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26 DESIGN&ELEKTRONIK 11 2020 www designelektronik de Halbleiter Prozessoren Corei die Elfte Erste Produkte mit den »Tiger Lake«-Prozessoren sind auf dem Markt Die elfte Generation der Core-Porzessoren bringt Verbesserungen in der Mikroarchitektur der Grafik und am wichtigsten dem Herstellungsprozess Unter dem bisherigen Codenamen »Tiger Lake« hat Intel erste Prozessoren auf dem Markt gebracht die nicht nur in Notebooks sondern auch leistungsstarken EmbeddedComputern zum Einsatz kommen Auch wenn diese im Gegensatz zu Notebooks meistens nicht batteriebetrieben sind werden Prozessoren mit einem niedrigen Energiebudget bevorzugt da die Platzverhältnisse meist beschränkt sind und die Designs umso teurer und aufwendiger werden je mehr Wärme abgeführt werden muss Die elfte Core-Generation alias »Tiger Lake« bringt eine ganze Reihe von Verbesserungen mit neue CPU-Kerne KI-Beschleunigung die neuen integrierten »Xe«-Grafikeinheiten mit denen Intel wieder wettbewerbsfähig zur integrierten Grafik von AMD werden möchte und als wichtigstes Merkmal den neuen »SuperFin«-Herstellungsprozess Während TSMC bereits Chips in 7 nm fertigt und für nächstes Jahr bereits volle Auftragsbücher für den 5-nm-Prozess hat verweilt Intel noch immer auf der 10-nmGeometrie hat diese aber mit »Tiger Lake« auf eine solide Basis gestellt Die Verbesserungen sollen so weitreichend sein dass Intel behauptet die Fortschritte seien so groß wie bei einer Verkleinerung der Geometrie Das täuscht nicht darüber hinweg dass Intel in diesem Bereich Schwierigkeiten hat ■ Großer Schritt im Fertigungsprozess Das Problem mit der 10-nm-Fertigung bei Intel war dass die Transistoren der 14-nmGeneration schneller waren 10-nm-Prozessoren wurden bereits mit der zehnten Core-Generation eingeführt waren aber langsamer als die 14-nm-Prozessoren Nur durch Fortschritte bei Grafik und Peripherie konnten die 10-nm-Prozessoren punkten Wer also die reine Rechenleistung brauchte war mit der günstigeren Vorgängergeneration besser bedient Das ändert sich nun Intel hat den Aufbau der FinFET-Transistoren verbessert z Bdurch eine optimierte Kristallstruktur zwischen Source und Drain sodass der elektrische Widerstand sinkt und mehr Strom durch den Kanal fließen kann Bild 1 Auch der Gate-Prozess wurde verbessert sodass sich die Ladungsträger schneller bewegen können Insgesamt steigt damit die Leistungsfähigkeit der Transistoren Für besonders leistungshungrige Anwendungen gibt es eine »Gate-Pitch«-Option bei der ein höherer Ansteuerstrom durch das Gate geschickt werden kann Dadurch schaltet der Transistor schneller und somit steigt die Taktfrequenz In einem Chip befinden sich aber nicht nur Transistoren sondern auch Kondensatoren Hier führt Intel den Super-MIM-Kondensator Metal-Insulator-Metal Bild 2 mit einem neuen Dielektrikum ein Den Herstellungsprozess nennt Intel »SuperFin« Auf gleicher Fläche haben die Kondensatoren eine fünffach höhere Kapazität wodurch sich die Versorgungsspannung weiter absenken lässt und damit der Wirkungsgrad steigt Auch bei den Durchkontaktierungen Vias im Chip wird ein neues Material verwendet das den elektrischen Widerstand um 30 Prozent und dadurch die Leistungsaufnahme reduziert Bild 3 alle Bilder Intel