Under en ceremoni den 29 september i Leixlip, Irland, firade Intel att de är igång med storskalig produktion på tillverkningstekniken Intel 4 (4 nanometer). Förutom att flytta fram den egna spjutspetsen med dubblerad transistordensitet jämfört med Intel 7 är det även bolagets första teknik att använda litografiverktyg med extreme ultraviolet (EUV).
Tillverkning på Intel 4 sker i bolagets nya facilitet Fab 34 som med en prislapp om 17 miljarder euro dubblerar Intels kapacitet i Irland. Något som sticker ut och bör vara glädjande för EU är att fabriken är först att massproducera kretsar på tekniken, detta till skillnad från D1X i Oregon, USA, som enbart varit en testplattform under utvecklingen av Intel 4.
Övergången till EUV är ett stort kliv för Intel på samma sätt som det varit för andra aktörer med tillverkning i spjutspetsen. Den ultravioletta strålning som framställs har en våglängd på 13,5 nanometer och erbjuder betydligt högre precision samt möjliggör färre litografiska steg än traditionella DUV-verktyg (deep ultraviolet) med våglängd om 193 nanometer. Intel själva exemplifierar precisionen med att det är teoretiskt möjligt att träffa en persons tumme med en laser från månen.
Idag är nederländska ASML ensam leverantör av sagda EUV-maskiner och beskrivs ofta som det mest avancerade mänskligheten tagit fram. För att framställa EUV-ljuset släpps droppar av smält tenn med en diameter om 25 mikrometer (0,025 millimeter) 50 000 gånger i sekunden och vardera träffas av en laserpuls, som förångar tennet och skapar den plasma som genererar EUV-ljus. För att koncentrera ljuset vars våglängd är nära röntgennivå studsar det en rad extremt reflektiva speglar och linser från Carl Zeiss, och bara dessa tar enligt uppgift uppemot 12 månader att tillverka.
Maskinen i fråga är inte heller en liten pjäs – enligt Intel krävdes förberedelser i 18 månader för att få den på plats. Intel låter berätta att maskinen består av cirka 100 000 delar, 3 000 kablar och 40 000 skruvar, och att det krävdes tre fraktflygplan av modellen Boeing 747, 40 fraktkontainrar och 20 lastbilar för att transportera pjäsen. För att runda av siffergymnastiken väger en maskin 200 ton och har en prislapp om 150 miljoner dollar (USD).
Att efter viss försening även denna gång inleda tillverkning på Intel 4 är det första steget mot att återta ledartröjan, i alla fall om Intel får som de vill. Med tekniken tror bedömare att Intel nästan är ikapp TSMC:s 3-nanometersteknik sett till transistordensitet och redan under första hälften av 2024 sjösätter bolaget Intel 3 på bred front. Detta är en vidareutveckling av Intel 4 som introducerar bland annat högdensitetsbibliotek och en prestandaökning om 18 procent. Tillverkningstekniken blir även den första helt nya att formellt erbjudas kunder hos Intels foundry-division, Intel Foundry Services (IFS).
Därefter avser Intel att lansera produkter på Intel 20A till slutet av 2024 och här handlar det om ännu en ny processnod, som förutom högre transistordensitet introducerar två banbrytande tekniker. Den ena är transistorer av typen Gate-All-Around Field-Effect Transistor (GAAFET) och det andra PowerVIA, Backside Power Delivery (BSPD), som flyttar strömförsörjningen till kiselskivans baksida. Tanken med PowerVIA är att strömförsörjningen och transistorernas utsignaler inte behöver konkurrera om utrymme vilket medför flera fördelar, där de tydligaste är sänkt resistans och kapacitans, mildrat spänningsfall och högre klockfrekvenser. Det blir även lättare att dra ledningsbanor mellan transistorer, vilket ger en viss ökning i transistordensitet.
Ytterligare ett halvår senare är det dags för Intel 18A, som ska erbjuda 10 procent bättre energieffektivitet och några högre transistordensitet. Att introducera inget mindre än fyra nya tekniker inom en tidsrymd på två år är utan motstycke, men om bolaget lyckas bör deras ambition om att återta ledartröjan vara i hamn. TSMC går nämligen in i produktion 2 nanometer först som tidigast 2025 och de kommer därtill behöva ytterligare ett år för att släppa en uppdaterad tekniknod med Backside Power Delivery.
