Det är ingen hemlighet att Intel haft stora problem med att få till en fungerande 10-nanometersteknik. Från att ha haft världsledande tillverkningstekniker har den marginalen krympt år för år. Under hösten 2018 blev Intel för första gången omsprungen när TSMC:s kunder Apple och Huawei lanserade kretsar på bolagets teknik 7 nanometer.
Under sommaren har det äntligen blivit dags för Intel att lansera produkter på stor skala tillverkade på 10 nanometer, vilken erbjuder transistortäthet mer eller mindre i paritet med TSMC:s 7 nanometer. Det handlar då om Ice Lake med arkitekturen Sunny Cove, som först intar bärbara datorer.
Tekniken är dock kraftigt försenad och resten av industrin är redan i full gång med att ta klivet till vad de kallar 5 nanometer. Under ett samtal med investerare går Intel för första gången på åratal ut med konkreta planer på tillverkningssidan och bolaget lovar ett stort språng för att ta igen förlorad tid.
Först börjar Intel med att berätta om de ursprungliga planerna, vilka innebar att den 10-nanometersteknik som släpps först i år från början var tänkt för 2016. Tekniken var först tänkt att erbjuda 2,7 gånger högre transistordensitet, detta tack vare nya tekniker som Self-Aligned Quad Patterning (SAQP), Contact over Active Gate (COAG) och användning av kobolt istället för koppar. Därtill planerades nya paketeringstekniker som EMIB och Foveros.
Intel medger ännu en gång att bolaget siktade för högt med den nya tekniken, där tanken var att ta ett jätteskutt från 14 nanometer. Nu utvecklar bolaget att målen internt inte var tydligt definierade, att projektet var för komplext och att hanteringen av problemen hanterades på ett dåligt sätt.
Med facit i hand blev förseningen cirka tre år, men framöver siktar Intel återigen på att leverera en ny eller en märkbart förbättrad teknik årligen. År 2020 släpps vad som kallas 10nm+ med förbättrad prestanda och energieffektivitet, medan 10nm++ med ytterligare optimeringar släpps med produkter år 2021.
Parallellt med arbetet på den nya tekniken har ett separat arbetslag på Intel arbetat på en generation vid namn 7 nanometer, med vilken Intel lovar transistordensitet i klass med TSMC:s kommande 5 nanometer. Lanseringen ska äga rum samma år som 10nm++ och sannolikt är därför att Intel kommer låta 10 och 7 nanometer leva parallellt med sina respektive nya kretsar under en längre tid.
Med 7 nanometer siktar Intel på en mer konservativ dubblering i transistordensitet istället för närmare en tredubbling. Bland nyheterna som nämns är användningen av Extreme Ultraviolet Litography (EUV), en teknik som reducerar antalet steg i tillverkningen vilket hjälper med att korta ned ledtiderna och inte minst sänker kostnaderna. Samtidigt får tekniken färre designregler än 10 nanometer, vilket också bidrar till sänkta kostnader och underlättar för Intels ingenjörer.
I och med 7 nanometer utvidgas också användningen av Embedded Multi-Die Interconnect Bridge (EMIB), en kostnadseffektiv höghastighetslänk för kommunikation mellan olika kretsar. Det blir även mer av Foveros där kretsar staplas ovanpå varandra. Det här ska möjliggöra fortsatta prestandaökningar inom främst datacenter.
Intel avslöjar också att den produkt som banar väg på 7 nanometer inte blir en processor utan ett grafikkort i kommande Xe-familjen. Denna ska lanseras år 2021 och ska nyttja tekniken Foveros, där flera kretsar med olika tillverkningstekniker staplas på varandra. Sannolikt är det själva beräkningsenheterna som tillverkas på 7 nanometer, medan saker som minneskontroller och cacheminne kan komma att tillverkas på äldre tekniker.
Samtidigt framgår att vad Intel kallar High-Volume Manufacturing (HVM), det vill säga tillverkning i större volymer, med 7 nanometer dröjer till år 2022. Ett rimligt antagande är således att de första konsumentinriktade produkter med tekniken ligger ungefär tre år bort i tiden.
