Alors que le procédé 18A d’Intel est désormais en phase de production pour les projets clients, l’entreprise a profité du symposium VLSI 2025 pour livrer une présentation technique complète. Cette nouvelle génération de gravure, classée 1.8 nm, marque un tournant stratégique pour Intel, qui revient ainsi dans la course face à TSMC et son futur N2 qui ne devrait pas tarder à etre commercialisé.
Entre innovations architecturales, gains de performances et promesses de fiabilité, voici ce que révèle ce document de référence.
Intel 18A : Une avancée marquante face à Intel 3
Par rapport à la génération précédente (Intel 3), le procédé 18A améliore la densité des transistors de 30 %, augmente les performances jusqu’à 25 % ou réduit la consommation énergétique de 36 %, selon les scénarios d’usage. Ces résultats sont obtenus sans complexification du design, et avec une tension d’alimentation standard à 1,1 V. À 0,75 V, le gain reste significatif : +18 % de performances pour -38 % de consommation.
Comparaison directe 18A vs Intel 3
| Critère | Intel 3 | 18A | Innovations clés du 18A |
|---|---|---|---|
| Nom de process | 7nm+ | 2nm+ | Finesse de gravure optimisée |
| Transistor | FinFET | RibbonFET GAA (Gate-All-Around) | Remplacement des FinFET traditionnels : – Meilleur contrôle électrostatique – Réduction des fuites de courant – Amélioration de la densité |
| Distribution d’énergie | Face avant | PowerVia BSPDN | Alimentation par la face arrière du wafer : – Libération d’espace sur la face avan – Amélioration de 5-10% des cellules standard – Réduction de 10x de la chute IR dans le pire des cas – +4% de performance à puissance égale |
| Taille cellule SRAM | 0,024 µm² | 0,021 µm² | -12,5% |
| Densité | Référence | 1,3x | 30% plus dense en transistors |
| Performance | Référence | +18% à +25% | Jusqu’à 25% plus rapide (à haute tension) |
| Efficacité énergétique | Référence | +36% à +38% | Jusqu’à 38% plus efficace (à basse tension) |
| Production de masse | Mi-2024 | S2 2025 | Délai de 12-18 mois |
| Utilisations | Meteor Lake CPU | Panther Lake | Architecture future-proof pour l’IA et le calcul haute performance |
Sur le plan de la compacité, les circuits gravés en 18A occupent 28 % de surface en moins qu’en Intel 3, ce qui représente un gain notable pour les systèmes mobiles ou les puces complexes à empilement 3D.
Intel avait déjà levé le voile sur ses ambitions en 2024 avec un papier technique mettant en avant les premiers résultats du procédé 18A.
RibbonFET : une nouvelle génération de transistors GAA
Le 18A inaugure la seconde génération de transistors RibbonFET, l’implémentation Gate-All-Around (GAA) d’Intel. Contrairement aux FinFETs, le canal est entièrement entouré par la grille, ce qui permet un meilleur contrôle électrostatique, plus de souplesse dans l’optimisation des performances, et une réduction des fuites.
Ces transistors intègrent quatre nanorubans et supportent huit tensions de seuil (VT) différentes via un réglage par work-function dipolaire. Cette finesse de réglage permet d’adapter finement chaque sous-bloc logique selon les contraintes de consommation ou de fréquence, sans impacter la stabilité électrique.
PowerVia : alimentation par l’arrière, gains à tous les niveaux
Le second pilier d’Intel 18A est PowerVia, une technologie d’alimentation par la face arrière du wafer. En séparant les couches d’alimentation des couches de signal, Intel parvient à :
- Améliorer la densité des transistors de 8 à 10 % ;
- Réduire la résistance des vias de 24 à 49 % ;
- Diminuer jusqu’à 10 fois le voltage droop ;
- Simplifier la conception des interconnexions.
PowerVia apporte aussi un bénéfice thermique grâce à une meilleure dissipation vers l’arrière du wafer. Ce procédé est compatible avec les technologies de packaging avancées Foveros et EMIB, déjà employées sur Panther Lake.
Une fiabilité validée par les tests JEDEC
Intel a soumis PowerVia à de nombreux tests de stress (température, humidité, cycles thermiques), selon les standards JEDEC. Tous ont été passés sans défaillance, y compris des expositions prolongées à 165 °C pendant 1000 heures et des cycles de température entre -55 °C et +125 °C.
Même sous ces contraintes extrêmes, les cellules SRAM de 0,021 µm² intégrées au procédé ont conservé une tension de fonctionnement stable, ce qui confirme la robustesse du procédé pour les applications long cycle de vie.
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Une fabrication optimisée pour la production en masse
L’intégration de PowerVia permet également de réduire le nombre de masques nécessaires au niveau des couches M0–M2 grâce à un patterning EUV en un seul passage. Le design global est donc non seulement plus performant, mais aussi plus simple à produire.
Intel a également optimisé la conductivité des couches métalliques et intégré des condensateurs MIM haute densité pour garantir une alimentation plus stable à tous les niveaux.
Conclusion : un retour au sommet pour Intel ?
Avec 18A, Intel revient sur le devant de la scène technologique, non seulement en rattrapant TSMC sur le plan des performances, mais aussi en innovant sur des points que ses concurrents n’ont pas encore industrialisés. Le passage à la GAA et l’intégration réussie du BSPDN marquent un tournant structurel.
Reste à voir si ce regain technologique se traduira en succès commercial. Les premières puces client gravées en 18A, notamment Panther Lake, sont attendues dans la seconde moitié de 2025. Elles seront décisives pour juger du véritable retour en grâce d’Intel dans la guerre des fonderies. Par ailleurs, La disponibilité commerciale du 18A avait été confirmée en février dernier, avec une ouverture aux projets clients.
