简评Intel 18A-P工艺：这才是真正的“18A”

你或许以为Intel 18A-P只是18A工艺的一个小修补，但最新的数据揭示，它更像是工艺路线图上的一次实质性跃迁，其提升幅度之大远超预期。

Intel 即将正式发布18A的第二代工艺，结合目前已有的一小部分数据正好可以首先稍微窥探一下18A-P的表现。简单来说，18A-P的提升可以分为两块，一块是工艺本身的性能，另一块则是工艺的可用性。而结合这两点来看，Intel的18A-P虽然是名义上18A的小幅改进，但现在的18A-P和18A的关系更像是过去Intel规划的20A和18A的关系，提升一点不小。在阅读之前，可以先看看：

Intel 18A-P的最新性能提升数据是，相较18A在密度不变的情况下，同功耗提升9%的性能，或者同性能降低18%的功耗，这是一个非常平稳且有利的升级。

这个数据如果放在台积电那边来看，那么和N2P到A16的提升相当（当然18A-P没有密度提升），远大于其他台积电的二代、三代工艺提升。

有意思的其实是18A-P在这次的公开披露中，性能提升略大于之前初版PPT的8%。 想来其中一个原因可能是目前量产的18A性能可能并没有预期那么好，稍微调低了一些18A的表现。 不过仅为个人猜测，看看就好。

不过18A-P真正有意思的地方，其实并不在这个简单的性能提升里，而是隐藏在下面这张表里。这个表仔细对比了18A和18A-P的特性，可以看到Intel其实的确也只给了性能提升很小的一部分，剩下的那些才是重点。

首先，Intel 18A-P在晶体管部分，给高性能库（180H）和高密度库（160H）都提供了2种额外的晶体管设计。分别增强了在高密度和高性能上的表现，能够更好应对不同的场景。 具体来看，18A的高性能库只有Z2和Z3两种设计（数字越大越高性能)，而这次补齐了Z1高密度和进一步强化的Z3P；而18A-P的高密度库没有给更高密度的选项，而是增加了Z1.5这个介于Z1和Z2的库，以及Z3P，都很好强化了设计灵活性。Intel目前量产的18A芯片 Panther Lake 全都是180H的高性能库，只有最初的2种晶体管设计。

其次，和提供不同晶体管设计平衡性能-密度-功耗类似的，18A-P还提供了更多的晶体管阈值电压设计（VTs）。一般而言，晶体管可以设置不同的导通电压。如果一个晶体管的导通电压比较低，那么就很容易实高速度，但是对应的漏电也大，如果导通电压高，则正好相反。 所以VT的选择没有两全其美，提供更多的档位也是设计中平衡各方面表现。

大体结合上面两者可以看出来，Intel 18A-P在高性能库下，能够实现显著更低的动态功耗（W1，大概率就是Z1+HVT之类的设计）， 而18A本身有的W2、W3（对应Z2、Z3和对应的典型VT设计），则更多的是提升了同样功耗（归一化电容反映驱动能力和动态功耗）的情况下的频率提升。 而全新的W3P则比较有意思，似乎对比W3并没有明显提升功耗，但是提升了不少性能，很有意思。 大概也因为没有提升功耗，所以没有得名W4。 这里的W3P看着相当完美，但Intel 并没有取消W3，所以盲猜有其他在这个表上的牺牲（比如尺寸？）

最后一部分也很重要。 第 0～2 层金属（通常是 M0/M1/M2，局部互连）电阻降低，以及在 M2–M4 层引入“jog”（蛇形走线优化），是微观尺度上降低功耗、提升互联的技术。 最后则是很重要的导热能力大幅提升50%。

综合来看18A-P的主要提升除了V-F曲线以外，更多的则是提升良率、特别是高频下的良率。 18A的中低频率非常不错，但我们也能看到Panther Lake的高频表现非常差，只有区区5.1G。 Panther Lake这个频率受多方面因素影响，良率、导热、库设计不成熟等等。 而现在也可以看到，18A-P对此做了非常多的改进。因此大胆预测，18A-P除了9%的V-F曲线提升以外，将会大幅加强极限频率下的表现。

回到开头，为什么说18A-P才是过去的18A？ 因为现在的18A有着很明显的内部工艺属性，设计规则不够全面（PPT上就很少，实际更是没有HD160的设计）、代工兼容性不好，而18A-P才是真正成熟的18A工艺。