英特尔公布 18A 制程细节：背面供电技术成亮点

　　在半导体技术飞速发展的过程中，制程工艺的进步一直是推动行业前行的关键力量。近日，英特尔正式公布了其备受瞩目的18A制程的诸多细节，其中背面供电技术尤为引人注目，为半导体领域带来了新的变革思路。英特尔18A制程采用了先进的RibbonFET环绕栅极晶体管（GAA）技术。这种技术相较于传统的FinFET技术，实现了重大飞跃。RibbonFET通过垂直堆叠带状沟道设计，达成了三维电流控制。这一改进带来了诸多优势，驱动电流增强了20%，晶体管开关速度提升了15%，同时漏电现象也大幅减少。例如，标准的Arm核心子模块在低压状态下，得益于RibbonFET技术，性能提升了18%，功耗降低了38%。其改进的栅极静电特性使得单位封装的宽度更高，单位封装的寄生电容更小，灵活性也更高。此外，RibbonFET还通过不同的带宽度和多种阈值电压（Vt）类型，提供了高度的可调谐性，为芯片设计带来了更多可能性。

　　英特尔公布了其下一代Xeon处理器Clearwater Forest的详细信息。该处理器基于Intel 18A制程工艺，采用了PowerVia背面供电技术（BSPDN），将电源传输路径与信号传输路径分离，提高了能源使用效率并保持低电压降。这一技术改善了标准单元利用率5-10%，并在同等功耗下性能提升高达4%。与此同时，台积电也计划在2026年下半年推出其A16工艺，该工艺同样将引入背面供电技术——超级电源轨（SPR）解决方案。

　　而此次英特尔18A制程的另一大创新——业界首创的PowerVia背面供电技术，更是成为焦点。随着晶体管密度不断增加，传统的混合信号和电源布线方式会造成严重拥塞，进而降低芯片性能。PowerVia技术创新性地将电源网络转移至晶圆背面。这一举措带来了诸多好处，首先，降低了电阻损耗，幅度高达30%。其次，释放了芯片正面原本用于电源布线的空间，这些空间可用于信号布线，极大地提升了设计密度。从数据来看，PowerVia技术可将密度和单元利用率提高5%至10%，平台电压降低30%，频率增益达6%。测试结果显示，该技术使芯片区域标准单元利用率超过90%。并且，与正面功率设计相比，其固有电阻（IR）下降大大降低，还能减少电阻供电下降，从而使ISO功率性能提高高达4%。在工业应用中，PowerVia技术减少的红外线降落、改善的信号路由，以及更佳的前端单元利用率，有助于大幅降低耗电量。

　　在实际性能表现上，英特尔18A制程成绩斐然。与上一代Intel 3制程相比，每瓦性能提升了15%，芯片密度增加了30%。在面向高性能计算的优化下，Intel 18A不仅支持低电压（＜0.65V），也支持高电压（大于1.1V），电压越高则主频、性能和功耗越高。在相同功耗水平下，相比Intel 3，Intel 18A性能可提高18%-25%；在相同频率下，Intel 18A功耗可降低36%-38%。从芯片的面积缩放和利用率来看，以标准的Arm核心为例，Intel 18A相比Intel 3带来了最高39%的密度提升（平均约30%），同时利用率相比Intel 3也提升了约6.5个百分点。得益于背面供电技术，单元能源利用率提高8-10%，最坏情况下的固有电阻（IR）下降降低了10倍。此外，Intel 18A还改善了互连RC（电阻和电容组成的电路结构）并降低通孔电阻，相比Intel 3制程，在M0/M3/M6层的标准互联通孔电阻分别降低了24%、30%和49%，M40-M42则降低了12%，M80-M84也降低了13%。

　　英特尔18A制程的推出，无疑在半导体领域扔下了一颗重磅炸弹。其先进的技术不仅为英特尔自身的产品竞争力提升提供了强大支撑，也为整个行业的发展方向提供了新的参考。在未来，随着18A制程的大规模应用，我们有理由期待在各类电子产品中看到性能、功耗等方面更出色的表现。

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