网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

英特尔18A-P浅析:性能和散热更猛,18A真正的完全体

0
分享至

在近期结束的2026年VLSI国际研讨会上,英特尔代工Intel Foundry正式披露了全新的Intel 18A-P节点,并宣布进入风险试产(Risk Production)阶段,量产时间表符合此前向客户承诺的路线图,也暗示着位于凤凰城的Fab 52良品率符合预期,英特尔的翻身速度已经马力全开。



鉴于Intel 18A是英特尔首个同时集成RibbonFET与背面供电PowerVia的节点,2025年随Panther Lake首发时,更多承担着内部产品验证和工艺首秀的角色。但Intel Foundry的终极目标是成为与台积电、三星并列的开放代工厂,这要求18A平台不仅能用,还要好用、稳定、可预期,如果便宜大碗自然更好,Intel 18A-P正是在这一背景下诞生。



Intel 18A-P作为18A的性能增强成熟版(Performance-enhanced Maturation Variant),在保持设计规则完全兼容的前提下,通过Power Boost晶体管、更精细的Vt分级、30%的工艺偏斜角收紧等措施,将参数良率和性能一致性提升到外部客户可大规模采纳的水平。风险试产的启动,标志着Intel Foundry向微软、AWS等外部客户交付18A产能时,具备更强竞争力的可选项。

那么Intel 18A-P究竟有什么样的竞争力,它究竟厉害在什么地方?这里我们不妨花点时间做一点简单的了解。



一场与台积电N2的正面交锋

英特尔内部产品路线图对18A-P的需求极为迫切。2026年量产的Clearwater Forest,即至强Xeon 6+已基于基础18A,但2027年推出的Diamond Rapids需要更激进的规格,包括核心数提升50%、支持PCIe Gen 6、实现双倍内存带宽。这些目标在基础18A上难以兼顾功耗与性能,必须依赖18A-P带来的9%同功耗性能提升和18%同性能功耗降低,才能在数据中心市场与AMD、ARM方案竞争。



18A-P也意味着英特尔提前跨入了2nm制程的决战窗口,台积电N2已于2025年底量产,N2P性能增强版预计2026下半年进入风险生产。Intel 18A与台积电N2在晶体管密度和功耗表现上处于同一梯队,但台积电的工艺成熟度信誉和代工生态仍是巨大优势。



因此18A-P需要在时间上对台积电N2P进行回应。它通过热阻降低20%-40%、过孔电阻降低10%-30%、导热系数提升50%等系统性优化,直接回应了GAA晶体管功率密度高、散热难的行业痛点,试图在2027年量产节点上证明,Intel 18A平台不仅追上了2nm竞赛,18A-P在性能和散热效率上还有独特优势。

跟随着RibbonFET和PowerVia是革命性的技术,但也伴随着量产磨合。18A在2025年跟着Panther Lake首发时,业界普遍关注其良率和热管理表现,即GAA结构虽然静电控制优异,但功率密度显著高于FinFET,对芯片散热和互连提出更严苛要求。



18A-P的改进清单几乎完全针对这些量产痛点,Power Boost晶体管在不增加电容的前提下提升驱动电流;背面供电网络的动态压降已较FinFET时代改善10倍,而18A-P进一步通过互连优化降低过孔电阻;热管理方面,导热系数提升50%直接缓解了GAA的热瓶颈。因此18A-P也可以认为是英特尔在真实量产数据反馈后,对18A平台进行的系统性调优。

而对于潜在客户而言,仅追求芯片密度是远远不够的。特别是AI加速器需要在高频下的能效比和大规模芯片的散热能力。基础18A的功耗表现对这类客户可能仍存疑虑,而18A-P 的18%功耗降低和20%-40%热阻改善,恰好击中了AI芯片在数据中心部署时的总拥有成本TCO痛点。



18A的完全体

Intel 18A-P与18A共享相同的核心几何参数,接触栅极间距(Contacted Poly Pitch,CPP)为 50nm,提供两种标准单元高度(Cell Height),包括180nm的高性能HP库和160nm的高密度HD库。这意味着它在物理微缩层面没有进一步收缩,而是通过对晶体管、互连、热管理和设计技术协同优化DTCO的系统性改进,释放18A平台的潜在性能。

