Intel hat auf dem VLSI Technology and Circuits Symposium 2025 tiefere Einblicke in seinen kommenden 18A-Prozessknoten gegeben, der einen bedeutsamen Schritt für das IDM-Geschäft des Unternehmens darstellt. Mit dem Ziel, den Intel 3-Prozess zu ersetzen, bietet der 18A zahlreiche Fortschritte in den Bereichen Leistung, Energieeffizienz und Chipdichte. Die neueste Technologie nutzt RibbonFETs im All-around-Gate-Feldeffekttransistor, kombiniert mit der PowerVia Backside Power Delivery-Technologie, und ist für Prozessoren wie Panther Lake und Clearwater Forest vorgesehen.

Das Herzstück des 18A-Prozesses bildet der RibbonFET-Transistor, ein innovatives Design, das das herkömmliche FinFET-Design ablöst. Diese Gate-Struktur umgibt den Kanal vollständig und verbessert die elektrostatische Steuerung zwischen Gate und Kanal, was zu einer größeren effektiven Kanalbreite pro Flächeneinheit, reduzierter parasitärer Kapazität und verbesserter Designflexibilität gegenüber FinFETs führt. Um die Leistungsfähigkeit der Schaltkreise zu maximieren, hat Intel Transistorbibliotheken mit Bandbreiten von 180 nm und 160 nm entwickelt. Zusätzlich steigert das SRAM-spezifische Design die Leistung nochmals, was den 18A für rechenintensive Anwendungen besonders attraktiv macht. Die PowerVia Backside Power-Technologie minimiert Signalverzögerungen und Spannungsabfälle, indem sie die Stromversorgung von den Signalleitungen trennt, was die Logikdichte erhöht und die Zellauslastung um bis zu 10 % verbessert.

Im Vergleich zum Intel 3-Prozess zeigt der 18A über 15% Leistungssteigerung bei gleicher Leistungsaufnahme und ermöglicht höhere Frequenzen von bis zu 25% bei 1,1 V. Der 18A-Prozess unterstützt niedrige Spannungseinstellungen bis zu 0,65 V und verringert den Stromverbrauch bei gleicher Frequenz um bis zu 38%. Die optimierten elektrischen Eigenschaften der RibbonFETs und die niedrige Impedanz der PowerVia tragen zu diesen Vorteilen bei. Zudem bietet der 18A bis zu 39% höhere Chipdichte mit verbesserten Bibliotheken und Metallschichtkonfigurationen.

Der Markteintritt des 18A-Prozesses geschieht in einem hochgradig wettbewerbsfähigen Umfeld der Halbleiterindustrie. TSMC plant, 2025 seinen 2nm-Prozess mit ähnlicher Architektur in die Massenproduktion zu überführen, während Samsung seine Entwicklung des 2nm-Prozessknotens und der Backside-Power-Technologie intensiviert. Der Intel 18A überzeugt durch eine optimale Kombination aus RibbonFET- und PowerVia-Technologien, die herausragende Leistung und Flexibilität bieten. Mit verschiedenen Transistor- und Metallschichtkonfigurationen deckt der Prozess ein breites Anwendungsfeld ab, von mobilen Geräten bis hin zu Hochleistungsservern.

Der 18A-Prozess steht auch externen Kunden über Intel Foundry Services (IFS) zur Verfügung. Mit den geplanten Versionen 18A-P und 18A-PT zwischen 2026 und 2028 strebt Intel an, die Effizienz weiter zu steigern und Produktionskosten durch fortgesetzte Verkleinerung der Transistorgrößen und optimiertes Design zu reduzieren. Diese kommenden Versionen erweitern die Auswahl für Intel-Kunden und stärken die Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens weltweit.

Technologisch profitiert der Erfolg des 18A-Prozesses von den umfassenden Innovationen Intels in den Bereichen Transistorarchitektur, Power Management und Interconnect-Technologie. Die RibbonFET-Transistoren markieren eine neue Ära jenseits der FinFET-Generation mit besseren Kontrollmöglichkeiten über den Kanal und erhöhen die Designflexibilität, was zu einer herausragenden Chip-Leistung führt. Dank PowerVia-Technologie wird die Effizienz der Stromversorgung erheblich verbessert, indem traditionelle Engpässe in dichten Chips beseitigt werden. Front-End-Verbesserungen und Design Technology Co-Optimization (DTCO) unterstützen die Vielseitigkeit des 18A in verschiedenen Anwendungsszenarien.

Die anhaltende Miniaturisierung der Halbleiterprozesse treibt ein enormes Wachstum der Rechenkapazitäten an. Laut der International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) werden 2-Nanometer- und kleinere Prozesse bald zum Mainstream. Der 18A-Prozess sichert Intel mit der proaktiven Implementierung von GAA-Transistoren und Backside-Power-Technologie einen technologischen Vorsprung. Gleichzeitig ermöglicht Intels Engagement im Foundry-Bereich eine Diversifizierung der globalen Lieferkette. Mit lokaler Fertigung durch IFS hat Intel Kunden wie Qualcomm und Amazon Web Services gewonnen. Die bevorstehende Produktion im Jahr 2025 wird Intels Position in der Halbleiterindustrie stärken und Fortschritte in den Bereichen Hochleistungscomputer, KI und Low-Power-Geräte weiter vorantreiben.