Intel 2022年以降の製造プロセス開発は順調

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Intel Anne Kelleher

インテルが現地時間2022年2月17日に投資家向け説明会「Intel Investor Meeting 2022」を開催した。その中でブレイクアウトセッションとして技術開発部門のDr. Anne Kelleher氏が今後のプロセスの開発状況を説明した。
ここでは新プロセスの開発状況について語った概要を紹介する。

インテルの新プロセス開発

インテルには、ムーアの法則を追求するための基本的なプロセス、革新の長い歴史があります。過去20年間、すべての主要なトランジスタアーキテクチャ、歪みシリコンからHi-Kメタルゲート、FinFETで革新し続けてきました。この革新とムーアの法則の追求は続いています。
大量生産に移行したIntel 7(第12世代インテルCore)。UVリソグラフィーを利用するIntel 4、Intel 3。そしてIntel 20A、Intel18Aへと移行し、もう一度、次の主要なトランジスタアーキテクチャの革新をリードします。
Intel 20Aから導入するRibbonFETとPowerViaの導入によりオングストローム時代に移行します。
Intel 18Aの次のノードにも取り組んでいます。これについては、今後さらに共有していきます。

このロードマップは、ムーアの法則の追求が変わっていないことを明確に示しています。ただし、一部を変更しました。

私たちは、イノベーションと実行および予測可能性のバランスをとることに重点を置いています。開発はTick-Tockに似ており、開発をモジュール化して構造化しています。プロセスフローを簡素化したことより、各ステップの数と複雑さの両方を削減します。
さらに、プロセスフローのリスクの高い領域について、リスク評価を行っています。

私たちは、エコシステムを最大限に活用するために機器と材料のサプライヤーを採用しており、現在、業界で最もよく知られている方法を使用して標準化しています。さらに、研究開発への投資を増やし、革新を続けて前進しています。

リーダーシップを取り戻すための重要な要素は、EUVのリソグラフィーです。EUVにより工数の削減、スループット、生産性で結果を示します。
さらに、業界で初めてHigh NA toolを受け取り、2025年に製造する予定です。

Tick-Tockのようなモジュール式になることで、2つのことを達成します。
初めに、モジュール式の開発アーキテクトは、プロセスフローのさまざまなセグメントへの独立性を高めます。これは、プロセスフロー全体に影響を与えることなく監視および管理できます。
次に各モジュールは、一般的なテクノロジーモジュールによって編成されているため、学習率が向上します。

モジュールの代表的な例はPowerViaです。
分野ごとに開発チームを編成たことで開発速度が劇的に向上し、Intel 20AのリスクであるPowerViaとRibbonFETによる遅れが軽減されます。

Intel 7が使われているAlder Lakeで採用されているIntel 7では、ワットあたりのパフォーマンスが10%向上しています。
将来の製品ではさらなる改善が見込まれます。材料の改良でより効率的に電力を制御できるようになります。
サーバー向けのSapphire Rapidsは2022年に製造を開始します。

Intel 4は2022年の後半に製造を開始します。EUVを利用する最初の製品になり、微細化し、ワットあたりのパフォーマンスが20%向上します。
Intel 4の開発は順調です。Meteor Lakeの最初の製品での試験では高電圧をかけたストレステストもクリアしています。過去4世代中でも最高のスタートとなっています。

Meteor Lake

Intel 3はIntel 4から簡単に移行出来るように設計されています。
EUVの使用を増やすなどの改良で、ワットあたりのパフォーマンスを18%改善し、2023年後半に製造が始まる予定です。

Intel 20Aは、2つの画期的なテクノロジーで、オングストローム時代の到来を告げます。
RibbonFETとPowerViaです。

PowerViaは、インテルによる業界初のバックサイド電力供給の実装です。
電力回路を排除し、ウェーハ上の信号が最適化され、ノイズが減少し、パフォーマンスが向上します。
RibbonFETは新しいトランジスターアーキテクチャーです。より高速なトランジスタスイッチング速度を実現し、より小さなフットプリントで電流を供給できます。

Intel 20Aは、ワットあたり最大15%のパフォーマンス向上を実現します。
Intel 18Aは、ワットあたり最大10%のパフォーマンス向上を実現します。

Intel 18Aには期待しています。RibbonFETではトランジスタの設計を開始して、カスタマイズされた機能を作成し、トランジスタ密度を高める機会を与えてくれるためです。また、顧客の設計と使用のニーズに合わせて最適化することができます。

例として、ファウンドリの顧客と協力があります。私たちは最近、お客様の期待を超えたIntel 18Aウェーハを納品しました。
ファウンドリの潜在的な顧客から2つのテストチップを入手する予定です。
Intel 18Aは2022年にテープアウトされ、2023年前半までに合計4つのカスタマーテストチップがテープアウトされます。

Intel 4、Intel 3、Intel 20A、Intel 18Aのすべてが順調に進んでいます。
ロードマップは、2021年7月のIntel Acceleratedでの発表より進んでいます。

Intel Investor Meeting 2022で発表されたプロセス技術のまとめ

ムーアの法則は継続しており、プロセス開発も2021年発表よりも順調に進んでいる。
EUVを使用するIntel 4(Meteor Lake)はテストも順調。過去の世代に比べても良いスタートになりそうで2022年後半に製造が開始する。ワット当たり性能は20%向上。
その次のIntel 3は2023年後半に製造開始。同18%向上。
RibbonFETとPowerViaを採用するオングストローム時代のIntel 20Aは2024年第1四半期、さらにそれを改良する18Aは第2四半期、それぞれ15%、20%向上。その次の開発も進んでいる。

https://www.intel.com/content/www/us/en/events/investor-meeting.html