Durante l’ Intel Foundry Direct Connect di ieri, Intel ha annunciato che mira a diventare il secondo più grande produttore di semiconduttori su commissione al mondo entro il 2030, superato solo da TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company). La produzione su commissione, nota anche come foundry o fonderia di semiconduttori, si riferisce alla pratica di produrre chip e circuiti integrati per conto di altre aziende che progettano questi dispositivi ma non possiedono le strutture di produzione per realizzarli.
Diventare il secondo produttore al mondo sarebbe un passaggio notevole. Al momento il leader mondiale è TSMC (TSMC Foundry) con una quota di mercato intorno al 65%, seguito da Samsung (Samsung Foundry) con un quota di mercato del 10%-15%. Altre fonderie inclusa Intel Foundry Service (IFS) sono intorno al 1%. Quindi secondo le affermazioni di ieri la roadmap di Intel Foundry punta a superare Samsung entro il 2030 e a posizionarsi dietro TSMC Foundry .
In parole semplici questo significa che da ora in poi Intel comincerà pian piano a costruire i chip per se e per gli altri (su commissione), con le sue Intel Foundry. Intel Foundry Services (IFS) vuole offrire ai potenziali clienti alternative migliori (a TSMC) a ciò che stanno cercando.
Fino a ieri Intel (come anche AMD) progettava processori e si serviva di TSMC per la realizzazione del processore fisico. Da oggi Intel non si limiterà alla sola progettazione ma ha messo le basi per la produzione grazie alla sua sezione Intel Foundry Services.
Potrà sembrare molto strano, ma in futuro AMD o Nvidia che non hanno una loro Foundry ed usano TSMC per realizzare fisicamente i suoi processori, potrebbero usare Intel Foundry se l’offerta sarà migliore e più vantaggiosa di TSMC Foundry.
Intel Foundry
I processi di produzione di semiconduttori sono misurati in nanometri (nm), che indicano la dimensione delle caratteristiche fisiche più piccole che possono essere create su un chip.
Per raggiungere questo obiettivo, Intel Foundry introdurrà nuovi fasi nanometriche di processo di produzione dei chip, comincerà con Intel 18A e successivamente passerà alla fase Intel 14A.
Qui sotto la roadmap di Intel Foundry che prevede 5 passaggi di fasi nanometriche o nodi, in 4 anni (5N4Y) fino ad arrivare a Intel 14A. Intel 18A, con la sua variante 18A-P per alte prestazioni, è previsto per il 2025 e mira già a superare la leadership tecnologica di TSMC.
Saranno passaggi che ridurranno la fase nanometrica, o semplicemente nodo, di produzione. Una fase nanometrica (o nodo) più piccola significa che è possibile inserire più transistor in un’area data del chip, migliorando così le prestazioni, l’efficienza energetica e riducendo i costi.
Intel Foundry : nodo 14A EUV
Per l’innovativo processo di produzione 14A (o nodo 14A), Intel utilizzerà le macchine per litografia EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) di nuova generazione prodotte da ASML, che sono caratterizzate da una maggiore apertura numerica (NA) di 0,55. Le macchine EUV attualmente in uso hanno un’apertura numerica di soli 0,33.
Una maggiore apertura numerica si riferisce a una caratteristica delle lenti utilizzate nelle macchine per la litografia, in particolare quelle per la litografia ultravioletta estrema (EUV). L’apertura numerica (NA) è un valore che descrive quanto efficacemente una lente può raccogliere la luce e concentrarla su un punto specifico. Un valore di NA più elevato indica che la lente può raccogliere più luce e, di conseguenza, focalizzare i raggi luminosi con maggiore precisione.
Una maggiore apertura numerica permette di utilizzare la luce per disegnare dettagli molto più fini sul wafer di silicio. Questo significa che con una NA più alta, le macchine per la litografia EUV possono creare transistor più piccoli e con densità più alta, migliorando le prestazioni dei chip e riducendo il consumo energetico. Le prime macchine per la produzione in serie con nodo 14A saranno consegnate ad Intel Foundry da ASML nel 2025, quindi si ipotizza che i primi processori con l’innovativo processo 14A EUV cominceranno ad essere prodotti in serie nel 2026.
Intel 14A sarà sviluppato in Oregon e verrà successivamente espanso nella forma finale ad altre fonderie.
Estensioni del nodo di processo
Intel per diversificare i suoi processi produttivi e per soddisfare esigenze specifiche, come la costruzione di chip più compatti attraverso l’impilamento, ha in programma di rilasciare in futuro più versioni dei suoi processi produttivi (nodi), ognuno con un suffisso diverso per indicare caratteristiche specifiche.
Ci saranno nodi di processo che terminano con un suffisso “E“, che indica l’estensione delle caratteristiche (feature-extension), altri nodi di processo che finiscono con un “T” per indicare che il processo è ottimizzato per l’uso di “through-silicon vias” adatto per tecniche di packaging 3D. Oppure nodi di processo che terminano in “P” (perfomance), ovvero processori ottimizzati per aumentare l’efficienza e le capacità complessive del chip prodotto con quel particolare processo.
Nuove tecnologie
Intel ha annunciato che nei suoi processi produttivi saranno introdotti i nuovi transistor GAA al posto del FinFET (proprio ieri Samsung ha annunciato la produzione di Cortex-X GAA) e il Backside Power Delivery (BSPD) chiamato da Intel PowerVia.
Con la tecnologia PowerVia tutte le connessioni che trasportano corrente al processore vengono spostate dalla parte anteriore a quella posteriore. Questo dovrebbe portare a prestazioni più elevate e ad una migliore efficienza per il processore.
Anche i transistor GAA al posto dei transistor FinFET, rinominati da Intel RibbonFET, arriveranno nei nuovi processori Intel.
Intel Arrow Lake sarà la prima famiglia di prodotti a utilizzare PowerVia e i transistor RibbonFET (GAA) con nodo Intel 20A. Il prodotto risultante da questi progressi dovrebbe essere il più efficiente e performante che mai. Ora non è ben chiaro quanti di questi Intel Arrow Lake usciranno da fonderia TSMC e quanti da fonderia Intel Foundry.
Conclusione
Se Intel riuscirà a rispettare la roadmap delle nuove fasi di produzione potrebbe diventare leader nel settore della fonderia e sorpassare Samsung. I clienti continueranno a servirsi di TSMC o saranno attratti dalle nuove offerte tecnologiche di Intel Foundry ? Naturalmente Samsung e TSMC non resteranno a guardare, il futuro ci dirà se Intel ha scelto la strada giusta.
