電路雕刻技術被台積電和三星拋在後面，英特爾正在努力。不僅要重新回到技巧競賽中，還要先於其他人部署關鍵技術。透過改進能量流經晶片的方式，PowerVia 就是其中之一。但這真的會為英特爾帶來重大優勢嗎？
PowerVia：記住這個名字，它很可能成為英特爾重返半導體生產性能競賽的基石之一。雖然奈米是大多數晶片製造討論的標準，但 PowerVia 技術專注於晶片內部的電源電路。這種方法遠非簡單的技術旋轉，而是涉及對電路內部結構設計方式的深刻修改。具有增加循環和能源消耗的潛在好處，從而顯著減少迴路加熱。還有一個顯著的優點：（潛在的！）簡化晶片邏輯部分的設計。
在 6 月 11 日至 16 日在日本舉行的 VLSI 研討會上展示其技術對於晶片「受傷的巨人」極為重要，它將展示其首款功能晶片的成果。在晶圓和投資者的雙重打擊下，英特爾已經失去了多年來在半導體微型化領域的主導地位。
另請閱讀： 英特爾執行長鮑勃‧斯旺 (Bob Swan) 讓位給業界資深人士派崔克‧基辛格 (Patrick Gelsinger)（2021 年 1 月）
2021 年 1 月，執行長 Pat Gelsinger 出任英特爾總裁，重新洗牌，帶來了重大戰略變化：英特爾將繼續開發晶片，但已決定向他人開放工廠，與台積電和其他三星競爭。為了憑藉其酷睿處理器重新獲得領先地位並吸引潛在客戶，英特爾需要重大的技術論點。 PowerVia 有可能成為這些論點之一。
電源和電晶體去耦
現代 PC 或智慧型手機處理器是超複雜的電子元件。一方面，它們是由多個不同功能的「子晶片」（CPU、GPU、NPU、ISP等）組成，但除此之外，它們是真正的異構元件的三明治。它們由大約十到二十多層電路組成，就像一個由寬度不同的高速公路、道路和小路組成的網路。如果最小雕刻精度是提高功率的關鍵因素（它可以使負責計算的電晶體變得緻密），那麼許多其他技術因素對性能也有重大影響。是否涉及計算單元彼此的排列方式、所用基板的性質等。這些要素之一就是能量流動的方式。
另請閱讀： PC 中的人工智慧：英特爾提供有關未來筆記型電腦 NPU 的詳細信息（2023 年 5 月）
無需深入了解工業流程的詳細細節，您就應該知道這些晶片的現代設計始於最精細電路的蝕刻，這是機器一層一層沉積的基礎，越來越粗糙。而目前目前的供電原則是「從正面」（前端供電）包括將電源電路直接「插入」該粗層。明顯的限制是電流必須穿過晶片的所有層才能到達尖端電晶體。
這種方法被整個產業所採用，有利於元件的測試，但涉及大量的製造成本、電壓問題（電源電路「深入」晶片越多，電壓崩潰就越嚴重）和內阻。
PowerVia 技術包括將電源電路的製造與電晶體的製造分離，以便「從後部」為其供電並顯著簡化能量流。這意味著許多好處（壓降問題減少 30% 到 80%，電阻增加，更好的內部佈局和電晶體的潛在緻密化，「自由」頻率增益 6% 等），這些好處涉及提高晶片性能。我們還必須為潛在客戶添加一個關鍵論點：生產成本可能會下降。因為如果 PowerVia 中的製造涉及更多層，那麼這些層是用不太先進的工藝雕刻的，因此比最先進的工藝風險更小。
挑戰和證據
在宣布英特爾勝利之前，我們必須提醒大家一些。首先是技術面：雖然PowerVia「後」送料機構有優勢，但過程也存在一些風險。對於客戶來說，首先是由於測試晶片的困難而導致良率降低的風險，與前饋電的情況相比，領先晶體管層距離測試接觸器更遠。然後，如果晶片設計不當，過熱的風險就會更大，這也是因為埋藏了超薄晶體管層。過熱會帶來溫度過高時的耐用性問題——我們不妨立即告訴您，PowerVia 還需要一段時間才能到達汽車晶片！
另請閱讀： 英特爾希望在半導體生產領域扮演西方冠軍的角色（2021 年 3 月）
最終，雖然英特爾自信地聲稱其技術“遠遠領先於競爭對手的電源解決方案”，但我們擔心的是根本不可能驗證這一說法。儘管後置電源的基本原理已經被IMEC（半導體開發的“麥加”）理論化了一段時間，並且英特爾也展示了許多令人放心的幻燈片，但要令人信服，需要的不僅僅是測試處理器。英特爾保證其 PowerVia 技術只需在節點中實施兩個季度即可提供與前置電源相同的產量。但這將由其工業客戶來判斷。
其他技術和長期工作
PowerVia 會成為拯救英特爾的技術嗎？當然不是，但它很可能成為使英特爾重回競爭力正軌的技術基石之一。據公司和許多分析師稱，英特爾在這一領域領先競爭對手兩年。該公司也致力於許多主題的研究，例如新型 RibbonFet 晶體管（與三星的 GAAfet 類型相同），這兩項技術是英特爾計劃在未來兩年推出的 20A 和 18A 工藝“Angstrom 時代”的核心技術. 誰到達。除此之外，英特爾還在下一代 EUV High-NA 刻錄方面開展了前沿工作。
另請閱讀： 英特爾公佈2025年再次成為技術第一的路線圖（2021 年 7 月）
應該記住，英特爾的錯誤之一是推遲了 EUV 雕刻（以及小型化）的採用，轉而在這些結構改進技術上進行大量工作。而其競爭對手台積電則較偏向小型化和最高效率，在電路結構上保持較保守。
另請閱讀：與我們一起參觀（可能）生產您的電腦處理器的英特爾工廠（2022 年 12 月）
因此，英特爾希望其在精細度和良率方面的加速能夠使其在這一領域迅速趕上。它長期開發的技術建構模組最終將（重新）賦予它優勢。半導體時代是一個很長的時期，我們在做出第一個決定五年後才收穫工作成果。
第一個答案將於 2024 年到來，Arrow Lake 晶片將刻在 Intel 20A 中，該晶片將整合 PowerVia 和 RibbonFet。
來源 ： 英特爾
