2024年2月21日,英特尔在IFS Direct Connect活动中投下了一枚路线图炸弹。一张更新的工艺演进表上,除了已知的Intel 18A,又醒目地出现了Intel 14A,甚至还有一个标注为Intel 14A2的改良节点。首次引入高数值孔径极紫外光刻(High-NA EUV)的14A计划在2028年试产、2029年量产,而14A2则暗示着更紧凑的节奏。同一时期,台积电与三星对1.4nm节点的布局已经公开化,英特尔这一连串动作显然直接瞄准日益逼近的竞争压力。问题是,为什么还要在一个技术世代里紧锣密鼓地推出半代升级?
要理解14A2的位置,先得看18A到14A的演进逻辑。作为第一个导入PowerVia背面供电和GAA环绕栅极晶体管的制程,18A为英特尔在功耗、性能与面积上扳回一局。PowerVia是全球首个将电能传输网络(PDN)全数转移至晶圆背面的设计,正面金属层彻底摆脱供电布线的拖累,信号完整性因此改善。走进14A这一代,背面供电延续下来,定名为“PowerDirect”,晶体管架构则升级为第二代环绕栅极,即“RibbonFET 2”。根据英特尔给出的指标,在相同功耗下14A性能可提升15%至20%,保持同等性能时功耗能降低25%至35%,晶体管密度还能再上浮最多30%。单看这些数字,14A已经是一次重装升级。
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然而四周围猎的对手没有放慢脚步。据Wccftech报道,台积电与三星双双推进1.4nm制程,英特尔面对的外部时钟滴答作响。于是Intel 14A2的构思浮出水面,成为在14A底色上的一次急加速。最核心的变化指向最底层的金属互连:将最低金属互连层(M0)的间距从28nm压至21nm。这看似纤细的7nm缩减,却能把晶体管密度继续推高,让同一片硅承载更多逻辑单元。但当M0线条紧挨在一起时,供电网络立刻感受到灼热的电流密度压力。这正是分析关注之处:为背面供电而特化的nTSV(纳米硅通孔)结构,或许难以弹性承载晶体管缩微后猛增的单位面积电流。
为了解决这一矛盾,14A2走上了一条混合路线。设计里仍然把背面供电作为主干的供电网络,但同时在晶圆正面刻意保留并重新规划了一部分金属层,用于担当辅助供电和辅助优化信号传输的双重任务。这种混合供电设计,犹如在原本贯穿整栋楼的主电缆之外,又拉出几根分流线缆,就近补给高负载区域,从而缓解背面nTSV独自扛鼎时所出现的供电压力。当然,代价是布线复杂度再度爬升,时序收敛和多层物理耦合变得更棘手。
至此,从18A的单面供电革命,到14A的PowerDirect延续,再到14A2主动捡回一部分正面供电能力,英特尔在原子尺度上的挪移显露出一种艰难的探索姿态:晶体管密度、供电完整性与制造良率的三角矛盾,在每向前迈出一代时都愈发尖锐。混合方案透出的信号很清晰——当纯背面供电暂时触顶电流密度天花板,需要调用正面资源来分担,哪怕这会让设计复杂度陡增。它并不优雅,却可能是现阶段维系密度优势的务实选择。
如果把视野拉远,14A2的出现本身也反映出代工战场上的紧迫感。英特尔正力图在先进节点上与竞争者对齐节奏,一再调优路线图,本质上是在用密度迭代换取时间窗口。从率先投用背面供电,到RibbonFET架构接连刷新参数,再到引入High-NA EUV并提前铺垫半代升级,每一步都踩在物理极限和技术焦虑的交界线上。这种密集探索,注定充满权衡与临时应变,而混合供电不过是这场极限游戏中的一次公开尝试。
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