IT之家2月21日获悉,分析师@jukan05 今日转发了一份关于英特尔Panther Lake架构的深度技术分析报告,披露了首款基于Intel 18A制程的CPU产品的关键设计参数。

报告通过对芯片物理实现的详细拆解,呈现了18A工艺在初期量产阶段的真实技术面貌,同时也勾勒出英特尔未来14A工艺的技术演进路径。
核心尺寸与单元设计
Panther Lake芯片的裸晶圆面积约为110mm²,芯片内所有区域,包括逻辑芯片和SRAM芯片,均采用了高性能(HP)库,而非通常用于提高集成度的高密度(HD)库。
具体而言,逻辑芯片部分采用G50H180规格,SRAM芯片单元面积为0.023μm²,这与英特尔此前披露的信息一致。
在金属层间距上,其最小金属间距(M0)为36nm。尽管Intel 18A宣称可实现32nm的M0间距,但这仅适用于HD库(对应H160规格)。
与业界常见的保持HD/HP同间距但晶体管数量不同的做法不同,18A的HD和HP库均维持5个鳍片,但HD库采用32nm间距,而HP库则为36nm间距。
金属层层数方面,前端(FS)共有15层金属层,后端(BS)共有6层金属层,其中BM5层实质上可视为重分布层(RDL)。
GAA间距与背面供电的妥协
环绕栅极晶体管的间距是衡量工艺先进性的关键指标。Panther Lake的逻辑区域最小栅极间距为76nm,而SRAM位线间距为52nm,两者之间存在显著差异。这一差异的背后则是技术的现实权衡。
值得注意的是,逻辑与SRAM均采用HP库,但两者最小间距差异较大。目前尚未公布GAA关键尺寸,因此无法进一步反推出栅极间距。
关于Power Via背面供电技术,英特尔此前已说明18A的SRAM并未采用Power Via方案。18A的Power Via技术是在GAA结构之间插入电源通孔,将背面供电连接至前端中段金属层接触层,并向源极提供电力。但是,这就要求GAA间距必须足够大,否则Power Via无法通过。
按照业内普遍认知,若要在SRAM单元中实现Power Via,仅插入NN间距一项就需将单元高度增加1.1倍。报告指出,虽然英特尔最新解释是背面供电对SRAM提供的收益不明显,而根本原因在于技术限制。
好消息是,这一限制将在14A节点得到解决。14A将改用BSCON技术,直接从背面连接到晶体管的源极端子,从而摆脱GAA间距的约束。这意味着,14A的SRAM是具备采用Power Via技术能力的。

在材料层面,18A的中段制程接触孔以及后段制程的V0/V1层仍采用钨,而非此前传闻中的钌。M0金属层则采用铜。分析认为,英特尔计划在14A节点引入钌,但14A的M0间距仍然较大,仅略小于18A,因此目前尚无必要采用钌。
除此之外,18A的GAA结构已配备内部间隔层。相比之下,三星的SF3工艺直到SF2节点才引入该结构,这凸显了不同代工厂在技术成熟度上的差异。
在产能与良率方面,报告提到,Panther Lake目前仍处于良率爬坡阶段,且当前产品全部采用相对更易制造的HP库。分析认为,暂不考虑英特尔承诺的32nm间距,仅从当前量产产品来看,即使在36nm上,良率稳定仍尚需时日。

报告提到,18A逻辑GAA间距达76nm,甚至远大于中芯国际N+3工艺的32nm鳍片间距。这印证了一个观点:GAA工艺本身与光刻设备的关联度有限,甚至在光刻设备受限时,反而可通过GAA来放宽间距要求。然而,即便拥有这种便利,英特尔要想实现稳定的量产工艺仍非易事。半导体的难度远不止于光刻机,极紫外光刻仅是入场券,真正的竞争在于蚀刻、沉积、清洗等更难的工艺整合能力,而这正是台积电领先于英特尔和三星的核心领域。
