电路雕刻技术被台积电和三星抛在后面，英特尔正在努力。不仅要重新回到技巧竞赛中，还要先于其他人部署关键技术。通过改进能量流经芯片的方式，PowerVia 就是其中之一。但这真的会给英特尔带来重大优势吗？
PowerVia：记住这个名字，它很可能成为英特尔重返半导体生产性能竞赛的基石之一。虽然纳米是大多数芯片制造讨论的标准，但 PowerVia 技术专注于芯片内部的电源电路。这种方法远非简单的技术旋转，而是涉及对电路内部结构设计方式的深刻修改。具有增加循环和能源消耗的潜在好处，从而显着减少回路加热。还有一个显着的优势：（潜在的！）简化芯片逻辑部分的设计。
在将于 6 月 11 日至 16 日在日本举行的 VLSI 研讨会上展示其技术对于芯片“受伤的巨人”来说极其重要，它将展示其首款功能芯片的成果。在晶圆和投资者的双重打击下，英特尔已经失去了多年来在半导体微型化领域的主导地位。
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2021 年 1 月，首席执行官帕特·基辛格 (Pat Gelsinger) 出任英特尔总裁，重新洗牌，带来了重大战略变化：英特尔将继续开发芯片，但已决定向他人开放工厂，与台积电和其他三星竞争。为了凭借其酷睿处理器重新获得领先地位并吸引潜在客户，英特尔需要重大的技术论证。 PowerVia 有可能成为这些论点之一。
电源和晶体管去耦
现代 PC 或智能手机处理器是超复杂的电子元件。一方面，它们是由多个不同功能的“子芯片”（CPU、GPU、NPU、ISP等）组成，但除此之外，它们是真正的异构元件的三明治。它们由大约十到二十多层电路组成，就像一个由宽度不同的高速公路、道路和小路组成的网络。如果说最小雕刻精度是提高功率的关键因素（它可以使负责计算的晶体管变得致密），那么许多其他技术因素对性能也有重大影响。是否涉及计算单元彼此的排列方式、所用基板的性质等。这些要素之一就是能量流动的方式。
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无需深入了解工业流程的详细细节，您就应该知道这些芯片的现代设计始于最精细电路的蚀刻，这是机器一层一层沉积的基础，越来越粗糙。而目前目前的供电原则是“从正面”（前端供电）包括将电源电路直接“插入”该粗层。明显的限制是电流必须穿过芯片的所有层才能到达尖端晶体管。
这种方法被整个行业所采用，有利于元件的测试，但涉及大量的制造成本、电压问题（电源电路“深入”芯片越多，电压崩溃就越严重）和内阻。
PowerVia 技术包括将电源电路的制造与晶体管的制造分离，以便“从后部”为其供电并显着简化能量流。这意味着许多好处（压降问题减少 30% 到 80%，电阻增加，更好的内部布局和晶体管的潜在致密化，“自由”频率增益 6% 等），这些好处涉及提高芯片性能。我们还必须为潜在客户添加一个关键论点：生产成本可能下降。因为如果 PowerVia 中的制造涉及更多层，那么这些层是用不太先进的工艺雕刻的，因此比最先进的工艺风险更小。
挑战和证据
在宣布英特尔胜利之前，我们必须提醒大家一些。首先是技术方面：虽然PowerVia“后”送料机构有优势，但该过程也存在一些风险。对于客户来说，首先是由于测试芯片的困难而导致良率降低的风险，与前馈电的情况相比，领先晶体管层距离测试接触器更远。然后，如果芯片设计不当，过热的风险就会更大，这也是因为埋藏了超薄晶体管层。过热会带来温度过高时的耐用性问题——我们不妨立即告诉您，PowerVia 还需要一段时间才能到达汽车芯片！
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最终，虽然英特尔自信地声称其技术“远远领先于竞争对手的电源解决方案”，但我们担心的是根本不可能验证这一说法。尽管后置电源的基本原理已经被 IMEC（半导体开发的“麦加”）理论化了一段时间，并且英特尔也展示了许多令人放心的幻灯片，但要令人信服，需要的不仅仅是测试处理器。英特尔保证其 PowerVia 技术只需在节点中实施两个季度即可提供与前置电源相同的产量。但这将由其工业客户来判断。
其他技术和长期工作
PowerVia 会成为拯救英特尔的技术吗？当然不是，但它很可能成为使英特尔重回竞争力正轨的技术基石之一。据公司和许多分析师称，英特尔在这一领域领先竞争对手两年。该公司还致力于许多课题的研究，例如新型 RibbonFet 晶体管（与三星的 GAAfet 类型相同），这两项技术是英特尔计划在未来两年推出的 20A 和 18A 工艺“Angstrom 时代”的核心技术. 谁到达。除此之外，英特尔还在下一代 EUV High-NA 刻录方面开展了前沿工作。
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应该记住，英特尔的错误之一是推迟了 EUV 雕刻（以及小型化）的采用，转而在这些结构改进技术上进行大量工作。而其竞争对手台积电则更偏向于小型化和最高效率，在电路结构上保持较为保守。
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因此，英特尔希望其在精细度和良率方面的加速能够使其在这一领域迅速赶上。它长期开发的技术构建模块最终将（重新）赋予它优势。半导体时代是一个很长的时期，我们在做出第一个决定五年后才收获工作成果。
第一个答案将于 2024 年到来，Arrow Lake 芯片将刻在 Intel 20A 中，该芯片将集成 PowerVia 和 RibbonFet。
来源 ： 英特尔
