טכנולוגיית Powervia של אינטל היא חידוש מרכזי בשיטות אספקת הכוח השבבים המסורתית והיא צפויה להיות מיוצרת המונית בצומת התהליך Intel 20a במחצית הראשונה של 2024. טכנולוגיה זו נחשבת להמשך חשוב לחוק מור.תהליך הפיתוח שלו מתבצע באופן עצמאי מטרנזיסטורים של Ribbonfet כדי להבטיח כי ניתן להשתמש ביעילות ב- PowerVia בייצור שבבי תהליכים של Intel 20A ו- 18A.באמצעות בדיקות וניפוי באגים נרחבים של Powervia בצמתי בדיקה פנימיים, אינטל אישרה את תפקידה המשמעותי בשיפור יעילות השבבים.שיעור ניצול היחידה עולה על 90%, והוא יכול לקדם משמעותית את טכנולוגיית הצטמקות הטרנזיסטור ולעזור לחברות עיצוב שבבים לשפר את המוצרים שלהן.ביצועים ויעילות אנרגטית.
אינטל מאמינה שטכנולוגיית Powervia היא אבן דרך נוספת לאחר FinFet.בעוד ש- Ribbonfet עשויה שלא תהיה יתרון מוחלט על פני טכנולוגיות Gaafet המתחרות, ההובלה של פאוורביה ברורה.הענף אינו מצפה מ- TSMC לפרוס טכנולוגיה דומה לפני צמתים של N2P בסוף 2026 או תחילת 2027. פאוורביה מצמידה את החידושים הטכנולוגיים בעבר של אינטל כמו סיליקון מתוח, שערי מתכת גבוהים K וטרנזיסטורים FinFET, המשקפים את המשך המנהיגות של אינטל בחדשנות טכנולוגיית צ'יפסו
ראוי להזכיר כי השקת צמתים של תהליכים 20A ו- 18A של אינטל לא רק ישמשו רק את קידומו של המוצרים של אינטל, אלא גם ישפיע עמוק על כל ענף השבבים ועל שירותי היציקה של אינטל.זה מסמן את הגעתה הרשמית של אינטל של תקופת אנגסטרום ופותח פרק חדש בטכנולוגיית שבבים.
רשת אספקת החשמל האחורית (BS-PDN), כאחת הטכנולוגיות הליבה של Powervia, עלתה בשקט בענף ייצור השבבים הדומה לטכנולוגיית EUV, ונחשבת כבסיס להמשך לקדם פיתוח צמתים תהליכים עדינים יותר.מהשלבים המוקדמים ביותר של ייצור השבבים, בניית רשת מסירת החשמל דורשת שליטה מדויקת, החל מחריטת השכבה התחתונה של הטרנזיסטור לאספקת החשמל בשכבה העליונה.תהליך זה דורש תמיכה של כלים לדיוק גבוה כמו EUV וטכנולוגיית חשיפה מרובה.הבנייה המורכבת והמדויקת הזו היא שהופכת את ייצור השבבים לתהליך יקר ומסובך, אך הוא גם המפתח לשיפור ביצועי השבבים ויעילותו.
על בסיס זה, באמצעות בניית שכבות מתכת מרובות, ניתן להעביר ביעילות אלקטרונים בין טרנזיסטורים כדי לספק את הכוח והאותות הנדרשים לחלקים שונים של השבב.אינטל משווה את התהליך לייצור פיצה, ובעוד שהוא עשוי להישמע קצת פשטני, המטאפורה מתארת בצורה חיה את המורכבות של ייצור השבבים.ככל שהטכנולוגיה מתקדמת, מעבדים מודרניים בעלי ביצועים גבוהים מכילים לעתים קרובות עד 10 עד 20 שכבות מתכת, וברגע מיוצר השבב, השבב לעתים קרובות מתהפך כך שממשקי הכוח והנתונים נמצאים בתחתית השבב והטרנזיסטוריםנמצאים בראש.והיתרון של עיצוב שבב זה הוא שקל יותר לבצע באגים ולקרר את השבב, אך הוא גם מביא אתגרים רבים לאספקת הכוח הקדמית.
Powervia הוצג כדי להתמודד עם אתגרים אלה.על ידי הפרדת רשתות העברת האות וההעברת הכוח ובניית רשת אספקת החשמל בגב השבב, Powervia מפשטת מאוד את מבנה השבב ומאפשר לשפר את ביצועי השבבים.התועלת הישירה של שיטת אספקת החשמל האחורית הזו היא שהיא לא רק מרגיעה את כללי העיצוב של שכבת המתכת ומשפרת את מידת החופש העיצובית, אלא גם מאטה את אפקט ה- IR Droop, משפרת את יעילות העברת הכוח של השבב, מבטלת הפרעה, ובכך פותר את בעיית הנתונים את בעיית צוואר הבקבוק של חיבור הקשר שפקדה את הענף מזה עשור.
כמובן, יישום טכנולוגיית Powervia עומד גם בפני אתגרים משלו.מכיוון ששכבת הטרנזיסטור ממוקמת בערך באמצע השבב ולא בסוף, כלי ניפוי באגים מסורתיים אינם יכולים לגשת ישירות לשכבת הטרנזיסטור לבדיקה.כעת יש כ -15 שכבות של קווי איתות בין שכבת הטרנזיסטור לשכבת פיזור החום.האתגר הזה, אף שהוא מפחיד, אינו ניתן לעלות על הדעת.אינטל אימתה בהצלחה את היעילות של תהליכי ניפוי באגים אלה על ידי תכנון כמה פגמים ניתנים לשליטה ושימוש בכלי ניפוי באגים של Powervia משלה.יחד עם זאת, הטכנולוגיה לבניית שכבת הכוח בגב השבב היא גם חסרת תקדים.זה מגדיל את המורכבות של תהליך הייצור ואת האפשרות לטעויות.עם זאת, אינטל שיפרה ביעילות את היציבות והאמינות של תהליך הייצור על ידי שימוש בפרקי נשא וטכנולוגיית TSV.ו
לבסוף, אינטל אישרה את ההצלחה של טכנולוגיית Powervia באמצעות קוד שבב בדיקה בשם "Blue Sky Creek".למרות ש- Powervia יש סיכוני יישום טכניים גבוהים יותר, על ידי שילובו עם תהליך Intel 4 ומינוף טכנולוגיית האיחוד האירופי, אינטל הוכיחה את היתרונות המשמעותיים של Powervia בשיפור ניצול היחידה, הפחתת מתח הפלטפורמה והגברת היעילות בתדירות, תוך מדגימה גם את פיזור החום הטוב שלהמאפיינים.סדרת תוצאות הבדיקה הזו לא רק מוכיחה את היתכנותה של טכנולוגיית Powervia, אלא גם מדגימה את הפוטנציאל העצום שלה בהתקדמות טכנולוגית השבבים העתידית.