نقشه راه اینتل رونمایی شد؛ خط‌و‌نشان برای TSMC و هدف‌گذاری بزرگ برای سال ۲۰۲۵

اینتل در کنفرانس IEDM نقشه‌ی راه جدیدترین لیتوگرافی‌هایش را با رسانه‌ها به‌اشتراک گذاشت تا اعلام کند که در سه تا چهار سال آینده قرار است چه پردازنده‌هایی روانه‌ی بازار شوند. همان‌طورکه انتظار داشتیم، اینتل گفت لیتوگرافی‌های Intel 4 و Intel 3 به‌ترتیب در سال‌های ۲۰۲۳ و ۲۰۲۴ وارد مرحله‌ی تولید انبوه می‌شوند. اینتل در سال ۲۰۲۴ سراغ لیتوگرافی‌های جدید 20A و 18A می‌رود. در ابتدا قرار بود 18A کمی دیرتر از راه برسد.

اینتل در سال آینده‌ی میلادی پردازنده‌های نسل‌چهاردهمی میتیور لیک (Meteor Lake) را روانه‌ی بازار می‌کند. پردازنده‌های میتیور لیک اولین محصولات مصرفی اینتل با طراحی چیپلت محسوب می‌شوند. منظور از طراحی چیپلت، ترکیب چندین تراشه روی بستری واحد است. هرکدام از این تراشه‌ها (چیپلت‌ها) با لیتوگرافی متفاوتی تولید خواهند شد. این یکی از مزایای مهم استفاده از طراحی چیپلت است.

پردازنده‌های سری میتیور لیک از چهار تراشه‌ شامل واحد اصلی (هسته‌های CPU) برپایه‌ی لیتوگرافی ۷ نانومتری Intel 4، واحد گرافیکی برپایه‌ی لیتوگرافی N3 یا N5 شرکت TSMC، واحد SoC و واحد I/O تشکیل خواهند شد. اینتل قصد دارد با استفاده از فناوری Foveros 3D بین چهار تراشه‌ی یادشده ارتباط برقرار کند تا در نقش تراشه‌ای واحد ظاهر شوند.

واحد اصلی میتیور لیک با اختلاف هیجان‌انگیزترین بخش استفاده‌شده در این پردازنده‌ها خواهد بود؛ چون برای اولین‌بار سراغ لیتوگرافی ۷ نانومتری اینتل می‌رود. لیتوگرافی ۷ نانومتری Intel 4 اولین لیتوگرافی تیم آبی است که از فناوری EUV استفاده می‌کند.

اینتل می‌گوید لیتوگرافی Intel 4 آماده‌ی تولید انبوه است؛ اما تولید آن تا چند ماه دیگر شروع نمی‌شود. فراموش نکنید اینتل بیش از یک سال پیش، تراشه‌ی مبتنی‌بر این لیتوگرافی را فعال کرد؛ به‌همین‌دلیل، آماده‌بودن Intel 4 برای تولید انبوه چندان ما را متعجب نمی‌کند. نکته‌ی عجیب این است که اینتل استفاده از این لیتوگرافی برای واحد گرافیکی تراشه‌های پونته وکیو را تأیید نکرده است؛ درحالی‌که چنین ادعایی حدوداً دو سال پیش مطرح شده بود.

اینتل حدوداً چهار سال پس از بزرگ‌ترین رقیبش، یعنی TSMC، سراغ فناوری EUV می‌رود. تایوانی‌ها در فصل دوم ۲۰۱۹ لیتوگرافی +N7 را برپایه‌ی این فناوری توسعه دادند. اینتل می‌خواهد مطمئن شود که لیتوگرافی کلاس ۷ نانومتری‌اش بهترین عملکرد ممکن را از خود نشان دهد. این لیتوگرافی اولین لیتوگرافی جدید اینتل از زمان فاجعه‌ی لیتوگرافی ۱۰ نانومتری محسوب می‌شود و تیم آبی در تلاش است مجدداً نبض بازار را دراختیار بگیرد.

اینتل در تلاش برای رقابت بهتر با سامسونگ و TSMC قصد دارد در سال ۲۰۲۳ تا ۲۰۲۴ لیتوگرافی Intel 3 را روی کار بیاورد. تراشه‌های مبتنی‌بر این لیتوگرافی تا نیمه‌ی دوم سال ۲۰۲۳ آماده‌ی تولید خواهند بود.

از این لیتوگرافی برای ساخت تراشه‌های Granite Rapids و Sierra Forest استفاده می‌شود. Sierra Forest اولین تراشه‌ی کلاس دیتاسنتر اینتل با هسته‌ی کم‌مصرف خواهد بود و اهمیت زیادی در نقشه‌ی راه این شرکت دارد.

