Le géant Intel s’est redonné une solide ambition dans la fonderie sous l’impulsion de son dirigeant Pat Gelsinger en relançant un service de fonderie accessible aux clients tiers et en préparant une solide roadmap pour faire évoluer ses techniques de gravure.
La firme est longtemps restée coincée à la gravure en 14 nm, celle en 10 nm ayant présenté des difficultés de développement conséquentes, ce qui a permis à la concurrence (AMD, notamment) de prendre l’ascendant en se tournant vers la gravure en 7 nm du fondeur TSMC.
Désormais, Intel entend se replacer de nouveau à la pointe des technologies de gravure. Ses dernières générations de processeurs exploitent encore une gravure en 10 nm (baptisée procédé Intel 7) et des transistors optimisés Enhanced SuperFin (dérivés du FinFET) quand la concurrence (TSMC et Samsung) en est à proposer de la gravure jusqu’en 3 nm.
Si les technologies ne se recouvrent pas complètement et alors qu’Intel revendique une supériorité sur certains aspects à noeud égal, comme la densité de transistors et le rendement, l’entreprise de Santa Clara prépare activement les évolution suivantes.
Intel 4 et Intel 3 pour les prochains Intel Core
Cela concerne notamment la gravure en 7 nm (procédé Intel 4) qui se retrouvera au coeurs des prochains processeurs Intel Meteor Lake (Intel Core de 14ème génération) l’an prochain.
Intel a confirmé durant l’événement IEDM (International Electron Devices Meeting) que cette technique de gravure était finalisée et prête à être utilisée dès à présent. Meteor Lake profitera pour la première fois chez Intel d’une structure en chiplets avec différents niveaux de gravure et une interconnexion permise par un packaging 3D Intel Foveros.
Le procédé Intel 4 / gravure en 7 nm sera aussi le premier à exploiter la lithographie EUV qui sera généralisée ensuite pour les noeuds plus fins. Ce type d’équipement est déjà largement utilisé par les autres fondeurs depuis leur passage au 7 nm en 2019.
Les techniques de gravure chez Intel
- Intel 7 : gravure en 10 nm (actuelle)
- Intel 4 : gravure en 7 nm (2023)
- Intel 3 : gravure en 3 nm (2024)
- Intel 20A : gravure en 2 nm (2024 pour les processeurs pour serveurs)
- Intel 18A : gravure en 1,8 nm (2024/2025)
Il sera assez rapidement suivi par le procédé Intel 3 qui correspond à une gravure en 3 nm et qui est attendue sur la période 2023 – 2024. Cette migration rapide permettra à Intel de refaire un peu son retard par rapport à ses concurrents et se retrouvera d’abord au coeur de processeurs Granite Rapids et Sierra Forest, plutôt orientés serveurs (avec la famille Intel Xeon) et datacenters, avec la mise en avant d’une bonne performance par Watt.
Intel 20A et Intel 18A pour revenir dans la course
Pour revenir à la pointe de la technologie de gravure, Intel misera ensuite sur ses procédés Intel 20A (gravure en 2 nm) et Intel 18A (gravure en 1,8 nm) avec l’utilisation de nouveaux types de transistors GAA (Gate All Around) baptisés chez Intel RibbonFET.
La gravure en 20A / 2 nm devrait être finalisée dès début 2024 et utilisera largement la lithographie EUV pour assurer une grande densité de transistors et une faible consommation d’énergie. Le procédé Intel 18A / 1,8 nm arriverait ensuite vers fin 2024 (mais les équipements de production ne seront livrés par ASML qu’en 2025) et, si le calendrier est respecté, ces techniques de gravure pourront entrer directement en concurrence avec celles des fondeurs asiatiques sur les mêmes périodes.
TSMC prévoit en effet par exemple de disposer d’un site de production en 2 nm à partir de 2024. De son côté, Samsung laisse entendre qu’il disposera d’une technique de gravure en 2 nm pour 2025, avec une descente vers 1,4 nm d’ici 2027.
A une telle finesse, Intel envisage déjà de nouveaux procédés de conception pour les processeurs. S’appuyant sur la SCTO (System Technology Co-Optimization), elle consistera à séparer les fonctions d’une puce en composants élémentaires réunis en chiplets, permettant d’utiliser le meilleur noeud de gravure pour chaque fonctionnalité et prendre l’avantage sur ses rivaux grâce aux optimisations apportées.