Intel graba en 3 nm y vuelve a la carrera de la miniaturización

Intel está de vuelta, confiesa a cualquiera que quiera escucharlo, el director general de la empresa, Pat Gelsinger. Si la empresa sigue maltrecha en bolsa y persigue grandes proyectos (construcción de fábricas, etc.), Intel puede celebrar una victoria: la de poner en producción en serie su nodo de grabado Intel 3, competidor del TSMC 3. Llamaremos para facilitar 3 nm. Este es el tercer nodo de su estrategia.5 nodos en 4 años” (5N4Y) que la empresa logra finalizar.

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Después de anunciar que el nodo estaba tecnológicamente listo a finales del año pasado, el anuncio actual es aún más importante: esta vez se trata de la producción en masa, el quid de la cuestión en el mundo de los semiconductores. De hecho, ya ha pasado mucho tiempo desde que IBM demostró la producción de componentes de 2 nm. Pero entre la producción en laboratorio para producir una pequeña oblea y el establecimiento de líneas de producción capaces de producir millones de chips a un costo moderado, hay un mundo de diferencia.

El último nodo FinFET para Intel

Intel especifica que este es su último nodo que utiliza un diseño de los llamados transistores de aleta, o FinFET en la jerga (transistor de efecto de campo de aleta). Tras su diseño en los laboratorios del Laboratorio Central de Investigación de Hitachi en 1989 en Japón y años de pruebas por parte de los grandes nombres del grabado de la época, fue Intel la que comercializó masivamente los primeros chips que utilizaban esta estructura para sus procesadores Core Ivy Bridge a partir de 2011. .

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En lugar de la estructura plana (plano) de modelos de producción anteriores de la era MOSFET, los transistores FinFET añaden una aleta que hace que la estructura sea tridimensional. El beneficio es un mejor aislamiento de los circuitos, lo que conduce a una menor disipación de calor, un menor consumo de energía y una mayor facilidad para hacer crecer los chips.

Por lo tanto, Intel 3 marcará para Intel el fin de una era. Una era que comenzó bajo el dominio del actor estadounidense y terminó con el del taiwanés TSMC. Por lo tanto, el nodo Intel 3 aún no es el que impulsará a Intel a la era GAAFET (Transistores de efecto de campo de compuerta completa). Esta estructura, más compleja y avanzada, será la adoptada a partir del Intel 20A.

Intel 3: un nodo, varias variantes

Al igual que TSMC, que tiene variantes en sus nodos dependiendo de si los objetivos son chips de bajo consumo o de alto rendimiento (por ejemplo: N3E o N3P), Intel ahora se comunica en varios nodos; lo normal es que la empresa sea ahora una fundición al servicio de otros clientes.

• Intel 3: el nodo básico para el diseño de chips monolíticos
• Intel 3-T: un nodo apto para el diseño de procesadores desagregados (apilamos trozos de chips). De hecho, está optimizado para soportar interconexiones a través de silicio (TSV, Through Silicon Via).
• Intel 3-E: un nodo que proporciona una gran cantidad de herramientas de entrada/salida (E/S en la jerga) para agregar interfaces de memoria externa, componentes analógicos y similares.
• Intel 3-PT: nodo que, según Intel, combina todas las capacidades anteriores y debería ser el preferido de la industria por sus ganancias adicionales de rendimiento, su facilidad de uso para los diseñadores de chips, su mayor delicadeza de los enlaces TSV, etc.

La razón por la que TSMC quema Lunar Lake

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Si sigues las noticias relacionadas con los lanzamientos de procesadores, sin duda te habrás dado cuenta de que el próximo chip móvil de consumo de Intel, Lunar Lake, estará parcialmente grabado en un nodo de 3 nm… pero a cargo de TSMC.

Por eso los comentaristas del domingo no dejarán de destacar la calidad de la producción de Intel. Una producción para la que, por el momento, no existe ningún análisis de calidad (densidad de transistores, calentamiento, etc.) o de eficiencia, lo que no basta para formarse una opinión a nivel técnico o económico. Existe una explicación perfectamente racional y lógica para el hecho de que el bloque lógico de Lunar Lake esté grabado en TSMC N3, y no en este nodo Intel. Esta explicación no es técnica, pero se relaciona con el momento y la metodología de desarrollo del chip.

Como os contamos en este artículo, el CEO de Intel, Pat Gelsinger, está en proceso de separar las actividades de Intel. En lugar de limitarse únicamente a las fábricas de Intel, los ingenieros que diseñaron Lunar Lake pudieron tener rienda suelta. Según Arik Gihon, ingeniero de Intel a cargo del diseño de Lunar Lake a quien pudimos entrevistar durante Computex en Taipei, su “La misión era diseñar el chip con la mejor relación rendimiento/vatios. Y teníamos total libertad para elegir los procesos adaptados al diseño de dicho chip.“.

Sin embargo, se necesitan entre dos y cinco años para diseñar y comercializar un chip tan complejo. Si Intel acababa de anunciar el lanzamiento de la producción en masa de su Intel Node 3 en junio de 2024, TSMC había comenzado a poner en marcha las fábricas en diciembre de 2022. No hace falta ser un gran clérigo para entender eso cuando se conceptualizaron los ladrillos del Lago Lunar. , el único nodo que garantizaba llegar a tiempo era el de TSMC, que por tanto está casi dos años por delante de Intel.

Un anticipo que se reduce cada trimestre. Y que debería disminuir aún más a finales de este año, ya que los chips de PC de escritorio Arrow Lake deberían estar grabados, al menos en parte, con el nuevo nodo Intel 20A, que podríamos calificar como de 2 nm, aunque no sea del todo. preciso.

Si Intel logra ganar poder en este nodo… libra ¿devoluciones? — y para combinar calidad y cantidad en el próximo nodo, Intel 18A previsto para 2025, la estadounidense habrá logrado su desafío tecnológico: lanzar cinco nodos en cuatro años (5N4Y). Luego le corresponderá a Intel transformar la prueba encontrando clientes para sus fábricas. Y para no volver a quedarse atrás, como ha hecho TSMC en los últimos años. Es más fácil decirlo que hacerlo.

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