Computing mit Prozesstechnik und Packaging neu definieren

Die nächste Ära des Computing rückt dank Transistor- und Packaging-Innovationen immer näher.

Ein neues Paradigma für das mooresche Gesetz

Intel hat mit dem mooreschen Gesetz im PC-Zeitalter die Messlatte für Computing-Innovationen gelegt. Mit exponentiellem Datenwachstum steigt auch der Bedarf an leistungsstarken Chips, damit Daten in einer dezentralisierten Landschaft bewegt, gespeichert und verarbeitet werden können.

Das mooresche Gesetz ist so wichtig wie zuvor, aber es hat eine größere Bedeutung als augenscheinlich erkennbar. Intel unterstützt das datenzentrierte Zeitalter mit synchronisierten und aufeinander abgestimmten Fortschritten bei Transistoren, Packaging und Chipdesign. Kein anderes Unternehmen verfügt über eine solch hervorragende Grundlage, Innovationspipeline, interne Forschungs- und Entwicklungsmöglichkeiten und den Vorteil eines Integrated Device Manufacturer – eine einzigartige Reihe sich ergänzender Fähigkeiten, die den Rahmen der Computing-Möglichkeiten neu definieren werden.

Vom Sand zum Halbleiter: Die Entstehung einess Mikrochips


In diesem Video zeigen wir Ihnen, wie wir Sand in die Halbleiterchips verwandeln, die den Fortschritt der modernen Welt vorantreiben.

Transistoren: Quantensprünge in der Leistung, gemessen in Nanometern

Mikroprozessoren sind möglicherweise das komplexeste Produkt, das von Menschen hergestellt wird. Die Produktion erfordert Hunderte von Schritten in der saubersten Umgebung der Welt, durchgeführt von erfahrenen Experten, die sorgfältig darin geschult sind, Atome und Moleküle zu bewegen.

Jeder Mikroprozessor besteht aus Milliarden winziger elektrischer Schalter, die Transistoren genannt werden. Mit der abnehmenden Größe von Transistoren werden Computergeräte intelligenter, schneller und effizienter. Schrumpfende Transistoren allein reichen jedoch nicht mehr aus, um eine enorme Leistungssteigerung zu ermöglichen. Zusätzlich sind radikale Design-Verbesserungen erforderlich.

Prozessinnovationen sorgen für wichtige Fortschritte

Prozessinnovationen von Intel tragen dazu bei, den Fortschritt voranzutreiben. Unser Ziel besteht darin, die Transistordichte durch Knotentransitionen zu erhöhen. Zwischen diesen Verkleinerungen planen wir Verbesserungen durch Intranode-Innovationen – und letztlich eine regelmäßige Optimierung der Leistung unserer Produkte.

Kleiner und schneller mit 3D-Transistoren

Mit unserer Führungsposition bei der Fertigung des FinFET hat Intel den 2D-Transistorkanal in die dritte Dimension gebracht und so die Steuerung der Elektronen, die durch den Kanal fließen, erheblich verbessert. Diese Transistoren arbeiten bei einer niedrigeren Spannung mit geringerem Leckstrom und bieten eine beispiellose Kombination aus verbesserter Leistung und Energieeffizienz. Dadurch sind Transistoren kleiner, schneller und verbrauchen weniger Strom als je zuvor.

Neudefinition des FinFET

Wir haben den FinFET seit seiner Einführung vor fast einem Jahrzehnt kontinuierlich weiterentwickelt. Beim 14-nm-Knoten haben wir die Frequenz auf der Transistorebene im Laufe mehrerer Generationen wiederholt gesteigert, was letztlich mit einer Full-Node-Leistungsverbesserung durch Intranode-Optimierungen gleichbedeutend ist.

Wir haben mit dem 10-nm-Knoten unsere dritte Iteration von FinFET-Transistoren auf den Markt gebracht und damit die Weiterentwicklung dieser Technik fortgesetzt. Bei unserem 10-nm-FinFET der ersten Generation haben wir uns auf die 2,7-fache „Hyperskalierungs“-Dichte gegenüber dem vorherigen Knoten konzentriert. Dies wurde von wichtigen Innovationen wie Contact Over Active Gate (COAG) vorangetrieben, die über das Transistorgerät hinaus auf die Metallverbindungen und letztlich auf die Zellebene ausgeweitet wurden.

Neudefinition des FinFET

Anfang 2020 forderten unsere Designteams noch mehr Leistungsreserven, um die von unseren Kunden benötigte Produktpipeline zu realisieren. Nach jahrelanger Verfeinerung der FinFET-Plattform definieren wir sie nun neu, um mit unserer neuen SuperFin-Technik eine beispiellose Leistungssteigerung zu erreichen.

