Lors de la conférence internationale sur les appareils électroniques de l'IEEE 2025 (IEDM 2025), Intel Foundry a démontré une avancée technologique clé pour la conception de puces au niveau système à l'ère de l'IA : la prochaine génération de condensateurs de découplage intégrés. Cette innovation devrait résoudre le goulot d'étranglement de l'alimentation électrique lié au rétrécissement continu des transistors et fournir une solution d'alimentation plus stable et plus efficace pour l'IA et les puces hautes performances.
Innovation matérielle de condensateur
Les chercheurs d'Intel Foundry présentent trois nouveaux matériaux de condensateur métal-isolant-métal (MIM) pour les structures de tranchées profondes :
(1) Oxyde de zirconium ferroélectrique (HfZrO) : utilise les caractéristiques de polarisation spontanée des matériaux ferroélectriques pour atteindre une constante diélectrique élevée à l'échelle nanométrique ;
(2) Dioxyde de titane (TiO₂) : possède d'excellentes propriétés diélectriques et une excellente stabilité thermique ;
(3) Titanate de strontium (SrTiO₃) : Un matériau de structure pérovskite qui présente une excellente densité de capacité dans les tranchées profondes.
Ces matériaux permettent une croissance de film uniforme et contrôlable dans les structures de tranchées profondes via le dépôt de couche atomique (ALD), améliorant considérablement la qualité de l'interface et augmentant la fiabilité du dispositif.
Mesures de performances révolutionnaires
Cette technologie a permis un saut transgénérationnel qui se traduit par :
(2) Densité de capacité : atteignant 60-98 fF/μm², une amélioration significative par rapport à la technologie de pointe actuelle ;
(2) Performances de fuite : le niveau de fuite est 1 000 fois inférieur à l’objectif de l’industrie, ce qui réduit considérablement la consommation d’énergie statique ;
(3) Fiabilité : n'affecte pas les indicateurs tels que la dérive de capacité et la tension de claquage.
Avantages au niveau du système
Cette avancée technologique apportera de nombreux avantages à la conception des puces IA, notamment une meilleure intégrité de l’alimentation et une suppression efficace du bruit de l’alimentation et des fluctuations de tension. En termes d'optimisation collaborative de la gestion thermique, l'optimisation collaborative électrique et thermique est réalisée pour fournir un environnement de travail plus stable pour les puces IA haute puissance. Il permet également d'obtenir une densité de capacité plus élevée dans une zone de puce limitée, libérant ainsi plus d'espace pour l'intégration de modules fonctionnels et réalisant une optimisation de la zone de puce.
Dans la prochaine génération de processus CMOS avancés, une série de technologies d'amélioration de la densité de capacité MIM stables et à faible fuite présentent un potentiel d'application considérable. Intel Foundry s'engagera dans une innovation continue et fournira des solutions clés de gestion de l'énergie pour les puces informatiques hautes performances à l'ère de l'IA.