这套升级关键优势在于设计规则完全兼容。基于18A设计的芯片可直接移植到18A-P,复用现有IP和设计流程。当然,如果要充分榨取9%性能或18%功耗红利,则需针对新增晶体管选项重新优化关键路径。



接触栅极间距CPP代表着晶体管控制单元之间的空隙,数字越小,晶体管在横向上排得越密,芯片面积就能做得越小。如果进一步拆分晶体管控制单元,则由栅极(Gate)和接触孔(Contact)组成,栅极(Gate)负责控制电流开关,接触孔(Contact)是连接晶体管与上层金属走线便捷通道。

50nm的CPP意味着,在芯片表面水平方向上,每隔50nm就可以放置一个晶体管控制单元,这个距离从去年的Panther Lake的18A工艺至今保持不变,与台积电N2保持在同一水平,是2nm工艺的典型指标。



而现代数字芯片也并不是简单的晶体管2D排列,通过使用标准单元(Standard Cell)不停堆叠,从而获得不同的基础模块,这与前段时间被热议的韬定律类似,也是整个行业的发展趋势之一。这些单元在芯片上排成一行行,每行的高度就是标准单元高度Cell Height,18A-P具备180nm和160nm两种高度,目的是解决内部空间和占地的收益问题。这里英特尔将标准单元高度Cell Height为180nm形容成High Performance(HP),将160nm形容成High Density(HD),从字面意思就能看出前者为了追求性能需要更多内部空间,后者则可以拥有更高密度。

180nm HP和160nm HD可以理解成两种不同的构建规范。这里先说说180nm HP库,它单元高度更高,走线轨道(Track)更多,因此可以做得更宽,驱动电流更大,适合打造频率更高的核心,比如CPU计算模块、GPU Shader等等。当然这也会导致180nm HP相对160nm HD在芯片面积上更大,单位面积晶体管数更少,同时漏电和动态功耗都相对160nm HD更高,功耗不如160nm HD。

鉴于同功耗下性能可以提升9%,这里可以举一个简单的例子。假如原来用18A HP库跑在 3.0GHz,换到18A-P HP库,借助Power Boost和更优散热,可能跑到3.27GHz表现,收益很直观。

追求低功耗表现自然是160nm HD更合适,其走线轨道(Track)更少,晶体管更窄,时钟频率相对较低,适合缓存、外围控制逻辑设计,比如IO模块、低功耗模块。芯片面积可以做到更小,单位面积内晶体管数更多。

评判半导体芯片设计和工艺的评估通常使用PPA来判断,即Performance、Power、Area。Performance性能,通常指芯片能达到的最高工作频率(GHz)或单位时间内的运算能力。Power指功耗,包括动态功耗(运行时耗电)和静态漏电(待机耗电)。Area面积,即芯片的物理尺寸,直接决定单片晶圆能切出多少颗芯片。三个指标构成了芯片设计的不可能三角,改善其中一个,往往需要牺牲另一个。工艺节点的升级目标,就是在三者之间找到更优的平衡点。

18A-P带来的PPA变化非常明显,基于标准ARM核心子模块的fully routed测试数据,18A-P在0.75V典型工作电压下实现了同功耗性能提升9%,同性能功耗降低18%,热阻降低20%到40%,过孔电阻降低10%到30%,导热系数提升50%。

值得注意,这些数字并非仅来自晶体管本征性能提升,而是材料、器件、互连与散热协同优化的结果。包括改善热量从晶体管向封装传导的效率,让热阻降低20%-40%;直接缓解 GAA 结构带来的热瓶颈,让导热系数提升50%;优化芯片各金属层之间的垂直连接,减少信号传输损耗与 IR 压降,让过孔电阻降低10%-30%;增强逻辑器件在高压应力下的长期稳定性,实现NBTI改进;优化逻辑与SRAM的最小工作电压匹配,提升低电压运行稳定性。



Power Boost与更精细的Vt分级

18A-P引入了名为Power Boost的全新双接触、低电阻晶体管方案。其核心是在不增加晶体管电容的前提下提升驱动电流(Drive Current),从而让芯片在相同功耗预算下达到更高运行频率。这相当于在不改变"油箱容量"的情况下提升了引擎出力。

