Intel Foundry Update 2025: 18A-PT mit Die-Stacking und Fortschritte beim 14A-Prozessknoten

Intel steht erneut im Rampenlicht der Halbleiterindustrie, dank einer Reihe von bedeutenden Updates rund um seine Foundry-Roadmap für das Jahr 2025. Im Zentrum der jüngsten Ankündigungen steht die Entwicklung des 18A-Prozessknotens, bei dem mit der Variante 18A-PT erstmals ein Die-Stacking mittels modernster 3D-Hybridbonding-Technologie ermöglicht wird. Parallel dazu bereitet Intel den Rollout des 14A-Prozessknotens vor, der die Einführung der High-NA EUV-Lithografie markiert und Intel zu einem Vorreiter in puncto Fertigungstechnologie macht. Diese Updates sind wegweisend für die Positionierung von Intel als führender Foundry-Anbieter und bieten vielfältige Vorteile für Kunden aus verschiedenen Branchen, von CPUs über GPUs bis hin zu mobilen und IoT-Anwendungen. Das Kernstück der aktuellen Innovationen ist die 18A-PT-Variante, die eine Erweiterung des bereits in Risiko-Produktion befindlichen 18A-Prozessknotens darstellt.

Während der 18A-Knoten selbst mit PowerVia Backside Power Delivery und RibbonFET GAA-Transistoren bereits neue Maßstäbe bei Leistung und Effizienz setzt, ermöglicht die 18A-PT-Variante darüber hinaus die vertikale Stapelung von Dies durch Intel’s Foveros Direct 3D Packaging-Technologie. Diese Technik nutzt ein äußerst feines Hybridbonding-Verfahren, bei dem Kupfer-auf-Kupfer Verbindungen ohne herkömmliche Mikrobumps geschaffen werden. Dies reduziert den Pitch der Interconnects auf unter 5 Mikrometer und konkurriert direkt mit TSMCs SoIC-X Hybridbonding, das derzeit bei AMDs X3D-Prozessoren zum Einsatz kommt. Die Möglichkeit, Die vertikal zu stapeln, eröffnet immense Vorteile bei der Chip-Architektur. Sie erlaubt es, hochintegrierte Systeme mit optimierter Signal- und Stromversorgung herzustellen, die sowohl Leistungssteigerungen als auch Energieeinsparungen ermöglichen.

Besonders für Produktkategorien wie Prozessoren mit hohem Cache-Bedarf, beispielsweise durch aufgestapelten SRAM-Cache, ist diese Technologie ein Meilenstein. Außerdem hebt Intel mit der Einführung von TSVs (Through Silicon Vias) im 18A-PT-Knoten die Integration von Komponenten auf eine neue Ebene, was bislang nur bei Basis-Dies der Fall war. Parallel zum Fortschritt beim 18A-PT-Knoten verfolgt Intel mit seinem 14A-Prozessknoten ehrgeizige Ziele. Geplant für das Jahr 2027, wird der 14A-Knoten die erste Prozessgeneration weltweit sein, die High-NA (Numerical Aperture) EUV-Lithografie nutzt. Diese neue Lithografie ermöglicht eine deutlich feinere Musterung auf Silizium, was zu höheren Transistordichten und damit zu mehr Leistung auf kleinerer Fläche führt.

Intel hat bereits die ersten Process Design Kits (PDKs) an Lead-Kunden verteilt und arbeitet mit mehreren Partnern zusammen, die bereits Testchips auf dem neuen 14A-Knoten planen. Eine weitere Kerninnovation im 14A-Knoten ist die zweite Generation von PowerVia, die unter dem Namen PowerDirect vermarktet wird. Dabei handelt es sich um eine besonders effiziente backside Stromversorgung, die den Strom direkt an Source- und Drain-Kontakte der Transistoren führt. Dies minimiert Leistungsverluste und verbessert die Gesamtenergieeffizienz. Im Vergleich zu TSMCs bevorstehendem A16-Knoten mit Super Power Rail zeigt sich Intel hier als Vorreiter, denn TSMCs A14-Knoten verzichtet komplett auf backside power delivery, was Intel einen technologischen Vorsprung verschafft.

