Intel Corporation heeft aangekondigd dat het de eerste in de industrie is die backside power delivery implementeert op een productachtige testchip, waarmee de prestaties worden behaald die nodig zijn om de wereld naar het volgende computertijdperk te stuwen. PowerVia, die in de eerste helft van 2024 op de Intel 20A process node geïntroduceerd zal worden, is Intels oplossing voor de levering van stroom aan de achterkant. Het lost het groeiende probleem van interconnectieknelpunten bij het schalen van oppervlakten op door de stroomroutering naar de achterkant van een wafer te verplaatsen.

Een wafer bevat Blue Sky Creek testchips. De productietest helpt Intel bij het verfijnen van Intels PowerVia technologie voor stroomtoevoer aan de achterkant. PowerVia wordt verwacht als onderdeel van de Intel 20A productienode in 2024 en zal de eerste implementatie van backside power in silicium in de industrie zijn, waarmee tientallen jaren van knelpunten in de interconnectie worden opgelost.

Hoe het werkt: Intel heeft de ontwikkeling van PowerVia losgekoppeld van de transistorontwikkeling om ervoor te zorgen dat het klaar is voor siliciumimplementatie op basis van Intel 20A en Intel 18A procesknooppunten. PowerVia werd getest op zijn eigen interne testknooppunt om fouten op te sporen en te zorgen voor een goede functionaliteit van de technologie voordat deze werd geïntegreerd met RibbonFET in Intel 20A. Na fabricage en testen op een silicium testchip werd bevestigd dat PowerVia een opmerkelijk efficiënt gebruik van chipbronnen biedt, met een celgebruik van meer dan 90% en grote transistorschaling, waardoor chipontwerpers prestaties en efficiëntie in hun producten kunnen verbeteren.

Intel zal deze bevindingen in twee papers presenteren op het VLSI Symposium op 11-16 juni in Kyoto, Japan. PowerVia ligt ver voor op de oplossingen voor stroom aan de achterkant van de concurrentie, waardoor chipontwerpers - waaronder klanten van Intel Foundry Services (IFS) - een snellere weg hebben naar waardevolle energie- en prestatieverbeteringen in hun producten. Intel heeft een lange staat van dienst als het gaat om de introductie van de meest cruciale nieuwe technologieën in de industrie, zoals strained silicon, Hi-K metal gate en FinFET, om de Wet van Moore voort te stuwen.

Met PowerVia en RibbonFET gate-all-around technologie in 2024. PowerVia is de eerste die het groeiende interconnectieprobleem voor chipontwerpers oplost. Toenemende gebruikssituaties, waaronder kunstmatige intelligentie en grafische toepassingen, vereisen kleinere, dichtere en krachtigere transistors om te voldoen aan de steeds hogere eisen voor computers.

De levering van stroom aan de achterkant is van vitaal belang voor het schalen van transistors, waardoor chipontwerpers de transistordichtheid kunnen verhogen zonder middelen op te offeren om meer vermogen en prestaties dan ooit te leveren. Hoe we het doen: Intel 20A en Intel 18A introduceren zowel PowerVia technologie voor stroomlevering aan de achterkant als RibbonFET gate-all-around technologie. Als een compleet nieuwe manier om stroom aan de transistors te leveren, zorgde de implementatie van backside power voor nieuwe uitdagingen op het gebied van thermiek en het debuggen van ontwerpen.

Door de ontwikkeling van PowerVia los te koppelen van RibbonFET, kon Intel snel aan deze uitdagingen werken om ervoor te zorgen dat het systeem klaar was voor implementatie in silicium op basis van Intels 20A en 18A procesknooppunten. Ingenieurs van Intel ontwikkelden technieken om te voorkomen dat de thermiek een probleem zou worden. De debuggemeenschap ontwikkelde ook nieuwe technieken om ervoor te zorgen dat de nieuwe ontwerpstructuur op de juiste manier gedebugged kon worden.

Het resultaat was dat de testimplementatie solide rendements- en betrouwbaarheidscijfers opleverde, terwijl de intrinsieke waarde van de technologie werd gedemonstreerd ruim voordat deze zich aansloot bij de nieuwe RibbonFET-architectuur. De test maakte ook gebruik van ontwerpregels die mogelijk zijn dankzij EUV (extreme ultraviolet) lithografie, wat resultaten opleverde zoals een standaard celgebruik van meer dan 90% over grote delen van de matrijs, waardoor een grotere celdichtheid mogelijk is, wat naar verwachting de kosten zal verlagen. De test toonde ook een verbetering van meer dan 30% in de spanningsdrop van het platform en een voordeel van 6% in de frequentie.

Intel bereikte ook thermische karakteristieken in de PowerVia testchip die in lijn zijn met de hogere vermogensdichtheden die verwacht worden door logische schaalvergroting. PowerVia eerder aan klanten aanbieden dan de industrie en blijven innoveren in de toekomst is in overeenstemming met Intels lange geschiedenis om als eerste nieuwe halfgeleiderinnovaties op de markt te brengen en voortdurend te innoveren.