新增的晶体管涵盖低功耗器件和高性能器件,以及第五组逻辑阈值电压(Vt)选项。

低功耗器件包括在180CH(180nm Cell Height)和160CH(160nm Cell Height)库中新增W1、W1.5单元,针对低漏电场景优化。W指Width,即标准单元内部晶体管的沟道宽度,其中基准宽度为1,宽度越大能推动的电流越大,跑得越快,但关闭时的漏电电流也越大。在默认状态下,EDA工具回自动识别路径需求,把高耗电但处在时序松弛路径上的大晶体管替换成W1或者W1.5的小晶体管,从而在不影响芯片整体性能的情况下,降低总漏电。

特别是在180CH下引入W1和W1.5单元选项,意味着在高性能单元中,也可以在非关键路径上局部插入 W1 低漏电单元,实现省电效果。



高性能器件部分则引入W3P单元,即3倍的Width沟道基准宽度,并通过Power Boost技术在HP和HD库中同时实现频率提升,虽然漏电水平相对W1和W1.5更高,但是性能更猛。



阈值电压(Vt)是控制晶体管待机漏电的必要手段,阈值电压(Vt)越低,开关速度越快,适合CPU计算模块中的关键路径,但漏电也越大,不节能。相反,阈值电压(Vt)越高,开关速度越慢,漏电越少,更节能,适合常开且低频的模块。

18A原有4个阈值电压(Vt)等级,对应Ultra Low Vt、Low Vt、Standard Vt和High Vt,每个等级都包含NMOS和PMOS两种晶体管,这是因为单独用NMOS或PMOS做逻辑门,缺点都会非常致命。纯NMOS逻辑门输出高电平时靠耗尽型负载或电阻上拉,静态有直流通路导致功耗变大,反之,纯PMOS逻辑门就是纯粹的慢。

顺带一提,18A-P通过应变工程(Strain Engineering)提升了PMOS载流子迁移率,使电流更高效地通过晶体管,进一步优化了RibbonFET GAA的驱动能力。

第五组逻辑阈值电压(Vt)安排在最快最费电的Ultra Low Vt与较快较费电的Low Vt之间,相当于在高速档之前加了一个中高速档,在跑车和家用车之间加了一个运动轿跑,让设计人员在速度与功耗之间拥有更精细的权衡粒度。



第五组逻辑阈值电压(Vt)也进一步提升了参数良率(Parametric Yield)。芯片良率可以分成功能良率和参数良率。功能良率是指芯片能不能亮机、跑程序,参数良率是指芯片能不能达到目标性能、功耗、漏电的规格要求。第五组逻辑阈值电压(Vt)配合EDA工具可以更精准的调整速度与功耗的权衡颗粒度,对于差一点赶不上时序的路径,不需要大力出奇迹用最高档的Ultra Low Vt,用这一档Vt即可。而对于漏电压线超标的路径,也不需要降低到Low Vt牺牲速度,这让更多芯片可以更好的把握效能表现,确保参数良率进一步提升。

另外,18A-P将偏斜角(Skew Angle)收紧了30%,显著降低了工艺变异性(Process Variability)。在芯片制造的光刻环节,需要将掩模版(Mask)上的电路图案精确投影到硅片上,相当于用幻灯机把胶片图案投到墙上。这里的偏斜角代表掩模版图案与晶圆实际位置之间的旋转偏差角度,在理想情况下,图案应该完全平行对齐,即偏斜角为0。

但在真实的世界中,由于机械误差、热胀冷缩、晶圆放置精度等问题,总会存在微小的旋转偏差,18A-P将偏斜角收紧30%,意味着英特尔把允许的旋转偏差范围缩小了30%,相当于从允许偏差±X度变成只允许偏差±0.7X度。

晶体管对几何尺寸是极其敏感的,尤其是RibbonFET GAA纳米片结构,更大的偏斜角会导致晶体管沟道长度不一致,旋转偏差使某些区域的晶体管被拉长或被压短;接触孔位置偏移,连接晶体管与金属层的接触孔对不准,电阻忽大忽小;相邻晶体管间距变化,影响电容和信号串扰。



18A-P将偏斜角收紧30%意味着晶圆中心与边缘的图案一致性更好,晶体管几何参数在全晶圆范围内更均匀,生产出更多具备典型性能的产品,从而也能直观的提升高端SKU的产出比例和利润。



这里我们仍然需要强调RibbonFET + PowerVia带来的重要性,这是18A-P优化建立在18A上的重要基石。通过RibbonFET GAA全环绕栅极,取代传统FinFET,栅极从四面包裹沟道,实现更精确的电流控制、更低漏电和更强电压-频率扩展能力。硅片验证显示,在约0.5V低电压下,GAA + BSPD的CPU核心频率较FinFET提升约30%。