SuperFin nutzt eine Kombination von Innovationen im gesamten Prozess-Stack, vom Transistorkanal bis zu den oberen Metallschichten. Ein wichtiger Durchbruch ist der neue Super MIM-Kondensator, der eine 5-fache Kapazitätssteigerung innerhalb derselben Systemgröße ermöglicht (als Branchenstandard). Diese branchenweit einzigartige Technik führt zu einer Spannungsreduzierung, die eine drastisch verbesserte Produktleistung mit sich bringt.

Die kombinierten Vorteile dieser Innovationen ermöglichen es uns, eine dramatische Prozessoptimierung zu erzielen, die Intel Produkte 2020 und darüber hinaus auf ein neues Niveau bringen wird. In einer einzelnen Intranode-Optimierung haben wir fast die gleiche Leistung einer Full-Node-Transition geliefert.

Kommende Innovationen

Intels interne Forschung und Entwicklung sucht in der Branche seinesgleichen. Erfahren Sie, wie unsere Forscher weiterhin bahnbrechende Fortschritte beim Transistordesign machen.

Weitere Infos

Packaging: Ein Katalysator für Produktinnovation

Als physische Schnittstelle zwischen Prozessor und Hauptplatine spielt das Packaging eines Chips eine entscheidende Rolle bei der Leistung auf Produktebene. Fortschrittliche Packaging-Techniken ermöglichen die Integration verschiedener Computing-Engines über mehrere Prozesstechnologien hinweg und unterstützen so völlig neue Ansätze in der Systemarchitektur.

Embedded Multi-Die Interconnect Bridge (EMIB)

EMIB ist ein kostengünstiger Ansatz zur Verbindung mehrerer heterogener Dies in einem einzigen Package. Während andere 2,5D-Strategien einen großen Silizium-Interposer verwenden, nutzt EMIB einen sehr kleinen Brücken-Die mit mehreren Routing-Ebenen. Viele integrierte Brücken in einem einzigen Substrat bieten extrem hohe I/Os und einen gut kontrollierten Interconnect zwischen mehreren Dies.

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Branchenweiter Pionier: 3D-Stacking mit Foveros

Unsere Foveros-Packaging-Technik verwendet 3D-Stacking, um Logik-auf-Logik-Integration zu ermöglichen. So sind Entwickler enorm flexibel und können Technik-IP-Blöcke mit verschiedenen Speicher- und I/O-Elementen in neuen Geräteformaten kombinieren. Die Produkte können in kleinere Chiplets unterteilt werden, in denen I/O-, SRAM- und Stromversorgungsschaltungen in einem Basis-Die hergestellt werden und leistungsstarke Logik-Chiplets darüber angeordnet sind.

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Packaging der nächsten Generation

Intels neueste Packaging-Funktionen machen neue Kundendesigns möglich. Unsere Co-EMIB-Technik ermöglicht die Verbindung von Foveros-Elementen mit der Leistung eines einzelnen Chips. Mit Omni-Directional Interconnect (ODI) erhalten Entwickler noch größere Flexibilität hinsichtlich der Kommunikation zwischen den Chiplets in einem Package.

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Integrierter Vorteil

Als Integrated Device Manufacturer (IDM) kombiniert Intel unsere leistungsstarken Computing-Engines mit führendem Packaging, um eine unübertroffene Produktintegration zu ermöglichen. Durch unsere ergänzenden Fähigkeiten können wir unser Design, unsere Prozesse und unser Packaging vollständig in Produkte integrieren, die wirklich die besten ihrer Klasse sind. Mit unserem Portfolio an CPUs, FPGAs, Beschleunigern und Grafikprozessor-Chips haben unsere Architekten die größte Flexibilität bei der Auswahl des richtigen Transistors für das Produkt.

Branchenweit erste Hybrid-Architektur

Der einzigartige Prozessor von Intel, Codename „Lakefield“, kombiniert eine Hybrid-CPU mit unserer 3D-Packaging-Technologie Foveros. Diese Architektur bietet mehr Flexibilität für Innovationen bei Design und Format.

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Sechs Säulen der technischen Innovation für die nächste Ära des Computing

Intels Innovationen lassen sich in sechs Säulen technischer Entwicklung einteilen, über die wir das Potenzial von Daten für die Branche und unsere Kunden voll ausschöpfen möchten.

Disclaimer/Rechtliche Hinweise

Die Funktionsmerkmale und Vorteile von Intel® Technik-Features hängen von der Systemkonfiguration ab und können geeignete Hardware, Software oder die Aktivierung von Diensten erfordern. Die Leistungsmerkmale variieren je nach Systemkonfiguration. Kein Produkt und keine Komponente bieten absolute Sicherheit. Informieren Sie sich beim Systemhersteller oder Einzelhändler oder auf intel.de.

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