Intel 5N4Y : cinq nœuds de gravure en quatre ans, et l’ambition de devancer TSMC

À l’occasion de l'IFS (Intel Foundry Services) Direct Connect 2024, Pat Gelsinger, le PDG de l’entreprise, a dévoilé la feuille de route de celle-ci pour les années à venir. En ligne de mire, les nœuds 18A et 14A, soit du 1,8 nm et 1,4 nm respectivement (A pour Ångström). Avec l’ambition de ravir la couronne de leader des processus de gravure à TSMC dès l’Intel A18, et d’être le premier fondeur à utiliser l’EUV High-NA ; un type de lithographie EUV à laquelle nous avons consacré un papier il y a quelques jours. Néanmoins, Intel ne communique pas d'objectifs de performance ou de densité pour le 14A, au motif qu’elle ne souhaite pas donner d'objectifs à ses concurrents pour le moment.

Les principales annonces © Intel

5N4Y : 5 nœuds en 4 ans

Comme l’explicite la diapositive 5N4Y, Intel projette de livrer cinq nœuds de gravure en l’espace de quatre années. L’Intel 7 et l’Intel 4 servent actuellement à la production de puces commercialisées. L’Intel 3 est, d’après la société, prêt pour la production en volume. Viendront ensuite les nœuds Intel A20 et Intel A18.

Feuille de route nœuds de gravure Intel © Intel

Le calendrier prévisionnel de chaque processus de gravure avec son débouché commercial est explicité dans le tableau ci-dessous.

D’autre part, sachez que les puces 20A et 18A emploieront à la fois du système de distribution d'énergie PowerVia, la version d'Intel du backside power delivery, et des transistors RibbonFET gate-all-around  (GAA).

Le PowerVia est une méthode qui optimise l'acheminement de l'énergie pour améliorer les performances et la densité des transistors.

Les transistors RibbonFET permettent une meilleure densité ainsi qu'une commutation plus rapide que les FinFET. Samsung a déjà utilisé des transistors gate-all-around (GAA) en 2022, mais avec une mise en œuvre peu glorieuse.

Pour la diapositive qui suit, précisons que le suffixe P caractérise une nouvelle révision d’un nœud avec des améliorations de performance. Le suffixe T distingue les nœuds TSV (Through-silicon via). Les suffixes E trahissent des caractéristiques spécialisées, comme des plages de fonctionnement/de tension adaptées. Enfin, les révisions PT impliquent à la fois les révisions P et T.

Feuille de route détaillée nœuds de gravure Intel © Intel

Clearwater Forest, un processeur en 18A prévu pour fin 2025

Clearwater Forest sera la première puce 18A à grand volume de l'entreprise. Ce processeur reprendra une conception à base de tuiles ; les tuiles CPU seront fabriquées sur le nœud 18A et reliées au die principal élaboré grâce à l’Intel 3 à l'aide de la technologie d'emballage 3D Foveros. En outre, Clearwater Forest sera la première puce produite en grand volume à utiliser l'Universal Chiplet Interconnect Express. L’UCIe est une nouvelle interface industrielle soutenue pas des acteurs majeurs du secteur (AMD, Intel, Arm…) visant à normaliser les interconnexions entre les puces.

Le processeur Clearwater Forest utilisant le 18A a atteint le stade du tape-out, autrement dit l’ultime étape du processus de conception.

Clearwater Forest Tape-out © Intel

Microsoft client d’Intel Foundry

Intel Foundry ne se limite pas à la seule production des produits de la société mère. La branche propose ses services à d’autres clients. Elle indique avoir validé plusieurs contrats de conception pour ses nœuds Intel 16 et Intel 3, mais également pour ses technologies d'emballage EMIB, Foveros et Foveros Direct.

Concrètement, le programme Intel Foundry Services Accelerator comprend 34 partenaires répartis dans quatre alliances : IP, EDA, services de conception et USMAG (US Military, Aerospace and Government). Parmi les partenaires répertoriés, Cadence, Synopsys, ou encore Siemens, auxquels s’ajoutent plusieurs concepteurs d’IP comme Arm, RISC-V, SiFive, Rambus… Microsoft a également annoncé avoir passé commande pour des puces en 18A auprès d’Intel.

Partenaires Intel Foundry © Intel

Pour terminer, Intel a annoncé de nouvelles capacités dans son portefeuille Intel Foundry ASAT (Advanced System and Test) pour aider ses clients à élaborer leurs propres puces IA ; exposé ses avancées en matière de production durable. Vous pouvez consulter le communiqué de presse d'Intel ici.