PowerVia背面供电则是将供电网络移至晶圆背面,正面完全留给信号布线。与正面供电方案相比,布线面积减少11%,动态电压降(Dynamic Voltage Droop)缩小10倍,可换取6%频率提升或大于15%动态功耗降低。



18A-P的进阶进行时

18A-P的风险试产意味着它将在未来几个季度内进入大规模量产,包括Panther Lake refresh有望迁移至Intel 18A-P,数据中心的Diamond Rapids 已确认导入18A-P,核心数提升50%,支持PCIe Gen 6,并实现双倍内存带宽。

另外微软下一代AI加速器Maia 2据传将采用18A-P工艺;亚马逊AWS等云厂商也在评估Intel Foundry的先进产能。



在VLSI 2026 上,Intel Foundry还展示了超越18A平台的长期研发方向,为18A-P之后的演进提供技术储备,包括CFET(互补场效应晶体管),展示单片式CFET反相器,NMOS与PMOS垂直堆叠,栅极间距缩至45nm。理论上可将晶体管占用面积减半,为GAA之后的逻辑微缩开辟新路径。减成法钌互连(Subtractive Ruthenium, sRu)集成空气间隙,电容较铜互连降低约35%,为互连持续微缩提供可行方案。以及GaN + Si单片集成,在 300mm晶圆上将氮化镓功率器件与硅基逻辑集成,其中含约1000门数字控制模块,实现高效电源管理与大功率器件的单工艺协同。



Intel 18A-P不是一次激进的物理微缩,而是一次工艺优化。它保留了Intel 18A的50nm栅极间距和两种单元高度,通过Power Boost晶体管、更严格的工艺控制、增强的散热与互连、以及更丰富的Vt选项,在相同功耗下榨出9%性能,或在相同性能下削减18%功耗。

对于Intel Foundry而言,18A-P的风险试产标志着18A平台走向大规模就绪,客户不需要重新设计而快速完成迁移,并顺理成章获得接近一代半的工艺红利,这是让人兴奋的。

特别是随着Diamond Rapids等 2027 年产品的临近,18A-P也将成为英特尔在先进制程代工市场核心竞争力,让英特尔找到更多市场机会,无疑对投资者、英特尔本身,以及消费者而言,都是值得期待了。



声明:个人原创,仅供参考

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
他达拉非被点名了!发现:前列腺增生吃他达拉非,不用多久或有5变化

他达拉非被点名了!发现:前列腺增生吃他达拉非,不用多久或有5变化

医学科普汇
2026-10-24 21:05:09
中纪委明确划红线!要求各地哪怕脱层皮,也要一抓到底!

中纪委明确划红线!要求各地哪怕脱层皮,也要一抓到底!

细说职场
2026-10-24 12:45:03
送走儿子7月, 董洁高调官宣喜讯,小腹凸起状态回春 让内娱刮目相

送走儿子7月, 董洁高调官宣喜讯,小腹凸起状态回春 让内娱刮目相

探源历史
2026-10-23 17:47:15
醍醐灌顶!孙悟空很多妖怪都打不过,为何神仙们却忌惮他呢?

醍醐灌顶!孙悟空很多妖怪都打不过,为何神仙们却忌惮他呢?

另子维爱读史
2026-10-24 20:20:41
真是没想到!22岁陈熠连输两分仅24小时,令人恶心的事情接连发生!王励勤无辜被牵连,吃相太难看!

真是没想到!22岁陈熠连输两分仅24小时,令人恶心的事情接连发生!王励勤无辜被牵连,吃相太难看!

篮球热嗖
2026-10-24 10:06:47
龚翔宇不妙!退出日本联赛?俱乐部官宣,龚翔宇回应,原因让人心疼

龚翔宇不妙!退出日本联赛?俱乐部官宣,龚翔宇回应,原因让人心疼

喜欢体育的猫
2026-10-24 14:50:56
最大黑马诞生!国乒19岁小将淘汰向鹏、闯入男单4强,世排或进前50

最大黑马诞生!国乒19岁小将淘汰向鹏、闯入男单4强,世排或进前50

十点街球体育
2026-10-24 23:23:58
新赛季开局惨遭4连败!媒体人:宁波男篮签下前山东外援鲍威尔

新赛季开局惨遭4连败!媒体人:宁波男篮签下前山东外援鲍威尔

狼叔评论
2026-10-25 00:44:04
5年2.08亿一点不贵,火箭破尘封9年纪录!乌度卡成就阿门封神一刻

5年2.08亿一点不贵,火箭破尘封9年纪录!乌度卡成就阿门封神一刻

锅子篮球
2026-10-24 13:48:45
为什么总在凌晨两三点醒?老中医:是身体在提醒你这3个信号!

