Todo o nada con Intel 18A, ¿derrotar a TSMC y Samsung en litografía?

El nodo Intel 18A es una carta de intenciones al mundo del hardware: los Core Ultra pueden volver al trono.

Intel ha tenido problemas para seguir su hoja de ruta en Foundry, incumpliendo plazos previstos por ellos para alcanzar los 5 y 3 nanómetros. TSMC ha marcado un ritmo infernal de evolución que, incluso, Samsung no ha podido cumplir teniendo un capital boyante para hacer frente. El nodo 18A se estrenó con Panther Lake y explicamos todo sobre ello.

Intel 18A: todas las características del «arma definitiva»

El nodo 18A se caracteriza por tener transistores RibbonFET (GAA) y la tecnología de empaquetado PowerVia, que permite el suministro de energía por la parte posterior.

Se denomina 18A porque equivaldría a unos 1.8 nm, y la «A» hace referencia a los ángstroms como unidad de medida más pequeña que los nanómetros.

Sin embargo, si queremos una unidad más pequeña que los nanómetros, deberíamos acudir a picómetros (pm). Un nanómetro equivale a 10Å, es decir, 10 ángstroms. Siguiendo ese sistema, hablamos de 1.8 nm para el nodo de 18A.

Profundicemos sobre los transistores RibbonFET, que es un sistema homólogo a los GAAFET. En el post de chips de 2 nm comenté que TSMC, Intel y Samsung estaban transicionando sus transistores FinFET a GAAFET, ¿por qué?

Con FinFET se generaban problemas térmicos cuando avanzábamos a 2 nm, pudiendo instalar muchos más transistores por mm² en el chip. Entonces, los transistores GAA tienen un canal que está rodeado por la puerta, dando más control de la corriente, menos fugas de energía y más densidad. Esto es clave para elevar la frecuencia de la CPU sin que desprenda mucho calor, ni consuma una locura.

Por eso Samsung se precipitó adoptándolo antes que nadie, fracasando en las pruebas de samples. TSMC fue más lenta, pero con precisión, mientras que Intel andaba desarrollando su 18A. Intel dice que este nodo da hasta un 15% más de rendimiento/vatio y un 30% más de densidad en comparación con Intel 3.

Y si piensas en caídas de potencia inductiva, Intel ya pensó en ello introduciendo los condensadores Omni MIM. Pero hablemos de lo más importante: PowerVia.

PowerVia permite mover toda la alimentación eléctrica a la parte trasera del chip para que los núcleos puedan tener frecuencias más altas y respirar mejor. Antes, teníamos todo el enrutamiento de energía en la parte delantera, lo que mezclaba señales y generaban congestión.

En conclusión, el nodo 18A se caracteriza por tener transistores RibbonFET y tecnología PowerVia para fabricar un chip en un proceso de 1.8 nm que sea capaz de tener más frecuencia (¿6.0 GHz?) de forma estable, consumiendo menos y manteniendo temperaturas razonables.

Las variantes 18A, 18A-P y 18A-PT

Cuando Intel presentó su nodo 18A, aprovechó para lanzar varias variantes denominadas -P y -PT. Me centraré en estas 2 variantes porque ya hemos explicado el nodo principal.

El proceso 18A-P se destaca como «Performance» (de ahí la sigla «P»), que mejora un rendimiento/vatio del 10% respecto al 18A principal. En principio, los procesadores de gama alta o GPUs muy potentes llevarían esta litografía.

Luego, el 18A-PT hace referencia a Performance + Through-Silicon Vias), es decir, interconectividad total y empaquetado 3D. Este nodo tiene la particularidad de que está enfocado para Foveros Direct, que es la tecnología de empaquetado 3D de Intel, con la presencia de TSVs (interposers). Es ideal para el Heteregeneous Integration que ya explicamos: tener un die dividido en mosaicos con distintos nodos.

Los chips que lleven 18A-PT serán los Xeon y aceleradores Gaudi; vamos, todo para los centros de datos.

Procesadores con Intel 18A

Yendo con los ejemplos, los procesadores Panther Lake aka Intel Core Ultra 300 para portátiles tienen los mosaicos GPU y Compute fabricados en Intel 18A. Aunque no me parece destacable la configuración de núcleos, sí merece la pena remarcar que la GPU de los Core Ultra X es una Arc B390, que pinta realmente bien.

Otro producto Intel que tiene 18A son los Clearwater Forest, los Xeon 6+ que tienen hasta 288 núcleos en su configuración más potente. Realmente, los Clearwater Forest tiene un nodo de 18A en el mosaico Compute, siendo alucinante que tenga 12 Compute tiles en el chip. Los mosaicos Active base o el I/O están fabricados en los nodos Intel 3 e Intel 7 respectivamente.

El proceso Intel 18A ya está disponible para los clientes de Intel,, quienes quieran contratarlo pueden hacerlo ahora mismo. Digo esto porque Microsoft ha confirmado que sus aceleradores IA y chips Azure estarán fabricados en 18A, al igual que Amazon ha firmado con Intel para los Graviton.

Desde que llegó Trump al Gobierno, ha intentado estrechar lazos entre los gigantes tecnológicos yankees para que la producción de chips se quede en Arizona. Por eso, se especulaba que Apple podía hacer una transición de TSMC a Intel para sus Apple M o los A de los iPhone. No obstante, Trump ha ejercido presión elevando los aranceles y generando tensiones en el pacífico con los taiwaneses.

¿El reinado de TSMC peligra?

Sí. Es un hecho que Intel ha dado un paso de gigante con esta litografía, aunque queda trabajo por hacer. TSMC es capaz de fabricar en 3 nm, estando por ver qué tal funcionan los chips de 2 nm con las famosas nanohojas (GAA). Es el primer proceso en el que usan transistores GAA, así que es un desafío para ellos.

Dicho esto, TSMC ya ha presentado sus nodos A16 y A14, que equivaldrían a 1.6 y 1.4 nm respectivamente. De esta manera, Intel y TSMC estarían luchando de tú a tú en producción de procesadores.

Aquí solo hay una duda, ¿será Intel capaz de producir chips 18A a buen ritmo? Los Core Ultra 300 tendrían su lanzamiento en enero, y estoy redactando esto el 16 de abril sin rastro de portátiles potenciados por estos chips.

Hemos visto que TSMC no tiene grandes problemas para producir en masa chips de 3 nm con transistores FinFET. Esperemos que Intel sea capaz de plantar cara, sobretodo después de ver cómo se estampó Samsung con esta realidad.

Conclusiones sobre el nodo Intel 18A

Es un nodo muy avanzado que promete mucho en el papel, pero el desafío no está ahí, sin desmerecerlo. La producción en masa con un buen suministro es el objetivo real, de nada sirve tener una gran tecnología si no se puede surtir rápidamente. Ahora mismo, ese mismo desafío lo tiene TSMC o Samsung.

18A utiliza tecnología de empaquetado PowerVia y estrena nuevos transistores GAA (RibbonFET), una combinación con un resultado prometedor: disparar el rendimiento/vatio. Gracias a tener todo el cableado por debajo del chip y los nuevos transistores GAA en la parte superior, debemos esperar más frecuencia con menos consumo y menos temperaturas.

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La gran noticia es que Intel Foundry está de vuelta con nodos más allá de 5 nm y planes en la mesa de traer 14A a otros chips futuros. Todo lo que suponga rivalidad con Samsung y TSMC debería celebrarse, o, al menos, eso pienso yo.