Intel 18A стартует раньше TSMC N2: кто круче в новом техузле

Компания Intel начала серийное производство своих процессоров Core Ultra 3-й серии ‘Panther Lake’, сообщила компания в четверг. Процессоры Intel Panther Lake — это важнейшие для компании процессоры, призванные продемонстрировать способность Intel разрабатывать конкурентоспособные процессоры и производить их собственными силами с использованием передовых производственных технологий. Это должно повысить репутацию компании среди клиентов, широкой общественности и потенциальных заказчиков литейного производства.

Хотя официальное начало производства 18A является победой для компании, поскольку технически это первый техпроцесс 2-нм класса, она по-прежнему сталкивается с серьёзным конкурентом в лице TSMC — новый техпроцесс лишь позволяет догнать лидера, но не опередить его. Вот как соотносятся эти два техпроцесса.

Intel 18A против TSMC N2

Производственный процесс Intel 18A (1,8 нм) — одна из ключевых особенностей платформы Panther Lake следующего поколения, которая служит как технологической демонстрацией, так и стратегическим достижением компании.

1 из 5

Производственный узел 18A сам по себе призван доказать, что Intel может не только создать привлекательную архитектуру процессора, но и производить её собственными силами на технологическом узле, конкурентоспособном с лучшими предложениями TSMC. Этот узел также является первым техпроцессом 1,8 нм (или, как его называет Intel, 2 нм), запущенным в крупносерийное производство в любой точке мира, опередившим N2 от TSMC на несколько недель или даже месяцев.

В 18A используются универсальные транзисторы Intel RibbonFET и система подачи питания PowerVia с обратной стороны — два технологических прорыва, реализованных одновременно. Intel внедрила эти две инновации по отдельности в разных внутренних узлах, но их одновременное внедрение в производственном узле — всё ещё довольно рискованный шаг, призванный продемонстрировать, что Intel может сделать рывок и внедрить эти инновации одновременно.

*Плотность чипов, опубликованная TSMC, отражает «смешанную» плотность чипов, состоящую на 50 % из логических элементов, на 30 % из SRAM и на 20 % из аналоговых элементов.

**По данным TechInsights.

*** По данным WikiChip.

Аналитики считают, что 18A от Intel станет лидером отрасли с точки зрения производительности и энергоэффективности. Однако, согласно отчётам, N2 от TSMC по прогнозам будет иметь значительно более высокую плотность стандартных ячеек высокой плотности (HD) (313 млн транзисторов на мм^2) по сравнению с 18A от Intel (238 млн транзисторов на мм^2).

Хотя в большинстве современных разработок используются стандартные ячейки высокой плотности (HD), высокой производительности (HP) и низкого энергопотребления (LP), более высокая плотность транзисторов HD может означать снижение стоимости одного транзистора для производителя. Однако неясно, будет ли эта экономия передана клиентам компании.

Кроме того, следует отметить, что сравнение плотности транзисторов в процессоре Intel 18A, в котором используется задняя сеть подачи питания, с процессором TSMC N2, в котором используется традиционная передняя сеть подачи питания, не совсем корректно. В 18A от Intel передняя сторона почти полностью отведена под сигнальные соединения и логические транзисторы, в то время как в N2 от TSMC на передней стороне расположено множество транзисторов для распределения питания (переключатели верхнего/нижнего питания, защита от электростатического разряда, МОП-транзисторы, встроенные регуляторы и т. д.). В результате эффективная плотность транзисторов в 18A и N2 может быть очень близкой.

Однако переворачивание пластины и создание сети подачи питания на обратной стороне требует финансовых затрат, поэтому технология Intel 18A, скорее всего, является более дорогостоящей в производстве, чем N2 от TSMC, хотя для продуктов премиум-класса это не будет проблемой.

Хотя 18A в целом выглядит неплохо на бумаге, конкурентоспособность процессоров Intel Core Ultra 3 «Panther Lake» и Xeon 6+ «Clearwater Forest» — важный шаг для Intel на пути к восстановлению доверия к производству и привлечению сторонних заказчиков для узлов 18A, 18A-P и будущих узлов 14A.

