● Intels Innovationsfahrplan für Prozess- und Verpackungstechnologien treibt die nächste Produktgeneration von heute bis 2025 und darüber hinaus voran.

● Zwei bahnbrechende Prozesstechnologien: Intels erste neue Transistorarchitektur RibbonFET, die seit mehr als einem Jahrzehnt eingeführt wurde, und das branchenweit erste rückseitige Stromübertragungsnetzwerk PowerVia.

● Da Intel in das Zeitalter der Halbleiter-Angström eintritt, wird das aktualisierte Knotenbenennungssystem einen einheitlichen Rahmen schaffen, der Kunden und der Branche hilft, ein genaueres Verständnis der Prozessknotenentwicklung zu erlangen.

● Intel Foundry Services (IFS) verzeichnet eine starke Dynamik und hat zum ersten Mal die Liste der Kooperationskunden bekannt gegeben.

Am 27. Juli 2021 hielt Intel-CEO Pat Gelsinger eine Rede auf der Online-Konferenz „Intel Accelerating Innovation: Process Technology and Packaging Technology“. Im Rahmen dieser Konferenz präsentierte Intel einen Fahrplan für zukünftige Prozess- und Verpackungstechnologien. (Bildquelle: Intel)

Intel Corporation hat heute die bisher detaillierteste Roadmap für Prozess- und Verpackungstechnologien vorgestellt. Diese präsentiert eine Reihe grundlegender technologischer Innovationen, die die Produktentwicklung bis 2025 und darüber hinaus vorantreiben werden. Neben der ersten neuen Transistorarchitektur seit über einem Jahrzehnt, RibbonFET, und dem branchenweit ersten neuen Backside-Power-Delivery-Netzwerk PowerVia, hob Intel auch die Pläne zur schnellen Einführung der nächsten Generation der extremen Ultraviolett-Lithografie (EUV) hervor, insbesondere der EUV-Lithografie mit hoher numerischer Apertur (High-NA). Intel wird voraussichtlich als erstes Unternehmen die branchenweit erste High-NA-EUV-Lithografieanlage in Betrieb nehmen.

Aufbauend auf Intels unbestrittener Führungsrolle im Bereich fortschrittlicher Packaging-Technologien beschleunigen wir unsere Roadmap für Prozessinnovationen, um sicherzustellen, dass die Prozessleistung bis 2025 erneut branchenführend ist. Intel nutzt seinen beispiellosen Innovationsdrang, um technologische Fortschritte vom Transistor bis zur Systemebene zu erzielen. Solange das Periodensystem der Elemente noch existiert, werden wir weiterhin das Mooresche Gesetz verfolgen und die enorme Kraft von Silizium für Innovationen nutzen.

— Pat Kissinger

CEO der Intel Corporation

Die Branche hat längst erkannt, dass die traditionelle, auf Nanometern basierende Benennung von Prozessknoten seit 1997 nicht mehr der tatsächlichen Gate-Länge des Transistors entspricht. Intel hat heute ein neues Benennungssystem für seine Prozessknoten eingeführt und damit einen klaren und einheitlichen Rahmen geschaffen, der Kunden hilft, die Entwicklung der Prozessknoten in der gesamten Branche besser zu verstehen. Mit dem Start von Intel Foundry Services (IFS) ist es wichtiger denn je, Kunden Transparenz zu bieten. Gelsinger sagte: „Die heute angekündigten innovativen Technologien helfen Intel nicht nur bei der Planung seiner Produkt-Roadmap, sondern sind auch für unsere Foundry-Services-Kunden von entscheidender Bedeutung. Die Branche zeigt großes Interesse an Intel Foundry Services (IFS), und ich freue mich, heute zwei wichtige Kunden für unsere erste Zusammenarbeit bekannt geben zu können. Intel Foundry Services ist gestartet!“

Die technischen Experten von Intel haben die folgende Roadmap detailliert beschrieben, die eine neue Nomenklatur für Prozessknoten und innovative Technologien zur Ermöglichung jedes einzelnen Prozessknotens enthält:

● Basierend auf der FinFET-Transistoroptimierung wird Intel 7 die Leistung pro Watt im Vergleich zu Intel 10nm SuperFin um etwa 10-15 % steigern.Die Alder Lake-Clientprodukte, die 2021 auf den Markt kommen sollen, werden den Intel 7-Prozess nutzen, gefolgt von Sapphire Rapids für Rechenzentren, dessen Produktionsstart für das erste Quartal 2022 erwartet wird.

