Intel desvela sus próximos nodos Intel 7, Intel 4, Intel 3, 20A y 18A

Introducción

Pat Gelsinger, el flamante nuevo CEO de Intel, acaba de desvelar la hoja de ruta de la compañía para sus próximas 5 generaciones de procesos de fabricación en lo que ha sido sin duda el anuncio más importante realizado por la compañía en los últimos meses.

Tal y como os hemos desvelado en esta otra noticia Intel ha cambiado la forma de nombrar sus procesos de fabricación. De esta forma Intel 7 es en realidad el nuevo nombre que dan a una mejora del actual nodo de 10nm, que van a estrenar con las CPUs Alder-Lake. Al mismo tiempo Intel 4 es en realidad el nuevo nombre del nodo que hasta ahora se conocía como 7nm y el cual llevan años desarrollando. Posteriormente, a una mejora de ese nodo Intel 4 la llamarán Intel 3. Más adelante vendrán los procesos 20A y 18A.

Veamos con un poco más de detalle las mejoras esperadas para cada uno de los procesos.

Intel 7 (anteriormente conocido como 10nm ESF)

Es una mejora del actual proceso de fabricación de 10nm SuperFin que les permite conseguir entre un 10% y un 15% más de rendimiento por vatio. Esto lo consiguen gracias a la optimización de transistores, como un aumento de la tensión, más materiales de baja resistencia, nuevas técnicas de patronaje de alta densidad, estructuras simplificadas y mejor enrutamiento con pilas de metal más altas.

El primer producto fabricado en el proceso Intel 7 serán los esperadísimos procesadores Alder Lake a finales de 2021 y los Sapphire Rapids para servidor en 2022.

Intel 4 (anteriormente conocido como 7nm)

Como ya sabíamos (cuando aún lo conocíamos como 7nm) este todo un nuevo proceso de fabricación para el cual estrenan fábricas y tecnologías de fabricación nuevas. Es el primer nodo FinFET de Intel en usar completamente la tecnología de litografía ultravioleta extrema (EUV).

El uso del EUV supone que tienen que usar un sistema óptico extremadamente complejo formado por lentes y espejos que enfocan haces de luz de 13,5nm de longitud de onda para imprimir cada minúsculo detalle de los transistores sobre las obleas de silicio. Es un avance importante si lo comparamos con la óptica de los sistemas litográficos usados hasta ahora que emiten la luz ultravioleta con una longitud de onda de 193nm.

Todo esto al final se traduce en que con este nodo serán capaces de fabricar CPUs con una mejora de 20% de rendimiento por vatio con respecto al proceso Intel 7.

El proceso de fabricación Intel 4 se estrenará con la arquitectura de CPUs de consumo Meteor Lake, entrando en producción a finales de 2022 y la llegada al mercado de consumo en 2023. Granite Rapids será la primera arquitectura de servidores en usar este proceso, llegando al mercado el mismo año.

Intel 3

Es una optimización con respecto al proceso Intel 4 (razón por la que probablemente Intel solo haya restado un número al elegir el nombre) con la que prometen una mejora de un 18% de rendimiento por vatio.

La mejora la consiguen gracias a la implementación de una librería más densa y de mayor rendimiento, una corriente intrínseca incrementada, una pila metálica para el interconnect mejorada con menor resistencia de vía y un incremento en el uso de litografía ultravioleta extrema (EUV).

Intel no ha desvelado qué arquitecturas usarán este proceso de fabricación, pero esperan empezar a fabricar los primeros procesadores en la segunda mitad 2023. Si esperamos el tiempo de rigor entre el inicio de fabricación hasta llegada a mercado podemos suponer que será a principios de 2024.

Intel 20A

Aquí es donde Intel pega un salto secular. El cambio de nombre sin duda refleja la importancia de lo que implementarán. Consiste en que Intel deja de lado los transistores tipo FinFET (que fueron una revolución en 2011 y lo más usado hoy en día por toda la industria) para un nuevo tipo de transistor que llaman RibbonFET.

RibbonFET no es más que el nombre que da Intel al nuevo tipo de transistores Gate-All-Around (traducido: puerta alrededor de todo) o GAAFET. Tanto Samsung como TSMC llevan ya tiempo desarrollando también su propia versión de GAAFET y con toda probabilidad se adelantarán a Intel en 2022. Estos transistores combinan varios nanohilos de silicio que se apilan en vertical y haciendo que la puerta que les envuelve sea mucho más compacta.

Otra de las mejoras importantes que se introducirán en este proceso de fabricación es la tecnología PowerVia. Se trata en un sistema de entrega de potencia que se realiza por la parte posterior del chip. Esto evita la necesidad de enrutar la energía desde la parte frontal de la oblea. Quitándose de en medio las enrutaciones de potencia, pueden permitirse un enrutado de las señales entre transistores mucho más óptimo, al tiempo que reducen inclinaciones y ruido.

El proceso Intel 20A verá la luz en 2024.

Intel 18A

Por el momento no se ha desvelado mucho sobre este proceso de fabricación. Tan solo se sabe que usarán las últimas máquinas EUV de ASML (compañía holandesa que proporciona la maquinaria litográfica a todas las fundiciones importantes del mundo), conocidas como High-NA, que son capaces de obtener una fotolitografía aún más precisa.

Intel asegura que son el socio más importante para ASML en el uso de las máquinas High-NA, y serán ellos los que reciban la primera unidad de producción de una máquina de este tipo. Gracias a estas máquinas podrán desarrollar y crear transistores RibbonFET de segunda generación mucho más avanzados.

2025 es la fecha en que Intel espera que llegue todo esto, pero pueden pasar tantas cosas hasta entonces que por el momento no lo incluyen en su nueva hoja de ruta pública. En cualquier caso, es importante que lo mencionen ya que es con toda probabilidad el momento en que Intel puede volver a liderar los procesos de fabricación de semiconductores, tal y como lo hizo durante décadas.

Adiós a los nanómetros, hola Angstroms

Intel considera que los nanómetros ya no son una unidad de medida apropiada para llamar a sus procesos de fabricación a partir de 2024. Las introducción ese año del nuevo transistor RibbonFET y la tecnología PowerVia deberían suponer tal mejora en el rendimiento por vatio que a partir de ese momento el número hará referencia a Angstroms en lugar de a nanómetros. Quédate con el nombre porque la palabra Ángstorm resonará mucho en los próximos años.

¿Cuánto es 1 Angstrom en nanómetros?

• 1 Angstrom = 0,1 nm
• 20 Angstrom = 2 nm

Por tanto, el futuro nodo 20A (20 Angstroms) de Intel es equivalente a lo que podría ser un nodo de 2 nm. A éste le seguirá el nodo 18A y a partir de aquí veremos como va bajando el número según vayan progresando en el desarrollo de su proceso de fabricación.

Sea como fuere, Nanómetros o Angstroms, acaben volviendo a liderar o no, a Intel le ha sentado bien el nuevo CEO. Parece que las cosas empiezan a cambiar a mejor, que la compañía tiene un rumbo más claro, más enfocado y con sed de liderazgo. Como siempre tocará esperar para ver si las promesas se materializan.

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