El desmontaje del Panther Lake revela el Intel 18A al detalle: TSMC sigue liderando en densidad

SemiAnalysis ha analizado en profundidad el procesador Core Ultra 7 365 (Panther Lake) de Intel, ofreciendo una primera visión independiente del interior de los chips y de la tecnología de fabricación de chips más avanzada de Intel hasta la fecha. El análisis se centra en el proceso 18A de Intel, incluido su nuevo diseño de transistores y el sistema de suministro de energía por la parte posterior —dos tecnologías que la empresa considera fundamentales para su resurgimiento en el ámbito de la fabricación—.

La conclusión principal es que Intel ha logrado integrar con éxito ambas tecnologías en un chip destinado al consumidor final. Sin embargo, el análisis también sugiere que el proceso 18A se sitúa, aproximadamente, a la par con el N3E de TSMC en cuanto a densidad lógica. No obstante, los nombres «18A» y «N3E» no deben interpretarse como dimensiones físicas literales de 1,8 y 3 nm, respectivamente: se trata de denominaciones de nodo, más que de medidas directamente comparables.

Panther Lake es el primer procesador de consumo de Intel que utiliza transistores RibbonFET, la versión de la empresa de la tecnología «gate-all-around» (GAA). En lugar de hacer pasar la corriente a través de las estrechas «aletas» verticales utilizadas en los antiguos diseños FinFET, RibbonFET utiliza cuatro láminas de silicio horizontales apiladas. La puerta del transistor rodea cada lámina, lo que proporciona a Intel un control más preciso sobre la corriente eléctrica que fluye a través del transistor y contribuye a reducir las fugas.

El otro cambio importante es PowerVia, la implementación por parte de Intel de un sistema de suministro de energía por la parte posterior. En un procesador convencional, las señales de alimentación y de datos circulan a través de las capas de cableado metálico situadas sobre los transistores. PowerVia traslada gran parte de la red de alimentación al otro lado del chip, por debajo de la capa de transistores. Esto libera el cableado de la cara frontal para las señales y permite rutas de alimentación más cortas y anchas, lo que podría reducir la resistencia eléctrica y mejorar la estabilidad de tensión en los bloques más exigentes del chip.

Uno de los hallazgos más interesantes del desmontaje se refiere a la densidad de transistores, lo que nos ofrece una visión más moderada de la posición competitiva del 18A. SemiAnalysis midió la lógica de cálculo 18A de Panther Lake y descubrió que tiene aproximadamente la misma densidad que la lógica de la GPU fabricada con el proceso N3E de TSMC. Este es un resultado significativo para Intel, que en los últimos años se ha quedado rezagada con respecto a los principales fabricantes de chips por contrato en lo que respecta a los procesos de fabricación avanzados. Sin embargo, SemiAnalysis afirma que el 18A no supera en densidad máxima a los nodos más recientes de TSMC, el N3P y el N2, ni al SF2 de Samsung.

Esto es relevante porque la densidad de transistores sigue siendo uno de los indicadores más claros del coste potencial y las ventajas de escalabilidad de un nodo de fabricación. Es posible que el enfoque de Intel siga aportando ventajas en cuanto a suministro de potencia, flexibilidad de enrutamiento y rendimiento, pero ello no se traduce automáticamente en el área lógica más pequeña posible.

El análisis también muestra cómo Intel está utilizando «chiplets» y técnicas avanzadas de encapsulado para combinar diferentes tecnologías de proceso en un mismo producto. El procesador combina módulos independientes de computación, GPU y E/S sobre una base de silicio pasiva mediante el encapsulado Foveros-S. El módulo de computación se fabrica con el proceso Intel 18A, mientras que la GPU se presenta en dos versiones: un módulo Xe3 de cuatro núcleos fabricado con el proceso Intel 3 y una versión más grande de 12 núcleos fabricada por TSMC utilizando el proceso N3E. Los módulos de E/S también los fabrica TSMC, utilizando su proceso N6 anterior.

SemiAnalysis también detectó cambios notables en el interior del módulo de cálculo. El desmontaje indica que la arquitectura de la CPU de Panther Lake es una evolución más que un rediseño completo. Su núcleo de rendimiento Cougar Cove mantiene un área similar a la del núcleo Lion Cove utilizado en la generación anterior, Lunar Lake, a pesar de que la capacidad de la caché L2 aumenta de 2,5 MB a 3 MB por núcleo. SemiAnalysis estima que Cougar Cove alberga un 20 % más de caché L2 en un área de núcleo de tamaño similar. Por su parte, el clúster de núcleos E Darkmont LP de cuatro núcleos es aproximadamente un 5 % más pequeño que su predecesor.

El análisis también apunta a un rediseño del acelerador de IA de Intel centrado en la eficiencia. Se afirma que la NPU 5 de Panther Lake ocupa un 36,9 % menos de superficie que la NPU 4 de Lunar Lake, al tiempo que mantiene el mismo recuento total de operaciones aritméticas en INT8. Intel ha consolidado el procesamiento en un número menor de motores de cálculo neuronal de mayor tamaño y ha reducido el número de memorias scratchpad y DSP SHAVE de 12 a seis. La NPU 5 también incorpora compatibilidad nativa con FP8, un formato de datos de menor precisión cada vez más utilizado para la inferencia de IA.

La GPU ofrece otra comparación interesante. Un núcleo Xe3 del módulo GT1 basado en Intel 3 es aproximadamente un 55 % más grande que uno del módulo GT2 de 12 núcleos basado en N3E. En pocas palabras, el propio proceso de Intel puede fabricar la GPU, pero el N3E de TSMC permite a Intel integrar una cantidad sustancialmente mayor de hardware gráfico en la misma superficie de silicio.

El informe de SemiAnalysis no presenta Panther Lake como prueba de que Intel ya haya recuperado una ventaja decisiva en materia de procesos. En cambio, muestra a una empresa que ha logrado algo técnicamente importante: ha incorporado nuevos métodos de transistores y suministro de energía a un chip comercial para PC. Sin embargo, el proceso 18A aún tiene que demostrar que puede proporcionar a Intel una ventaja duradera sobre TSMC en cuanto a rendimiento, eficiencia y costes de fabricación.