Die Entwicklungen bei Intel sind nicht nur technischer Natur, sondern spiegeln auch eine strategische Positionierung im globalen Halbleitermarkt wider. Intel ist aktuell der einzige große Foundry-Anbieter in den USA, der fortschrittliche Prozessknoten und fortschrittliches Packaging realisieren kann – eine Tatsache, die angesichts der politischen Spannungen und Handelsrestriktionen zwischen Taiwan und den USA einen entscheidenden Vorteil darstellt. TSMCs Expansion in den USA wird durch taiwanesische Gesetze eingeschränkt, die die Fertigung modernster Techniken im Ausland verbieten. Intel nutzt diese einzigartige Standort- und Technologiekombination, um neue Kunden anzusprechen und sich als verlässlicher Partner im etablierten, aber höchst dynamischen Foundry-Markt zu positionieren. Neben den High-End-Knoten treibt Intel auch seine Arbeit an sogenannten „mature nodes“ weiter voran.

Insbesondere bringt Intel seine 16nm-Produktion aktiv in die Massenfertigung und entwickelt gemeinsam mit United Microelectronics Corporation (UMC) einen 12nm-Prozessknoten, der ab 2027 in mehreren Arizona-Fabriken zum Einsatz kommen soll. Diese Knoten sind speziell für Anwendungen im Mobilfunk- und Netzwerkinfrastrukturbereich ausgelegt und runden das Produktportfolio sinnvoll ab. Im Rahmen der Kommunikation rund um die Foundry-Initiative bringt Intel auch das Ökosystem für EDA-Werkzeuge (Electronic Design Automation) und IP-Blöcke (Intellectual Property) auf den neuesten Stand. Partnerschaften mit großen IP-Anbietern sowie Design-Tool Herstellern wie Synopsys und Cadence erleichtern Kunden den Design- und Fertigungsprozess, da sie auf bewährte, industrieweite Standards und Werkzeuge zurückgreifen können. Das kürzlich erweiterte Intel Foundry Accelerator Alliance Programm, das nun auch Mitgliedschaften in der Chiplet Alliance und Value Chain Alliance umfasst, unterstützt integrierte, modulare Designansätze, die angesichts immer komplexerer Chips immer wichtiger werden.

Mit Blick auf die Zukunft hat Intel angekündigt, dass der 18A-Knoten noch im Laufe dieses Jahres in die Hochvolumenproduktion geht, beginnend in den Fabriken im US-Bundesstaat Oregon mit anschließender Fertigung in Arizona. Die ersten Produkte, die in 18A gefertigt werden, werden voraussichtlich Intels Panther Lake Prozessoren sein. Die Sanitär- und Kühlungs-Herausforderungen, die mit den neuen Technologien einhergehen, meistert Intel mit innovativen Kühllösungen und optimierten Fertigungsprozessen. Weitere anstehende Meilensteine für Intel sind die Entwicklung und später der Start des 10A-Prozessknotens, der den 1nm-Bereich markieren wird. Details hierzu sind zwar noch spärlich, doch die Roadmap zeigt einen klaren Fokus auf kontinuierliche Innovation und die Erweiterung der technologischen Führerschaft.

Mit dem Ausbau der 3D-Stacking-Technologien in Kombination mit hochentwickelten Transistor-Designs und der innovativen Backside-Power-Delivery bringt Intel seine Foundry-Strategie auf ein neues Level. Dies bietet nicht nur enorme Vorteile für die Chipperformance und Energieeffizienz, sondern auch für die Flexibilität bei der Chip-Integration. Kunden haben nun mehr Optionen, hochkomplexe, multifunktionale Chips zu entwickeln, die sowohl Robustheit als auch Performance bieten. Zusammenfassend bringen Intels Fortschritte im 18A-PT mit Foveros Direct 3D Hybridbonding und dem bevorstehenden 14A-Knoten mit High-NA EUV-Lithografie einen enormen Innovationssprung für die Halbleiterindustrie. Diese Technologien setzen Intel wieder an die Spitze der Foundry-Branche und bieten Kunden sowohl in den USA als auch international eine attraktive Alternative zu bestehenden Anbietern wie TSMC.

Intel nutzt seine einzigartige Kombination aus fortschrittlicher Fertigungstechnologie, großem Ökosystem und strategischer Standortvorteile, um im globalen Wettbewerb mit neuer Dynamik aufzutreten und sich langfristig als führender Foundry-Dienstleister zu etablieren.