O ambicioso nó 18A da Intel enfrenta dois grandes obstáculos à medida que se aproxima da produção em massa: as taxas de rendimento ficam abaixo de 10% e a densidade de SRAM está em desvantagem em comparação com o processo N2 concorrente da TSMC. Esses desafios podem dificultar a implantação do nó no portfólio de CPUs, inteligência artificial e chips personalizados da próxima geração da Intel.
Relatórios recentes indicam que a Intel está enfrentando enormes desafios de rendimento no nó 18A, o que pode atrasar o tempo de produção em massa. De acordo com Chosun Ilbo da Coreia do Sul, a taxa de rendimento atual é inferior a 10%, o que significa que quase 9 em cada 10 chips produzidos estão com defeito.
Este é um problema significativo, especialmente porque a Intel cancelou o nó de processo de 20A (2nm) para clientes de fundição e transferiu recursos para o nó de 18A (1,8nm). Se rendimentos abaixo de 10% forem precisos, fica claro que o nó não será adequado para produção comercial, pelo menos até que melhorias significativas sejam feitas.
Acondicionar transistores em layouts cada vez mais densos nesses nós de ponta é um enorme obstáculo de engenharia que afeta toda a indústria de semicondutores. A taxa de rendimento de fundição da Samsung para processos abaixo de 3 nanômetros está atualmente abaixo de 50%, e a taxa de rendimento de sua tecnologia Gate-All-Around (GAA) é considerada tão baixa quanto 10% a 20%.
No entanto, há motivos para estar otimista em relação ao nó 18A da Intel, já que a empresa ainda tem vários meses para aperfeiçoar o processo antes que a produção em massa seja esperada em 2025. O nó 18A alimentará produtos de alto perfil, como chips de servidor Intel, CPUs móveis e chips de inteligência artificial personalizados, e os retornos potenciais são enormes.
Se a Intel conseguir aumentar rapidamente a taxa de rendimento de 18A para um nível respeitável (mais de 60%) nos próximos meses, o nó ainda poderá impulsionar o desenvolvimento dos produtos de próxima geração da empresa.
Ainda assim, os problemas de rendimento não são o único desafio que a Intel enfrenta com o 18A. A TSMC também ganhou uma vantagem em outra área importante: densidade SRAM.
De acordo com o plano de promoção ISSCC2025, o nó N2 (nível 2nm) da TSMC reduz a célula bit SRAM de alta densidade para aproximadamente 0,0175μm², com uma densidade atingindo 38Mb/mm². Em comparação, o nó 18A da Intel atingiu 0,021μm² e 31,8Mb/mm², o que está mais próximo dos nós N3E e N5 da geração anterior da TSMC, o que é uma diferença clara.
Como os designs de chips exigem mais SRAM, aumentar a densidade dessas minúsculas células de memória é fundamental para manter designs compactos e eficientes. É aqui que os transistores all-gate (GAA) entram em ação.
Comparados com os tradicionais transistores de efeito de campo fin (finFETs), os transistores GAA alcançam uma escala mais estreita controlando os canais em todos os lados. Esse controle rígido reduz vazamentos em tamanhos pequenos, permitindo SRAMs de maior densidade. Tanto a Intel quanto a TSMC estão usando GAA para reduzir seus bits SRAM, mas a TSMC os empacotou de forma mais densa com seu nó N2.