اینتل برای بازپس‌گیری جایگاه خود در صنعت تراشه باید جهشی درخورتوجه انجام دهد. این جهش قرار است در سال ۲۰۲۴ رخ دهد؛ زمانی‌که اینتل به‌دنبال استفاده از لیتوگرافی 20A (معادل ۲ نانومتری) است. لیتوگرافی ۲۰ آنگستروم اینتل سراغ ترانزیستورهای جدید RibbonFET و سیستم تحویل انرژی PowerVia می‌رود. اینتل امیدوار است که تراشه‌های مبتنی‌بر 20A در نیمه‌ی اول ۲۰۲۴ آماده‌ی تولید شوند. از این لیتوگرافی برای ساخت شماری از چیپلت‌های پردازنده‌های موردانتظار Arrow Lake استفاده خواهد شد که در سال ۲۰۲۴ عرضه می‌شوند.

20A قرار است اولین لیتوگرافی کلاس ۲ نانومتری اینتل باشد و به‌طورگسترده از EUV استفاده کند تا تراکم ترانزیستور به بیشترین حد ممکن برسد. اینتل در سال ۲۰۲۴ با پردازنده‌های پرقدرت و کم‌مصرف مبتنی‌بر لیتوگرافی 20A تلاش خواهد کرد به رقیبی سرسخت برای سومین نسل از لیتوگرافی ۳ نانومتری TSMC، یعنی N3S و N3P، تبدیل شود. این دو لیتوگرافی به‌طورویژه روی افزایش تراکم ترانزیستور و افزایش قدرت پردازشی متمرکزند. پیش‌بینی نحوه‌ی رقابت 20A با N3S و N3P کار ساده‌ای نیست. اینتل در لیتوگرافی 20A هم‌زمان از دو فناوری جدید GAA و BPD استفاده می‌کند؛ به‌همین‌دلیل، انتظارات ما را بسیار بالا برده است.

بااین‌همه‌، 20A تا اواخر سال ۲۰۲۵ پیشرفته‌ترین لیتوگرافی اینتل نخواهد بود. بزرگ‌ترین تراشه‌ساز آمریکا در آن زمان لیتوگرافی 18A (معادل ۱٫۸ نانومتر) را روی کار می‌آورد. به‌ادعای اینتل، 18A به تولید تراشه‌هایی بسیار قدرتمند منتهی می‌شود. اینتل در ابتدا قصد داشت برای ساخت تراشه‌های مبتنی‌بر 18A از ابزارهای 0.55NA استفاده کند؛ اما احتمالاً چنین هدفی دست‌یافتنی نیست؛ چون شرکت هلندی ASML نمی‌تواند به‌موقع تجهیزات موردنیاز را تأمین کند.

اینتل می‌گوید فرایند Tape-Out اولین تراشه‌های آزمایشی مبتنی‌بر لیتوگرافی‌های 20A و 18A به‌پایان رسیده است. Tape-Out آخرین مرحله از فرایند طراحی تراشه قبل ‌از ورود به خط‌تولید است. پت گلسینگر، مدیرعامل اینتل، می‌گوید شرکتش تا سال ۲۰۲۵ ازلحاظ عملکرد ترانزیستور و قدرت پردازشی تراشه بهترین شرکت فعال در صنعت خواهد بود.

اینتل گفته است دو لیتوگرافی 20A و 18A از ابزارهای EUV و شاید حتی High-NA EUV استفاده می‌کنند. این باعث می‌شود تراشه‌های مبتنی‌بر لیتوگرافی‌های یادشده بسیار گران‌قیمت باشند. حتی تولید تراشه‌های یکپارچه‌ی ۴ و ۵ نانومتری امروزی نیز فرایندی هزینه‌بر است و همین باعث شده تراشه‌هایی نظیر پونته وکیو که مبتنی‌بر طراحی چیپلت هستند، محبوب‌تر از قبل شوند.

اینتل پیش‌بینی می‌کند که تا چند سال آینده، طراحان تراشه بتوانند قابلیت‌های مختلف یک تراشه را مشابه رویکرد چیپلت از هم تفکیک کنند و سپس هر جزء جداگانه را با استفاده از بهینه‌ترین فناوری بسازند. اینتل این رویکرد جدید را بهینه‌سازی مشترک فناوری سیستم (STCO) خطاب می‌کند. برای نمونه، ازآن‌جاکه تقویت قطعات منطقی راحت‌تر از SRAM است، تولیدکنندگان تراشه‌ی منطقی و حافظه‌ی کش را با لیتوگرافی‌های متنوعی می‌سازند و سپس با استفاده از فناوری‌هایی مثل Foveros یا EMIB، آن‌ها را روی تراشه‌ای واحد استفاده می‌کنند.