Panther Lake เผยความคืบหน้าของ Intel 18A แต่ยังไม่ใช่หลักฐานว่าแซงคู่แข่ง

ผลถอดชิป Intel Core Ultra 7 365 โดย SemiAnalysis เผยให้เห็นการใช้กระบวนการ 18A ในชิปประมวลผลจริง ทั้งทรานซิสเตอร์ RibbonFET และระบบจ่ายไฟด้านหลัง PowerVia แต่ Panther Lake ไม่ได้ผลิตทุกส่วนด้วย 18A และผลถอดชิปเพียงอย่างเดียวก็ยังไม่ยืนยันว่า Intel มีเทคโนโลยีการผลิตที่เหนือกว่า TSMC หรือ Samsung 12

ภายใน Intel 18A: RibbonFET และ PowerVia

ภาพตัดขวางจากการวิเคราะห์แสดงให้เห็น RibbonFET ที่ใช้แผ่นซิลิคอนแนวนอนซ้อนกัน 4 ชั้น โดยเกตโอบรอบช่องนำกระแสแต่ละชั้น ส่วน PowerVia ส่งกระแสไฟผ่านโครงข่ายโลหะเฉพาะด้านหลังชิปและนาโนทีเอสวี (nano-TSV) วิธีนี้ช่วยคืนพื้นที่การเดินสายด้านหน้า ซึ่งเดิมต้องแบ่งไว้สำหรับจ่ายไฟ 34

อย่างไรก็ตาม การออกแบบเหล่านี้ไม่ได้ให้ประโยชน์ด้านประสิทธิภาพโดยไม่มีข้อแลกเปลี่ยน รายงานระบุถึงความจุไฟฟ้า ความต้านทานความร้อน และความซับซ้อนในการผลิตที่เพิ่มขึ้น ภาพตัดขวางช่วยให้เห็นวิธีสร้างทรานซิสเตอร์ แต่ไม่ได้พิสูจน์ว่าชิปที่เสร็จสมบูรณ์จะทำงานได้เร็วกว่า หรือเย็นกว่าคู่แข่ง 4

Panther Lake ไม่ได้เป็นชิป 18A ทั้งก้อน

Panther Lake ประกอบด้วยชิปเล็ตที่ทำงาน 3 ชิ้นวางบนชิปเล็ตฐานแบบพาสซีฟ โดยเชื่อมต่อกันด้วยแพ็กเกจ Foveros-S ของ Intel กระบวนการผลิตแตกต่างกันไปตามชิ้นส่วน: ชิปเล็ตประมวลผลใช้ Intel 18A ส่วนชิปเล็ตกราฟิกมีสองแบบ—รุ่น GT1 ใช้ Intel 3 และรุ่น GT2 ที่ใหญ่กว่าใช้ TSMC N3E ขณะที่ชิปเล็ต I/O ใช้ TSMC N6 12

จุดนี้สำคัญต่อการประเมิน 18A: ผลิตภัณฑ์นี้แสดงให้เห็นการใช้ 18A กับชิปเล็ตประมวลผล ไม่ใช่กับทุกส่วนของแพ็กเกจ ภายในชิปเล็ตประมวลผลมีคอร์ CPU, NPU, เอนจินประมวลผลสื่อ และแคชฝั่งหน่วยความจำ ส่วนกราฟิกและ I/O ยังคงแยกอยู่ในชิปเล็ตคนละชิ้น 34

ความหนาแน่นวงจร: 18A ใกล้เคียง N3E ในการวัดนี้

SemiAnalysis วัดความหนาแน่นของวงจรตรรกะในชิปเล็ตประมวลผล 18A ของ Panther Lake เทียบกับส่วนกราฟิก TSMC N3E ในแพ็กเกจเดียวกัน และพบว่ามีค่าใกล้เคียงกัน การเปรียบเทียบยังระบุว่า 18A ไม่ได้นำหน้าค่าความหนาแน่นสูงสุดที่รายงานสำหรับ TSMC N3P, TSMC N2 หรือ Samsung SF2 2

ตัวเลขดังกล่าวมาจากการวัดพื้นที่วงจรตรรกะบางส่วน ไม่ใช่การจัดอันดับทุกคุณสมบัติของโหนดการผลิต หรือชิปทุกผลิตภัณฑ์ที่สร้างด้วยกระบวนการเหล่านั้น

