Η τεχνολογία Powervia της Intel είναι μια σημαντική καινοτομία στις παραδοσιακές μεθόδους τροφοδοσίας τσιπ και αναμένεται να παραχθεί μαζικά στον κόμβο της διαδικασίας Intel 20A κατά το πρώτο εξάμηνο του 2024. Αυτή η τεχνολογία θεωρείται ως σημαντική συνέχιση του νόμου του Moore.Η αναπτυξιακή του διαδικασία πραγματοποιείται ανεξάρτητα από τρανζίστορ Ribbonfet για να διασφαλιστεί ότι η Powervia μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά στην παραγωγή τσιπ Intel 20A και 18A.Μέσω εκτεταμένων δοκιμών και εντοπισμού σφαλμάτων της Powervia σε εσωτερικούς κόμβους δοκιμών, η Intel επιβεβαίωσε τον σημαντικό ρόλο της στη βελτίωση της αποτελεσματικότητας των τσιπ.Ο ρυθμός χρησιμοποίησης της μονάδας υπερβαίνει το 90%και μπορεί να προωθήσει σημαντικά την τεχνολογία συρρίκνωσης των τρανζίστορ και να βοηθήσει τις εταιρείες σχεδιασμού τσιπ να βελτιώσουν τα προϊόντα τους.απόδοση και ενεργειακή απόδοση.
Η Intel πιστεύει ότι η τεχνολογία Powervia είναι ένα άλλο ορόσημο μετά το Finfet.Ενώ το Ribbonfet μπορεί να μην έχει απόλυτο πλεονέκτημα έναντι των ανταγωνιστικών τεχνολογιών Gaafet, το προβάδισμα της Powervia είναι σαφής.Η βιομηχανία δεν αναμένει ότι η TSMC θα αναπτύξει παρόμοια τεχνολογία πριν από τους κόμβους N2P στα τέλη του 2026 ή στις αρχές του 2027. Η Powervia αντιπαρατίθεται με τις προηγούμενες τεχνολογικές καινοτομίες της Intel, όπως το τεταμένο πυρίτιο, οι πύλες με μεταλλικές πύλες και τα τρανζίστορ FinFET, αντανακλώντας τη συνεχιζόμενη ηγεσία της Intel στην τεχνολογία Chip Technology Innovation Chip.
Αξίζει να σημειωθεί ότι η έναρξη των κόμβων της Intel 20A και 18A δεν θα εξυπηρετήσει μόνο την πρόοδο των προϊόντων της Intel, αλλά θα έχει επίσης βαθύ αντίκτυπο σε ολόκληρη τη βιομηχανία τσιπ και τις υπηρεσίες χυτηρίων της Intel.Αυτό σηματοδοτεί την επίσημη άφιξη της Intel της εποχής Angstrom και ανοίγει ένα νέο κεφάλαιο στην τεχνολογία Chip.
Το Backside Power Supply Network (BS-PDN), ως μία από τις βασικές τεχνολογίες της Powervia, εμφανίστηκε ήσυχα στην βιομηχανία κατασκευής τσιπ παρόμοιο με την τεχνολογία EUV και θεωρείται ως βάση για τη συνέχιση της προώθησης της ανάπτυξης των λεπτότερων κόμβων της διαδικασίας.Από τα πρώτα στάδια της κατασκευής τσιπ, η κατασκευή του δικτύου παροχής ενέργειας απαιτεί ακριβή έλεγχο, ξεκινώντας από τη χαρά του κάτω στρώματος του τρανζίστορ στο τροφοδοτικό στο επάνω στρώμα.Αυτή η διαδικασία απαιτεί την υποστήριξη εργαλείων υψηλής ακρίβειας όπως το EUV και την τεχνολογία πολλαπλών εκθέσεων.Είναι αυτή η πολύπλοκη και ακριβής κατασκευή που καθιστά την κατασκευή τσιπ μια δαπανηρή και περίπλοκη διαδικασία, αλλά είναι επίσης το κλειδί για τη βελτίωση της απόδοσης και της αποτελεσματικότητας των τσιπ.