● Intel 4 setzt vollständig auf EUV-Lithographietechnologie, die mit Licht ultrakurzer Wellenlänge extrem kleine Muster gravieren kann.Mit einer um etwa 20 % höheren Leistung pro Watt und Verbesserungen bei der Chipfläche wird Intel 4 in der zweiten Hälfte des Jahres 2022 in Produktion gehen und 2023 ausgeliefert werden. Zu diesen Produkten gehören Meteor Lake für Endkunden und Granite Rapids für Rechenzentren.

● Durch die weitere Optimierung von FinFET und den verstärkten Einsatz von EUV in mehr Prozessen wird Intel 3 eine Verbesserung der Leistung pro Watt um etwa 18 % gegenüber Intel 4 erzielen, und es wird auch zusätzliche Verbesserungen bei der Chipfläche geben.Intel 3 wird ab der zweiten Jahreshälfte 2023 in der Produktion entsprechender Produkte eingesetzt.

● Intel 20A läutet mit seinen beiden bahnbrechenden Technologien RibbonFET und PowerVia die Ära Amy ein.RibbonFET ist Intels Implementierung des Gate-All-Around-Transistors und die erste neue Transistorarchitektur des Unternehmens seit der Einführung von FinFET im Jahr 2011. Die Technologie beschleunigt das Schalten von Transistoren bei gleichem Treiberstrom wie Multi-Fin-Strukturen, benötigt aber weniger Platz. PowerVia ist Intels einzigartiges, branchenweit erstes rückseitiges Stromversorgungsnetzwerk, das die Signalübertragung optimiert, indem es die Stromversorgungsverdrahtung auf der Vorderseite des Wafers überflüssig macht. Die Markteinführung von Intel 20A wird für 2024 erwartet.Intel freut sich außerdem über die Zusammenarbeit mit Qualcomm im Bereich der Intel 20A-Prozesstechnologie.

● 2025 und darüber hinaus: Der Intel 18A-Prozess, eine Weiterentwicklung des Intel 20A, befindet sich ebenfalls in der Entwicklung und wird Anfang 2025 auf den Markt kommen. Er wird RibbonFET verbessern und einen weiteren großen Sprung in der Transistorleistung ermöglichen.Intel engagiert sich zudem für die Entwicklung und den Einsatz der nächsten Generation von EUV-Lithografie mit hoher numerischer Apertur (High-NA) und wird voraussichtlich als erstes Unternehmen die branchenweit erste High-NA-EUV-Lithografieanlage erhalten. Intel arbeitet eng mit ASML zusammen, um den Erfolg dieser bahnbrechenden Technologie über die aktuelle EUV-Generation hinaus sicherzustellen.

Dr. Ann Kelleher, Senior Vice President und General Manager für Technologieentwicklung bei Intel, sagte: „Intel blickt auf eine lange Geschichte grundlegender Innovationen in der Prozesstechnologie zurück, die branchenweite Fortschritte ermöglicht haben. Wir waren führend beim Übergang von 90-nm-Strained-Silicium zu 45-nm-High-k-Metallgates und haben als Erste FinFET bei 22 nm eingeführt. Mit zwei bahnbrechenden Technologien, RibbonFET und PowerVia, wird Intel 20A einen weiteren Meilenstein in der Prozesstechnologie darstellen.“

Dr. Ann Kelleher, Senior Vice President und General Managerin für Technologieentwicklung bei Intel

