英特尔技术复兴最关键一战，1.8纳米

在半导体行业竞争白热化的今天，英特尔正在为其技术复兴之路进行最关键的一战。在VLSI 2025研讨会上，这家美国芯片巨头首次全面披露了其18A（1.8纳米）制造工艺的技术细节，这是英特尔多年来首个有望与台积电尖端技术正面抗衡的制程节点。随着两家公司都计划在今年下半年投入量产，一场决定未来半导体格局的技术对决即将上演。

英特尔18A工艺的核心竞争力体现在其革命性的技术创新组合上。该工艺采用了英特尔第二代RibbonFET环栅晶体管技术，结合业界首个可量产的PowerVia背面供电网络，实现了令人瞩目的性能提升。与上一代Intel 3工艺相比，18A在性能、功耗和面积三个关键指标上都实现了显著突破：性能提升25%，功耗降低36%，同时晶体管密度提高30%。这样的数据表现，让英特尔在技术规格上重新获得了与台积电竞争的资本。

RibbonFET技术的核心优势在于其独特的环栅结构设计。与传统的FinFET晶体管仅在三面包围沟道不同，环栅晶体管实现了对沟道的完全包围，从而提供了卓越的静电控制能力。英特尔的18A RibbonFET采用四条纳米带结构，支持八个不同的逻辑阈值电压选择，其中NMOS和PMOS各有四个选项，电压跨度达到180mV。这种精细的电压调节能力通过基于偶极子的功函数调节技术实现，允许工程师在不改变晶体管物理尺寸的情况下精确控制器件特性，为电路设计提供了前所未有的灵活性。

PowerVia背面供电网络技术则代表了芯片设计理念的根本性变革。传统的芯片设计将电源和信号线路混合布置在正面金属层中，而PowerVia将供电网络完全迁移至芯片背面，实现了电源和信号的物理隔离。这种创新设计不仅解决了后端制程层垂直连接电阻上升的问题，还有效防止了电源干扰导致的信号衰减，使得逻辑元件能够更加紧密地封装，从而显著提高整体电路密度。

PowerVia技术带来的实际效益是多方面的。首先，它将晶体管密度提高了8%至10%，这在18A工艺实现相比Intel 3增加1.3倍晶体管密度的过程中发挥了重要作用。其次，得益于改进的金属化技术和超低k电介质的使用，18A工艺的正面金属层阻容性能比Intel 3提高了约12%，过孔电阻降低了24%至49%。更重要的是，PowerVia将电压下降降低了多达10倍，同时简化了芯片设计流程，为信号和电源线的布线提供了更大的设计自由度。

在存储方面，Intel 18A工艺包含的高密度SRAM位单元尺寸为0.021平方微米，实现了约31.8 Mb/mm²的SRAM密度，这一指标与台积电的N5和N3E节点相当。虽然台积电即将推出的N2工艺在SRAM密度上仍有优势，位单元尺寸约为0.0175平方微米，密度达到38 Mb/mm²，但英特尔18A的表现已经足以支撑高性能处理器的需求。

可靠性测试结果进一步证明了18A工艺的产业化可行性。PowerVia在严格的JEDEC标准测试中表现出色，零故障通过了包括110°C和85%湿度下275小时高加速应力测试、165°C下1000小时延长高温烘烤测试，以及-55°C至125°C范围内750次温度波动测试等多项严苛条件。这些测试结果证实了PowerVia能够承受恶劣的工作环境，且不会损害结构或电气完整性。

制造工艺的简化也是18A技术的一大亮点。通过将电力输送移至背面，英特尔无需正面电网，结合直接EUV图案化技术，减少了光罩总数并简化了前端金属工艺。通过使用尺寸经过定制调整的低氮吸收层光罩，英特尔实现了M0-M2金属层的单次EUV图案化，这种简化不仅降低了工艺复杂性，还有助于抵消添加背面金属层的额外成本。