Σε αυτή τη βάση, μέσω της κατασκευής πολλαπλών μεταλλικών στρωμάτων, τα ηλεκτρόνια μπορούν να μεταδοθούν αποτελεσματικά μεταξύ των τρανζίστορ για να παρέχουν την απαιτούμενη ισχύ και σήματα σε διάφορα μέρη του τσιπ.Η Intel παρομοιάζει τη διαδικασία για να κάνει πίτσα και ενώ μπορεί να ακούγεται λίγο απλοϊκή, η μεταφορά απεικονίζει έντονα την πολυπλοκότητα της κατασκευής τσιπ.Καθώς η τεχνολογία προχωρά, οι σύγχρονοι επεξεργαστές υψηλής απόδοσης συχνά περιέχουν 10 έως 20 μεταλλικά στρώματα και μόλις κατασκευαστεί το τσιπ, το τσιπ συχνά αναστρέφεται έτσι ώστε οι διεπαφές ισχύος και δεδομένων να βρίσκονται στο κάτω μέρος του τσιπ και των τρανζίστορείναι στην κορυφή..Το πλεονέκτημα αυτού του σχεδιασμού flip-chip είναι ότι είναι ευκολότερο να εντοπιστεί και να δροσιστεί το τσιπ, αλλά φέρνει επίσης πολλές προκλήσεις για την τροφοδοσία front-end.
Η Powervia εισήχθη για να αντιμετωπίσει αυτές τις προκλήσεις.Διαχωρίζοντας τα δίκτυα μετάδοσης σήματος και ισχύος και την οικοδόμηση του δικτύου τροφοδοσίας στο πίσω μέρος του τσιπ, η Powervia απλοποιεί σημαντικά τη δομή του τσιπ και καθιστά δυνατή τη βελτίωση της απόδοσης των τσιπ.Το άμεσο όφελος αυτής της μεθόδου τροφοδοσίας πίσω είναι ότι όχι μόνο χαλαρώνει τους κανόνες σχεδιασμού του μεταλλικού στρώματος και βελτιώνει τον βαθμό της ελευθερίας του σχεδιασμού, αλλά και επιβραδύνει το φαινόμενο IR, βελτιώνει την απόδοση μετάδοσης ισχύος του τσιπ, εξαλείφει τις παρεμβολές, και έτσι επιλύει το πρόβλημα των δεδομένων το πρόβλημα της συμφόρησης διασύνδεσης που μαστίζει τη βιομηχανία για μια δεκαετία.
Φυσικά, η εφαρμογή της τεχνολογίας Powervia αντιμετωπίζει επίσης τις δικές της προκλήσεις.Δεδομένου ότι το στρώμα τρανζίστορ βρίσκεται περίπου στη μέση του τσιπ και όχι στο τέλος, τα παραδοσιακά εργαλεία εντοπισμού σφαλμάτων δεν μπορούν να αποκτήσουν άμεση πρόσβαση στο στρώμα τρανζίστορ για δοκιμές.Τώρα υπάρχουν περίπου 15 στρώματα γραμμών σήματος μεταξύ του στρώματος τρανζίστορ και του στρώματος διάχυσης θερμότητας.Αυτή η πρόκληση, αν και αποθαρρυντική, δεν είναι ανυπέρβλητη.Η Intel επιβεβαίωσε επιτυχώς την αποτελεσματικότητα αυτών των διαδικασιών εντοπισμού σφαλμάτων σχεδιάζοντας ορισμένα ελεγχόμενα ελαττώματα και χρησιμοποιώντας το δικό της εργαλείο εντοπισμού σφαλμάτων Powervia.Ταυτόχρονα, η τεχνολογία για την κατασκευή του στρώματος ισχύος στο πίσω μέρος του τσιπ είναι επίσης πρωτοφανής.Αυξάνει την πολυπλοκότητα της διαδικασίας κατασκευής και τη δυνατότητα σφαλμάτων.Ωστόσο, η Intel βελτίωσε αποτελεσματικά τη σταθερότητα και την αξιοπιστία της διαδικασίας κατασκευής χρησιμοποιώντας τις πλακίδια μεταφορέων και την τεχνολογία TSV..
Τέλος, η Intel επιβεβαίωσε την επιτυχία της τεχνολογίας Powervia μέσω ενός δοκιμαστικού κώδικα "Blue Sky Creek".Παρόλο που η Powervia έχει υψηλότερους κινδύνους τεχνικής εφαρμογής, συνδυάζοντάς την με τη διαδικασία Intel 4 και αξιοποιώντας την τεχνολογία EUV, η Intel απέδειξε τα σημαντικά πλεονεκτήματα της Powervia στη βελτίωση της αξιοποίησης της μονάδας, στη μείωση της τάσης πλατφόρμας και στην αυξανόμενη απόδοση συχνότηταςΧαρακτηριστικά.Αυτή η σειρά αποτελεσμάτων δοκιμών δεν αποδεικνύει μόνο τη σκοπιμότητα της τεχνολογίας Powervia, αλλά επίσης αποδεικνύει τις τεράστιες δυνατότητές της στις μελλοντικές εξελίξεις τεχνολογίας τσιπ.