RibbonFET กับ MBCFET: โครงสร้างต่างกัน แต่ยังสรุปเรื่องความร้อนไม่ได้

RibbonFET ของ Intel และ MBCFET ของ Samsung ต่างเป็นทรานซิสเตอร์แบบเกตออลอะราวด์ (gate-all-around) ที่ใช้แผ่นนาโนชีต รายงานถอดชิปอธิบายโครงสร้างสี่ชั้นของ Intel และการใช้ร่วมกับระบบจ่ายไฟด้านหลัง พร้อมเปรียบเทียบกับ Samsung SF2 ซึ่งยังจ่ายไฟจากด้านหน้า และใช้วัสดุบริเวณหน้าสัมผัสกับชั้นเชื่อมต่อที่ต่างกัน 34

ความแตกต่างเหล่านี้สะท้อนทางเลือกด้านการออกแบบและการรวมกระบวนการผลิตของแต่ละบริษัท แต่ไม่ได้บอกโดยตรงว่าชิปของบริษัทใดเย็นกว่า หรือทำงานได้ดีกว่า การกล่าวถึงความต้านทานความร้อนในรายงานเป็นข้อแลกเปลี่ยนของกระบวนการ ไม่ใช่ผลทดสอบอุณหภูมิเปรียบเทียบระหว่างผลิตภัณฑ์ Intel กับ Samsung ที่เสร็จสมบูรณ์แล้ว 4

ตัวเลขการผลิตบอกถึงความคืบหน้า แต่ยังมีช่องว่าง

Intel และ ASML ระบุว่ามีการประมวลผลเวเฟอร์ด้วยเครื่อง High-NA EUV มากกว่าหนึ่งล้านแผ่น ยอดรวมนี้ครอบคลุมการรับรองเครื่องมือ การวิจัยและพัฒนา ตลอดจนการผลิตจริงบนบางชั้นของ Panther Lake บางรุ่น จึงเป็นหลักฐานถึงประสบการณ์การใช้เครื่อง ไม่ใช่จำนวนเวเฟอร์ Panther Lake ที่ผลิตเสร็จ หรือจำนวนเวเฟอร์ที่ใช้ High-NA ครบทุกชั้น 19

อีกรายงานระบุว่าเครื่อง EXE:5200B ทำได้ 175 เวเฟอร์ต่อชั่วโมงในโหมดหนึ่ง และลดลงเหลือราว 125 เวเฟอร์ต่อชั่วโมงเมื่อต้องใช้การต่อภาพ (stitching) ตัวเลขนี้แสดงให้เห็นข้อแลกเปลี่ยนด้านอัตราการผลิตเมื่อใช้ stitching แต่เพียงอย่างเดียวยังไม่ใช่ตัวชี้วัดต้นทุนหรือกำลังผลิตทั้งหมดของ Intel 22

ส่วนตัวเลข yield ของ 18A ที่มีรายงานว่าราว 80% เป็นการประเมินจากนักวิเคราะห์ โดยไม่มีการเปิดเผยเงื่อนไขหรือฐานการวัด และ Intel ยังไม่ได้เผยตัวเลข yield อย่างเป็นทางการ จึงยังใช้สรุป yield ของการผลิต 18A ทั้งหมด หรือยืนยันว่าต้นทุนแข่งขันกับคู่แข่งได้แล้วไม่ได้ 24

Wildcat Lake ชี้ให้เห็นแนวทางออกแบบอีกแบบหนึ่ง โดยมีรายงานว่าชิปเล็ตประมวลผลมีขนาดเล็กกว่า Panther Lake 38% และใช้แพ็กเกจหลายชิปบนแผ่นรองอินทรีย์แทน Foveros 5 การขยายไปสู่ผลิตภัณฑ์อีกกลุ่มสะท้อนการนำเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องไปใช้ต่อ แต่ทั้งขนาดชิปที่เล็กลงและการถอดชิป Panther Lake ก็ไม่ได้พิสูจน์ว่า Intel แซงคู่แข่งด้านความหนาแน่น ต้นทุนการผลิต หรือการผลิตกราฟิกระดับสูงแล้ว

สรุป: เป็นความคืบหน้าที่จับต้องได้ แต่ยังไม่ใช่ชัยชนะเหนือคู่แข่ง

Panther Lake แสดงให้เห็นว่า Intel ผสาน RibbonFET และ PowerVia เข้ากับชิปประมวลผลเชิงพาณิชย์ได้ และรวมชิปเล็ต 18A เข้ากับชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยกระบวนการอื่นได้จริง ขณะเดียวกัน ผลวัดความหนาแน่นวงจรของ 18A ใกล้เคียงกับ N3E ในการเปรียบเทียบนี้ ไม่ได้เหนือกว่าทุกโหนดคู่แข่ง ส่วนตัวเลข High-NA และ yield ชี้ถึงความคืบหน้าบางด้าน แต่ยังมีข้อสงสัยเรื่องขอบเขตการวัด อัตราการผลิต และความสามารถในการแข่งขันที่ข้อมูลปัจจุบันยังตอบไม่ได้ 2192224