Résumé :
在Hot Chips大会上，英特尔公布了18A-P制程工艺的更多细节。这一工艺引入了环绕式栅极（GAA）晶体管、背面供电（GAA-BSPD）、Power Boost技术，并增加了金属层数，在低电压条件下可为x86"量产"硅片带来高达30%的运行频率提升。
Futurum Research Group与英特尔合作披露了18A-P工艺的具体优势，研究显示该工艺并非18A的简单迭代，而是"刻意"设计用于在低电压下提升能效、在高电压下提升性能。与18A相比，英特尔18A-P在同等功耗下性能提升超过9%，或在同等性能下功耗降低超过18%；该工艺还引入了先进应变工程以增强载流子迁移率，并扩展了RibbonFET产品线，新增了面向AI、移动及数据中心应用的Power Boost技术。
报告中写道："这些创新技术有望为多代产品的单核性能领先奠定基础。FinFET技术的成熟历经了四代器件与设计协同优化的积累。而带有背面供电的GAA技术目前正处于这一发展曲线的第一步——在量产硅片上已实测到低电压下30%的提升，高电压下也达到两位数增幅。Diamond Rapids与Nova Lake将率先享受到18A-P带来的红利，而钌互连与堆叠逻辑等技术仍在后续规划之中。"
La technologie des transistors GAA est conçue pour tirer le meilleur parti de la plage basse tension. Du côté haute tension, les technologies d'alimentation arrière telles que PowerVia d'Intel ont montré leur potentiel en guidant l'alimentation depuis l'arrière de la tranche plutôt que depuis la couche de câblage avant. L'étude a souligné que le chiffre de 30 % provient de résultats de mesures directes, c'est-à-dire de la comparaison entre le cœur du processeur fabriqué sur la base du processus d'alimentation arrière GAA et le cœur FinFET du même niveau sur toute la plage de tension de fonctionnement : à une tension de 0,5 V, la fréquence de fonctionnement du cœur est augmentée de 30 %. Cette comparaison est effectuée au même niveau de tension et de noyau, de sorte que l'impact des modifications architecturales puisse être éliminé et que la contribution de la technologie du procédé elle-même puisse être mesurée séparément.
RibbonFET的栅极从四面包裹晶体管通道，使英特尔能够更精确地控制更低的阈值电压。此外，将供电布线移至晶圆背面可减少IR压降，从而降低电压损耗。英特尔研究员Eric Fetzer表示："背面供电这一概念本质上是对高电压供电的一种改进。它在低电压下也有帮助，但在高电压时会出现较大的压降事件，此时背面供电在降低供电损耗方面效果非常显著……将背面供电与环绕式栅极结合并非偶然，这是把两项互补的技术结合在一起，因此我们同时具备了高电压和低电压两方面的优势故事。"
Sur le processus 18 A, Intel a démontré l'effet de l'alimentation arrière convertissant le gain du dispositif en amélioration de la fréquence centrale, obtenant une augmentation de fréquence de 5 % à 1,1 V et une augmentation de fréquence de 7,5 % à 0,95 V. De plus, le processus 18A-P a élargi la gamme de produits RibbonFET, en ajoutant des options de dispositifs optimisées pour différents objectifs de conception, telles que W1 et W1.5 pour les dispositifs de faible consommation et de faible capacité, et W3P pour les applications hautes performances équipées de la technologie Power Boost, qui peuvent atteindre une augmentation de 10 % de la vitesse de fonctionnement sans augmenter la charge électrique. Par rapport au 18A, le 18A-P réduit également la résistance externe des dispositifs NMOS de 20 % et celle des dispositifs PMOS de 12 %, tout en obtenant un courant et une fréquence plus élevés dans des conditions de capacité correspondantes.
Basé sur l'innovation de gestion thermique introduite dans le 18A, le 18A-P améliore encore les capacités de dissipation thermique grâce à des améliorations matérielles et à des solutions avancées de dissipation thermique pilotées par EDA. Le 18A-P augmente la conductivité thermique de l'empilement lié de 50 %, améliorant ainsi la résistance thermique de l'empilement global de 20 % à 40 %.
En outre, Intel évalue actuellement des matériaux avancés et des technologies d'emballage pour étendre sa feuille de route technologique. Le processus soustractif d'interconnexion en ruthénium et la structure d'entrefer démontrés dans la recherche VLSI d'Intel peuvent réduire la capacité d'environ 35 % par rapport à l'interconnexion en cuivre, et cet avantage sera encore amplifié aux pas fins : les interconnexions en cuivre doivent être recouvertes de couches barrières résistives sur tous les côtés qui ne peuvent pas être réduites davantage, et la résistance du cuivre montrera une croissance non linéaire aux petites tailles dominées par les joints de grains. Cependant, les interconnexions en ruthénium conservent toujours des caractéristiques linéaires au même espacement, ce qui leur permet de tirer parti des scénarios dans lesquels la résistance des fils limite la fréquence. En regardant plus loin, Intel étudie la technologie logique empilée dans la direction de l'axe z, qui empile un dispositif logique les uns sur les autres de sorte que les signaux doivent uniquement être transmis verticalement sur de courtes distances au lieu d'un routage planaire longue distance. Ce travail est directement lié aux performances d’expansion haute tension.
Diamond Rapids将是采用18A-P工艺的首批主力产品之一。据英特尔透露，相关研发工作实际上从上一代Xeon 6+"Clearwater Forest"就已开始，这使得团队能够将E核在性能功耗比方面的优势延续至Diamond Rapids的P核上。Diamond Rapids最高可配置256核心，是上一代核心数量的两倍，因此需要更强的内存带宽支撑。英特尔将IO模块移至封装中心位置，使每个核心都能获得均匀的内存访问延迟，这对AI规模级别的工作负载至关重要，而18A-P带来的频率提升空间也将直接转化为更高的单核性能。
英特尔研究员Eric Fetzer总结道："这正是你将在Diamond Rapids上看到的效果。一切都从核心底层技术开始。我们借助18A-P的优势同时提升核心数量与核心性能，再通过架构升级为其提供足够的数据供给。"
总体而言，带有背面供电的GAA技术被视为英特尔迈向多代单核性能领先路线图的第一步。这一进程始于18A-P工艺，其在低电压下实现30%的提升，在高电压下实现两位数增幅，且已在量产硅片上得到验证，相关产品包括Diamond Rapids Xeon系列以及计划于明年推出的Nova Lake"Core"系列。
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