为什么总在凌晨两三点醒?老中医:是身体在提醒你这3个信号!

古怪奇谈录
2026-05-19 15:24:20
18分到3分,成都蓉城进退两难,夺冠是笑话,不夺冠是更大的笑话

18分到3分,成都蓉城进退两难,夺冠是笑话,不夺冠是更大的笑话

我就是一个说球的
2026-10-24 20:40:19
为什么美国封锁中国生物技术却遭自己企业打脸

为什么美国封锁中国生物技术却遭自己企业打脸

小眼睛小世界
2026-10-25 04:21:31
研究发现:男性若有这4个爱好,往往寿命更长,占1个也不错

研究发现:男性若有这4个爱好,往往寿命更长,占1个也不错

白宸侃片
2026-10-15 02:17:38
高志凯提出了一个反向设问:俄罗斯既然觉得经蒙古向中国输气是一条好路,也可以让俄气先进入中国,再借中国管网送往印度,印度愿意吗?

高志凯提出了一个反向设问:俄罗斯既然觉得经蒙古向中国输气是一条好路,也可以让俄气先进入中国,再借中国管网送往印度,印度愿意吗?

扶苏聊历史
2026-09-22 16:45:33
为什么说KJ-3000现身是量产信号而非原型测试

为什么说KJ-3000现身是量产信号而非原型测试

小眼睛小世界
2026-10-25 04:26:09
世卫组织呼吁:停止使用电热水壶,否则会诱发癌症?告诉你真相!

世卫组织呼吁:停止使用电热水壶,否则会诱发癌症?告诉你真相!

芹姐说生活
2026-09-07 22:31:08
倒反天罡2-0!两大中卫雨战联手破门 13.8亿豪门8轮7胜追平榜首

倒反天罡2-0!两大中卫雨战联手破门 13.8亿豪门8轮7胜追平榜首

狍子歪解体坛
2026-10-24 23:56:48
哈啰顺风车“涉黄”上热搜:订单留言区,比暗网还直白!

哈啰顺风车“涉黄”上热搜:订单留言区,比暗网还直白!

城事堂
2026-10-24 09:08:09
俄乌达成在奥列什基的停火协议!竟然是特朗普夫人梅拉尼娅促成的

俄乌达成在奥列什基的停火协议!竟然是特朗普夫人梅拉尼娅促成的

王朝风云
2026-10-23 23:57:24
利用核聚变技术,美初创公司Marathon Fusion宣称实现“水银变黄金”

利用核聚变技术,美初创公司Marathon Fusion宣称实现“水银变黄金”

IT之家
2026-10-24 09:38:08
2026-10-25 05:56:49
爱极物 incentive-icons
爱极物
关注数码新科技~!
429文章数 46关注度
往期回顾 全部

数码要闻

2.56万元!铁三角发布木制封闭式耳机:用300年树龄的桧木纯手工打造

头条要闻

近50万买小鹏X9被指撞"报废"气囊未弹出 小鹏汽车回应

头条要闻

近50万买小鹏X9被指撞"报废"气囊未弹出 小鹏汽车回应

体育要闻

从乐透秀到总冠军再到没工作 一共要几年?

娱乐要闻

翁虹19岁女儿三次拒爱,在美国上学却“不随便”

财经要闻

叫"保障"不叫"保险":租车平台的文字游戏

科技要闻

写程序、做3D,新Kimi还有多少本事?

汽车要闻

大众安徽与众09正式上市 双十一权益价16.99万起

态度原创

房产
游戏
本地
家居
公开课

房产要闻

百亩大盘又 +1!攒量超 200 万㎡!江东,要燃起来了!

这么多年过去了,我还是没能离开夜之城

本地新闻

这么近,那么美,周末赴贺州丨大湾区后花园

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版