Перегони у сфері нанометрового масштабування впираються у фізичний бар'єр, за якого традиційні методи живилення стають критичним «вузьким місцем». Протягом тривалого часу Intel позиціонувала перехід до живилення зі зворотного боку кристала як визначальний технологічний прорив, проте обмеження щільності компонування вимагають ще більш гнучких підходів. У майбутньому техпроцесі 14A2 компанія планує впровадити гібридну схему енергозабезпечення, що охоплюватиме обидві сторони пластини. Цей крок має на меті гарантувати стабільність напруги в умовах екстремального ущільнення транзисторних структур.
Тривалий час індустрія напівпровідників дотримувалася класичної парадигми: усі з'єднання, включаючи лінії живлення та передачі даних, розташовувалися над активним шаром транзисторів. Це неминуче призводило до «затору» у верхніх шарах металу, де силові лінії конкурували за простір із сигнальними трасами. Intel зробила ставку на радикальну зміну цієї топології, винісши систему живлення на зворотний бік кремнієвої пластини. Проте останні дані вказують на те, що навіть цей амбітний перехід може виявитися лише проміжним етапом на шляху до ще складніших конфігурацій.
Основний виклик сьогодні лежить у площині масштабування нижнього металевого шару M0. У базовій версії техпроцесу 14A компанія прагне досягти кроку між сусідніми елементами транзисторних структур у 28 нм. Однак для подальшого прогресу та переходу до позначки у 21 нм знадобиться модифікована ітерація технології — 14A2. Саме тут у гру вступає концепція двостороннього підведення живлення. Попри те, що зворотний бік пластини залишатиметься домінуючим, лицьова сторона знову набуде стратегічного значення.
Проблема продиктована фундаментальними законами фізики: при зменшенні геометрії міжз'єднань нижче 21 нм електричний опір починає зростати експоненціально. Інфраструктура нано-наскрізних отворів (nTSV), яка в теорії має забезпечувати ефективну подачу енергії з тильного боку, за умови надвисокої щільності транзисторів перестає справлятися з навантаженням. Це призводить до виникнення просідань напруги (IR-drop), що ставить під загрозу стабільність роботи чипа та обмежує можливості тактування.
Щоб нівелювати ці ризики, Intel планує перерозподілити силове навантаження. Гібридна компоновка дозволить використовувати лицьову сторону кристала для живлення допоміжних елементів, розвантажуючи основні магістралі на зворотному боці. Такий підхід створює необхідний запас за потужністю і дозволяє агресивніше збільшувати щільність розміщення компонентів, не жертвуючи енергоефективністю.
Графік впровадження цих інновацій виглядає наступним чином: дослідні зразки базового техпроцесу 14A очікуються наприкінці 2028 року, а вихід у масове виробництво намічений на 2029 рік. Очікується, що версія 14A2 з'явиться ще пізніше, ставши наступним кроком в еволюції. При цьому вже в першій версії 14A компанія розраховує досягти збільшення щільності транзисторів у 1,3 раза порівняно з поточним техпроцесом 18A, що підтверджує прагнення Intel повернути собі технологічне лідерство в сегменті передових напівпровідників.
Еволюція щільності зберігання даних у пам'яті Kioxia
