Detalhes do processo Intel 4: frequência 20% mais alta e densidade de transistor mais alta que o TSMC

A Intel forneceu detalhes técnicos sobre a próxima tecnologia de processo Intel 4, que será usada nos processadores Meteor Lake programados para 2023. Segundo a empresa, a nova tecnologia de fabricação aumentará a velocidade do clock em mais de 20%, mantendo o mesmo consumo de energia dos chips fabricados com o processo Intel 7.

O lançamento do processo Intel 4 é um marco importante no plano de cinco anos da empresa para recuperar a liderança em tecnologia. Portanto, ao desenvolver o próximo processo técnico, a Intel não estabeleceu metas tão agressivas quanto ao dominar a tecnologia de 10 nm, com a qual surgiram problemas significativos ao mesmo tempo. Com a introdução do Intel 4, a empresa espera dobrar a densidade de transistores em um chip (comparado ao Intel 7), enquanto o fator de escala alvo para a tecnologia de 10nm foi de 2,7x.

Antes da renomeação, o processo Intel 4 estava associado às normas de fabricação de 7 nm, mas um passo importante nesse processo não está tanto na redução do tamanho dos transistores, mas no uso da litografia EUV – uma novidade para a Intel. A introdução da litografia ultravioleta profunda reduz o número de etapas de produção – onde a exposição exigia várias etapas de fotolitografia de imersão, agora será possível fazer com apenas uma. Isso não apenas acelerará o ciclo de produção, mas também reduzirá o número de erros e, portanto, aumentará o rendimento de bons cristais.

A litografia EUV no Intel 4 será usada apenas para certas camadas críticas do cristal. Mas mesmo na primeira etapa, sua implementação reduzirá o número de fotomáscaras usadas em 20% e reduzirá o número de etapas tecnológicas em 5%. Para comparação: sem a introdução de scanners EUV, o processo Intel 4 seria cerca de 30% mais complicado e mais longo que o Intel 7.

A Intel planeja aumentar o uso de litografia EUV para mais camadas na próxima etapa, ao passar para a tecnologia Intel 3. Ao mesmo tempo, permanecerá compatível com Intel 4 no nível de biblioteca, o que permitirá a fácil transferência da produção de chips entre esses processos técnicos.

Outra importante melhoria que foi feita no framework da Intel 4 diz respeito à mudança no material de interconexões em áreas críticas. A Intel chama o novo material de “cobre avançado” – as interconexões são feitas de cobre puro, mas com uma barreira de tântalo e um revestimento de cobalto. Esta combinação de materiais reduz a resistência e eletromigração nos condutores e garante sua vida útil de mais de 10 anos sem degradação sob carga.

Graças à introdução do Intel 4, o fabricante espera trazer a densidade de transistores para 160 milhões por mm2, o que é cerca de um quarto maior que a densidade fornecida pela tecnologia de processo TSMC N5, que será usada, em particular, com o lançamento do AMD Zen 4. Ao mesmo tempo, a Intel promete que a nova tecnologia aumentará a frequência de cristais em 21,5% em relação aos produtos lançados no processo Intel 7, mantendo o mesmo nível de consumo de energia. Ou reduza o consumo de energia e a dissipação de calor em 40%, mantendo a mesma frequência.

De acordo com as informações disponíveis, a tecnologia de processo Intel 4 será usada nos cristais básicos de “computação” do Meteor Lake – processadores que são montados a partir de vários cristais usando a tecnologia de montagem 3D Foveros. A Intel afirma que o desenvolvimento do Intel 4 está ocorrendo de acordo com o planejado, e as primeiras amostras do Meteor Lake não estão mais apenas lá, mas também podem inicializar o sistema operacional.

O lançamento do Meteor Lake está programado para 2023, a produção em massa de chips de acordo com a tecnologia de processo Intel 4 será implantada primeiro no local em Hillsborough e depois na Irlanda.