英特尔性能增强型 18A-P 工艺进入风险量产阶段 —— 无缝升级的 18A 承诺在同等功耗下提升 9% 的性能，并将热阻降低 40%

在今年早些时候发表了一篇论文之后，英特尔在 2026 年 VLSI 研讨会上公布了其优化后的 18A-P 工艺 的更多细节。这一以性能为导向的增强型节点是对 18A 的升级，英特尔正将其应用于 Panther Lake 和 Xeon 6+ 等产品中。它承诺在同等功耗下性能提升 9%，或者在同等性能水平下功耗降低 18%。除了更详尽的技术细节外，英特尔还透露 18A-P 已经进入了风险量产（Risk Production）阶段。

如果您对这个词不太熟悉，它是半导体制造中紧邻高产量大规模量产（Mass Production）的上一个阶段。这是一个低产量的制造阶段，英特尔将在标准的生产线上制造整块 18A-P 晶圆，只是规模有限，其目的是在全面投产前收集有关缺陷率、性能和变异性的数据。在先进逻辑芯片上，风险量产通常会领先大规模量产 12 到 24 个月，不过鉴于我们这次面对的并不是一个全新的节点，预计其时间线会更加紧凑。

18A-P 是 18A 的修正版，尽管它采用了新的晶体管设计（稍后会详细介绍），但它们沿用了相同的单元库，单元高度分别为 180mm（高性能）和 160mm（高密度）。新工艺与 18A 设计向后兼容，这意味着设计人员无需做出任何更改即可直接迁移到 18A-P。一些新的晶体管选项可能会促使设计做出调整，但这并不是硬性要求；任何基于 18A 构建的设计都可以在 18A-P 上构建，从而获得较小的性能提升，且无需变动设计。

在性能方面，英特尔是通过在标准的 Arm 核心子模块上进行测试来获得这些数据的。他们指出，在 0.75 伏特 的电压下，频率可以提升 9% 或功耗可以降低 18%。您在下方图集中看到的图表是英特尔原始研究中一张图表的精美美化版；换句话说，它不仅仅是没有任何关联的随机线条。可以看到，即使电压脱离了 0.75V 这一基准，18A-P 依然能够保持频率和功耗上的优势。

通过 18A-P，英特尔在其技术库中增加了三种晶体管设计：

• W1 设计： 现已可用于 180mm 单元高度的库（此前仅用于 160mm 库）。
• W1.5 设计： 可用于 160mm 库。
• 增强型 W3P 设计： 同时适用于上述两种单元高度的库。

W1 和 W1.5 均为针对低功耗使用进行优化的窄型设计，有助于填补英特尔库中功耗优化设计的空白；而 W3P 则是一种带有英特尔所谓“性能飙升（Power Boost）”技术的全新双接触晶体管。正如您在下方图集中所见，原有的 W2 和 W3 设计在采用 18A-P 后，其环形振荡器频率（电信号通过环形反相器传输的速度）也同样获得了提升。

在这些设计中，W3P 因其“性能飙升”技术而最引人注目。18A 已经采用了利用 PowerVia 实现的背面供电技术，该技术通过晶圆背面进行电力布线，从而为正面信号线留出更多空间并降低热阻。而 W3P 设计在正面和背面都设有接触点，从而降低了寄生电阻，并实现了更高的驱动电流以加速开关切换。

虽然标准的 W2 和 W3 晶体管在从 18A 迁移到 18A-P 时也会受益，但这种提升较小。最大的频率提升来自于 W3P，而 W1 则将 18A-P 推向了更低的电容水平，以适用于能源优化型设计。

此外，英特尔还为其产品线引入了全新的 VT（阈值电压）对。通常情况下，我们能看到四种不同类型的 VT 对：HVT（高）、SVT（标准）、LVT（低）和 ULVT（超低）。阈值电压越低，晶体管激活所需的电能就越少，因此其漏电量就越大。也就是说，ULVT 晶体管的性能最强，但漏电也最严重；而 HVT 晶体管的性能最低，但漏电最少。芯片设计人员需要根据具体的应用场景来平衡这些不同类型的阈值电压。

新增加的 VT 对引入了另一个选择：ULVTLL（即超低电压阈值低漏电）。它介于 ULVT 和 LVT 之间，提供了比 LVT 更好的性能，但其漏电量却低于 ULVT。与新的晶体管设计一样，它在为 18A-P 设计芯片时为设计人员提供了更高的灵活性。

除了扩展 18A-P 的能力外，英特尔表示，该修正版还带来了 20% 到 40% 的热阻改善，以及在“性能关键层”上 10% 到 30% 的通孔（via）电阻改善。热阻的降低得益于利用先进的 EDA（电子设计自动化）工具将晶圆磨得更薄，从而获得了更好的导热性能。

目前，英特尔 18A 正在美国的两家晶圆厂内进行产能爬坡。尽管该公司此前因 18A 良品率不佳而承受了一些舆论压力，但英特尔表示，缺陷率正在持续下降，并符合其预期。18A 目前已应用于 Panther Lake 和 Xeon 6+，且据报道，英特尔也正在与苹果（Apple）和英伟达（Nvidia）洽谈基于 18A 工艺的代工合作。

---