Intel Core i3-530/540 und i5-661 im Test: Das erste Mal mit Grafik

32-nm-Fertigung

Die zweite große Neuheit der „Westmere“-Generation ist der zugrunde liegende Fertigungsprozess. Als erster Halbleiter-Hersteller überhaupt setzt Intel bei der Fertigung ihrer Prozessoren auf nur noch 32 Nanometer breite Strukturen. Der intern unter der Bezeichnung P1268 laufende Fertigungsprozess ist bereits die zweite Generation der Intel High-k-Metal-Gate Technologie, welche mit der parallel fortgeführten 45-Nanometer-Generation (P1266) erstmals zum Einsatz kam. Für die System-on-Chip (SoC) Produktion steht zudem ein weiterer 32-nm-Prozess unter der Bezeichnung P1269 in den Startlöchern, der weniger auf eine hohe Taktrate, sondern vielmehr auf eine geringere Leakage ausgelegt ist, um einen noch geringeren Stromverbrauch bei niedrigeren Taktraten erzielen zu können. Übrigens: das P12 steht immer für die verwendete Wafergröße in Zoll, die Ziffer danach ist die fortlaufende Prozessnummer.

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Als Lithografie kommt weiterhin Licht mit einer Wellenlänge von 193 nm zum Einsatz. In kritischen Bereichen setzt Intel jedoch erstmals auf die Immersions-Technologie, wo zwischen Wafer und Lichtquelle zur Verbesserung der Lichtberechnung eine dünne Flüssigkeitsschicht aufgetragen wird. Der Transistor Gate Pitch liegt mit 112,5 nm laut Intels Angaben im Vergleich mit 32-Fertigungen unter den Werten anderer Halbleiter-Hersteller. Zur Reduzierung der Abstände hat Intel außerdem die Konzentration von Germanium als Zusatz deutlich erhöht. Die Steigerung der Transistorleistung ist die größte seit dem Wechsel von 130 auf 90 Nanometer. Mit den Schritten von 90 auf 65 sowie von 65 auf 45 Nanometer hatte Intel jeweils nur eine deutlich geringere Steigerung erzielt. Während eine SRAM-Zelle im 45-nm-Prozess noch eine Fläche von 0,346 µm² einnahm, ist sie im neuen 32-nm-Gewand mit 0,171 µm² nur noch etwa halb so groß. Intel erreicht somit eine Dichte von 4,2 Megabit pro Quadratmillimeter. Derzeit stehen Intel für die 32-Nanometer-Fertigung mit den Fabriken D1C und D1D in Oregon lediglich zwei Standorte zur Verfügung – die Fab 11X in New Mexico und Fab 32 in Arizone sollen im Laufe dieses Jahres folgen. Das Investitionsvolumen beträgt dabei rund sieben Mrd. US-Dollar.

Der erste Ableger in Form des „Clarkdale“-Kerns misst mit 383 Millionen Transistoren nur 81 mm², wobei hier nur der CPU-Teil gemeint ist. Die GPU nimmt mit ihrerseits 177 Millionen Transistoren in 45-nm-Fertigung mit 114 mm² trotz der nicht einmal halb so großen Anzahl an Transistoren rund 40 Prozent mehr Fläche auf dem Wafer in Anspruch.

Intern laufen bereits die Vorbereitungen für die 22-nm-Fertigungstechnologie, welche ursprünglich für Ende 2011 vorgesehen war, aufgrund der leichten Verzögerung jedoch vermutlich nicht vor Anfang 2012 zu erwarten ist. Erste funktionstüchtige 22-nm-Chips hatte Intel bereits im September letzten Jahres im Rahmen des IDF in San Francisco der Öffentlichkeit präsentiert.