Производственный брак и выход Intel 18A

Intel сообщает, что производство вычислительных блоков Panther Lake на 18A «началось на ранних этапах» на заводах по разработке и мелкосерийному производству в Орегоне и «сейчас наращивается для крупносерийного производства в Аризоне». Как и ожидалось, Intel сначала начала наращивать производство Panther Lake на заводе 52. Судя по всему, завод 62 всё ещё строится и будет введён в эксплуатацию, когда вырастет спрос на 18A.

Первая модель процессора Panther Lake «должна поступить в продажу до конца года, а в широком доступе на рынке она появится в январе 2026 года». Такое заявление свидетельствует о задержке, поскольку изначально Intel планировала выпустить процессоры Panther Lake в 2025 году. Кроме того, это заявление может указывать на более медленный, чем ожидалось, рост объёмов производства, поскольку ранее компания сообщала, что дополнительные модели Panther Lake (а не только топовые) будут выпущены в первом квартале 2026 года. На этот раз Intel не сообщила, когда ожидается выпуск всей линейки продуктов Panther Lake.

Задержка с выпуском процессоров Intel Panther Lake и более медленное внедрение техпроцесса 18A могут свидетельствовать о том, что у этого узла могут быть проблемы с выходом годной продукции, вариативностью производительности или упаковкой. Однако Intel представила график плотности дефектов (D0), который показывает их стабильное снижение. Следуя примеру некоторых своих конкурентов, Intel не обозначила ось Y на графике, поэтому мы знаем только, что плотность дефектов в 18A снизилась с 0,4 дефекта на квадратный сантиметр в третьем квартале 2024 года до уровня ниже этого показателя в третьем квартале 2025 года.

Хотя D0 является важным показателем, он не имеет существенного отношения к параметрическим показателям выхода годной продукции, которые определяют, соответствует ли чип желаемым характеристикам производительности и энергопотребления. Например, чип может быть бездефектным, но при этом не соответствовать целевым показателям производительности или энергопотребления из-за узкого технологического окна, систематических или случайных отклонений критических размеров (КР), стохастических отклонений шероховатости границ линий (ШГБЛ), несоответствия транзисторов или незначительных отклонений в проектировании.

Intel подчеркивает, что производительность 18A (мы предполагаем, что производительность вычислительной плитки Panther Lake) равна или выше, чем у чипов, произведенных на узлах предыдущего поколения за последние 15 лет, хотя логично, что относительно небольшая вычислительная плитка Panther Lake (100-110 мм ^ 2) имеет более высокую функциональную производительность, чем довольно большие монолитные процессоры 2012-2018 годов выпуска (122 мм ^ 2 – 160 мм ^ 2 ) и большие монолитные процессоры 2018-2022 годов выпуска (180 мм ^ 2 – 276 мм ^ 2).

В любом случае, несмотря на более раннюю задержку, дата-центр Intel с 288 ядрами Xeon 6+ ‘Clearwater Forest’ по-прежнему планируется к запуску в первой половине 2026 года, что говорит о том, что проблемы (если они есть) выявлены и будут решены в ближайшие девять месяцев.

В стратегическом плане, несмотря на то, что некоторые могут утверждать, что Intel 18A был успешным, поскольку Intel определила его как «готовый к производству», а не как запущенный в производство, задержка подрывает доверие к дорожной карте Intel «пять узлов за четыре года» и снижает шансы компании опередить TSMC N2, который, как ожидается, будет запущен в массовое производство в четвёртом квартале 2025 года, а в первой половине 2026 года будет запущен в производство множество продуктов для клиентов и центров обработки данных. В результате вместо явного лидерства в технологическом процессе Intel рискует оказаться на вторых ролях.

Обзор Microsoft Surface Pro 12: универсальный гибрид 2-в-1