuelven extremadamente finas, a 21 nm o menos, la resistencia de la interconexión aumenta exponencialmente. La infraestructura de nano vías a través de silicio (nTSV) construida originalmente para la entrega de energía por el lado posterior no puede, por sí sola, manejar la densidad de corriente que demandan los transistores, produciendo una "caída IR" en la que el voltaje disminuye bruscamente. En consecuencia, se analiza que Intel adoptó una estructura híbrida que mantiene la red de entrega de energía por el lado posterior como la ruta principal mientras reasigna parte de la interconexión metálica del lado frontal de vuelta a la energía auxiliar y las señales de reloj, con el fin de asegurar el margen de potencia que se ha vuelto insuficiente debido a los límites de escalado y litografía. A pesar de la desventaja de una mayor complejidad de interconexión, esto se lee como un "producto de compromiso", una variación hacia atrás de la arquitectura realizada para exprimir las especificaciones del proceso de 21 nm.

A Intel se le acaba el tiempo. Según su hoja de ruta, 14A está programado para pasar por producción de riesgo en 2028 y entrar en producción en volumen en 2029. Con ese fin, Intel planea distribuir la versión 0.9 del kit de diseño de procesos (PDK) de 14A a clientes externos este octubre, y ahora enfrenta la tarea de asegurar pedidos firmes de los principales clientes fabless en los próximos 18 meses. En contraste, el rival TSMC ya ha asegurado rendimientos estables en su proceso de 2 nm (N2) durante 2025 y 2026, completando su entrada al mercado de acuerdo con el cronograma de lanzamiento de productos de su mayor cliente, Apple. Además, para cuando Intel comience la producción de riesgo de 14A en 2028, TSMC planea haber enviado ya productos terminados de verdadero 1,4 nm (A14) al mercado. Samsung Electronics también planea comercializar "SF2Z", un proceso mejorado de 2 nm que aplica entrega de energía por el lado posterior, en 2027. El arma más grande de Samsung es la competencia en transistores Gate All Around (GAA) que ha perfeccionado desde que adoptó por primera vez la estructura en el nodo de 3 nm.

Un funcionario de la industria explicó: "Mientras Intel lucha por asegurar rendimientos porque introdujo GAA y BSPDN juntos por primera vez en 20A/18A, Samsung simplemente está superponiendo la entrega de energía por el lado posterior (BSPDN) sobre una estructura GAA de 2 nm ya probada, por lo que su riesgo técnico es mucho menor".

$INTC