Mit der Umsetzung der neuen IDM 2.0-Strategie von Intel gewinnt das Packaging noch mehr an Bedeutung, um die Vorteile des Mooreschen Gesetzes zu realisieren.Intel gab bekannt, dass AWS der erste Kunde sein wird, der die Packaging-Lösungen von Intel Foundry Services (IFS) nutzen wird.Intels branchenführende Roadmap für fortschrittliche Verpackungstechnologien sieht Folgendes vor:

● EMIB wird weiterhin branchenführend sein als erste 2.5D Embedded-Bridge-Lösung, und Intel liefert EMIB-Produkte bereits seit 2017 aus.Sapphire Rapids wird die erste Intel-Grafikkarte sein, die EMIB (Embedded Multi-die Interconnect Bridge) für die Serienproduktion einsetzt.^®Xeon^®Produkte für Rechenzentren. Es wird zudem das branchenweit erste Produkt sein, das nahezu die gleiche Leistung wie ein monolithisches Design bietet, aber zwei Maskengrößen integriert. Nach Sapphire Rapids wird der Bump-Pitch der nächsten EMIB-Generation von 55 Mikrometern auf 45 Mikrometer reduziert.

● Foveros nutzt die Möglichkeiten der Wafer-Level-Packaging-Technologie, um die allererste 3D-Stapellösung anzubieten.Meteor Lake ist die zweite Generation der Foveros-Technologie, die in Kundenprodukten implementiert ist. Dieses Produkt zeichnet sich durch einen Bump-Pitch von 36 Mikrometern aus, verschiedene Chips können auf unterschiedlichen Prozessknoten basieren, und der TDP-Bereich liegt zwischen 5 und 125 W.

● Foveros Omni ist Vorreiter der nächsten Generation der Foveros-Technologie und bietet unbegrenzte Flexibilität für die Chip-zu-Chip-Verbindung und das modulare Design durch eine leistungsstarke 3D-Stapeltechnologie.Foveros Omni ermöglicht die Chip-Demontage, um mehrere Top-Wafer mit verschiedenen Substraten basierend auf unterschiedlichen Wafer-Prozessknoten zu kombinieren. Der Einsatz in Serienprodukten wird für 2023 erwartet.

● Foveros Direct ermöglicht den Übergang zur direkten Kupfer-zu-Kupfer-Verbindung, wodurch niederohmige Verbindungen möglich werden und die Grenze zwischen Waferherstellung und Gehäuse weniger deutlich wird.Foveros Direct ermöglicht Bump-Pitches unter 10 Mikrometern, erhöht die Verbindungsdichte von 3D-Stacks um eine Größenordnung und eröffnet neue, bisher nicht realisierbare Konzepte für die funktionale Chipsegmentierung. Foveros Direct ergänzt Foveros Omni und wird voraussichtlich ab 2023 in Serienprodukten eingesetzt.

Die heute vorgestellten bahnbrechenden Technologien werden hauptsächlich in Intels Werken in Oregon und Arizona entwickelt. Dies festigt Intels Position als einziger US-amerikanischer Marktführer mit eigener Chip-Forschung und -Entwicklung sowie eigener Fertigung. Darüber hinaus profitieren diese Innovationen von der engen Zusammenarbeit mit einem Netzwerk von Partnern in den USA und Europa. Tiefgreifende Partnerschaften sind entscheidend, um grundlegende Innovationen von der Laborforschung in die Massenproduktion zu überführen. Intel engagiert sich weltweit für die Zusammenarbeit mit Regierungen, um Lieferketten zu stärken und die wirtschaftliche und nationale Sicherheit zu fördern.

Am Ende der Online-Konferenz kündigte Intel einen „Intel Innovation Summit“ an und gab weitere Details bekannt. Der „Intel Innovation Summit“ findet vom 27. bis 28. Oktober 2021 in San Francisco sowohl online als auch offline statt.

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