Panther Lake under lupen: Dette avslører Intels 18A-brikke

SemiAnalysis har undersøkt en Intel Core Ultra 7 365 helt ned til transistorene. Analysen gir et konkret innblikk i Intels 18A-prosess, med RibbonFET-transistorer og PowerVia-strømforsyning fra baksiden av brikken. Samtidig viser den hvorfor Panther Lake ikke er en brikke der alt er laget på 18A – og hvorfor én vellykket produktimplementering ikke alene beviser at Intel har tatt igjen TSMC eller Samsung. 12

Slik ser Intel 18A ut på innsiden

Tverrsnittene viser RibbonFET-transistorer med fire vannrette silisiumlag oppå hverandre. Transistorens gate omslutter kanalen, i stedet for å ligge på bare én side. PowerVia fører strøm gjennom et eget metallnett på baksiden av brikken, koblet til komponentene med nano-gjennomgående silisiumvias. Dermed frigjøres plass i ledningsnettet på forsiden, som ellers også måtte håndtere strømforsyningen. 34

Dette er krevende integrasjonsvalg, ikke en automatisk ytelsesgevinst. Analysen peker på avveininger som mer kapasitans, høyere termisk motstand og større prosesskompleksitet. Tverrsnittene viser hvordan teknologien er bygget opp, men dokumenterer ikke i seg selv at ferdige produkter får høyere ytelse eller lavere temperatur enn konkurrentenes. 4

Panther Lake er satt sammen av flere prosessnoder

Panther Lake består av tre aktive brikkemoduler – for beregning, grafikk og I/O – montert på en passiv grunnbrikke med Intels Foveros-S-emballering. Beregningsbrikken er produsert på Intel 18A. Grafikkbrikken varierer med konfigurasjonen: Den mindre GT1-varianten bruker Intel 3, mens den større GT2-varianten bruker TSMC N3E. I/O-brikken er laget på TSMC N6. 12

Det er viktig når man vurderer hva Panther Lake faktisk viser fram: 18A brukes på beregningsbrikken, ikke på alle delene i pakken. Beregningsbrikken inneholder CPU-kjerner, en NPU, mediemotorer og hurtigbuffer nær minnet. Grafikk og I/O ligger fortsatt på egne brikker. 34

18A målt mot konkurrerende prosessnoder

SemiAnalysis målte logikktettheten i Panther Lakes beregningsbrikke på 18A og grafikkbrikken på TSMC N3E til å være omtrent lik. Målingene viste også at 18A ikke nådde de rapporterte toppnivåene for logikktetthet på TSMC N3P, TSMC N2 eller Samsung SF2. Dette gjelder bestemte logikkområder, og bør ikke leses som en fullstendig rangering av alle egenskaper eller produkter laget på disse prosessnodene. 2

RibbonFET og Samsungs MBCFET: ulike løsninger, ingen enkel temperaturdom

Både Intels RibbonFET og Samsungs MBCFET er transistorutforminger av typen gate-all-around, der gaten omslutter kanalen. Analysen beskriver Intels fire lag med silisiumark og hvordan de kombineres med strømforsyning fra baksiden. Den trekker dette fram som en forskjell fra Samsungs SF2, som beholder strømforsyningen på forsiden og har andre materialvalg for kontakter og ledningsnett. 34

Forskjellene viser at selskapene har valgt ulike måter å integrere teknologien på. De viser ikke alene hvilken brikke som går kjøligst eller yter best. Analysens omtale av termisk motstand beskriver en prosessmessig avveining – ikke en direkte temperaturtest av ferdige Intel- og Samsung-produkter. 4

Hva produksjonstallene sier – og ikke sier

Intel og ASML oppgir at mer enn én million wafere er behandlet med High-NA EUV. Tallet omfatter verifisering og testing av verktøy, forskning og utvikling samt produksjon. High-NA brukes på utvalgte lag i noen Panther Lake-prosessorer. Det samlede tallet viser erfaring med utstyret, men er ikke et tall på ferdige Panther Lake-wafere – og heller ikke på wafere der alle lag er mønstret med High-NA. 19

En egen rapport oppgir en gjennomstrømming på 175 wafere i timen for ASMLs EXE:5200B i én modus, og rundt 125 når stitching er nødvendig. Det illustrerer en reduksjon i produksjonstakt når stitching brukes, men sier ikke i seg selv hva Intels samlede produksjonskostnader eller produksjonsvolum er. 22

Et analytikeranslag setter utbyttet for 18A til omtrent 80 prosent. Målegrunnlaget er ikke offentliggjort, og Intel har ikke selv oppgitt et absolutt utbyttetall. Derfor kan anslaget verken fastslå utbyttet i hele 18A-produksjonen eller vise at Intel har samme kostnadsnivå som konkurrentene. 24

Wildcat Lake viser et annet designvalg: Den rapporterte beregningsbrikken er 38 prosent mindre enn Panther Lakes, og produktet bruker en organisk flerkrets-pakke i stedet for Foveros. Det utvider bruken av beslektet teknologi, men verken den mindre brikken eller Panther Lake-analysen beviser at Intel har gått forbi konkurrentene i tetthet, produksjonsøkonomi eller produksjon av avanserte grafikkbrikker. 5

Kort oppsummert

Panther Lake viser at Intel har integrert RibbonFET og PowerVia i en kommersiell prosessor, og kombinert en beregningsbrikke på 18A med brikker laget på andre prosessnoder. Men målingene gir ikke grunnlag for å slå fast at 18A leder an: Logikktettheten var omtrent på nivå med N3E i analysen, ikke høyere enn alle konkurrentenes løsninger. High-NA-erfaringen og anslaget for utbytte peker mot framgang, men det er fortsatt ubesvarte spørsmål om utbyttets omfang, produksjonstakt og konkurranseevne. 2192224