Intel 2025年制程路線圖：4nm、3nm、20A和18A？！

在英特爾Accelerated 活動(dòng)中，英特爾表示正在考慮到 2025 年的目標(biāo)。首席執(zhí)行官 Pat Gelsinger 在今年早些時(shí)候表示，英特爾將在 2025 年重返產(chǎn)品領(lǐng)導(dǎo)地位，但一直沒有解釋如何實(shí)現(xiàn)。直到今天，英特爾披露了其到 2025 年的未來五代工藝節(jié)點(diǎn)技術(shù)的路線圖。英特爾相信它可以采取積極的戰(zhàn)略來匹配并超越其代工競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，同時(shí)開發(fā)新的封裝服務(wù)為外部客戶開展代工業(yè)務(wù)。最重要的是，英特爾重命名了其工藝節(jié)點(diǎn)。

 

以下是英特爾今天的披露的路線圖。

 

 

技術(shù)用于生產(chǎn)和進(jìn)入零售之間是有區(qū)別的；英特爾將某些技術(shù)稱為“準(zhǔn)備就緒”，而其他技術(shù)則稱為“加速”，因此這個(gè)時(shí)間表只是提到的那些日期。正如您想象的那樣，每個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)都可能存在數(shù)年，此圖只是展示了英特爾在給定時(shí)間的領(lǐng)先技術(shù)。

 

英特爾定義了一個(gè)強(qiáng)大的未來：臺(tái)積電是否面臨風(fēng)險(xiǎn)？

今年早些時(shí)候，首席執(zhí)行官 Pat Gelsinger 宣布了英特爾的新 IDM 2.0 戰(zhàn)略，包括三個(gè)要素：

1.建立 (7nm)

2.擴(kuò)張（臺(tái)積電）

3. 產(chǎn)業(yè)化（英特爾代工服務(wù)）

 

這里的目標(biāo)是繼續(xù)致力于英特爾的工藝節(jié)點(diǎn)技術(shù)開發(fā)，超越目前生產(chǎn)中的當(dāng)前 10nm 設(shè)計(jì)，但同時(shí)使用合作伙伴（或競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手）的其他代工服務(wù)來重新獲得/保持英特爾在其處理器中的地位的公司收入。第三個(gè)要素是 IFS，即英特爾的代工服務(wù)，英特爾正在大力承諾向外部半導(dǎo)體業(yè)務(wù)開放其制造設(shè)施。

 

支撐建立和產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)的是英特爾如何執(zhí)行自己的工藝節(jié)點(diǎn)開發(fā)。雖然在英特爾最近的 2021 年第三季度財(cái)報(bào)電話會(huì)議中，首席執(zhí)行官 Gelsinger 證實(shí)，英特爾現(xiàn)在每天生產(chǎn)的 10nm 晶圓比 14nm晶圓多，這標(biāo)志著兩種設(shè)計(jì)之間的信心發(fā)生轉(zhuǎn)變，但英特爾難以從 14nm 工藝過渡到其 10nm 工藝已不是什么秘密。今年 6 月 29 日，英特爾還表示，其下一代 10nm 產(chǎn)品需要額外的驗(yàn)證時(shí)間，以簡化 2022 年在企業(yè)系統(tǒng)上的部署。值得注意的是臺(tái)積電憑借與英特爾相當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)(7nm)和超越英特爾性能的尖端設(shè)計(jì)(5nm)，在出貨能力上超過了英特爾。

 

 

與之前在 3 月份發(fā)布的公告一樣，英特爾重申打算在2025 年重返半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)先地位的決心。這將使該公司在構(gòu)建自己的產(chǎn)品時(shí)能夠更好地在第一個(gè)目標(biāo)上的競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)在第三點(diǎn)上也提供更廣泛的性能組合及其未來 IFS 客戶的技術(shù) 。為此，英特爾正在重新調(diào)整其未來工藝節(jié)點(diǎn)技術(shù)的路線圖，以更加積極地進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)其技術(shù)更加模塊化，以實(shí)現(xiàn)更快的過渡。

 

領(lǐng)導(dǎo)這一計(jì)劃的是AnnB Kelleher博士，她去年被任命為英特爾技術(shù)開發(fā)部門的高級(jí)副總裁和總經(jīng)理。該部門是英特爾未來過程節(jié)點(diǎn)技術(shù)和增強(qiáng)所有研究和開發(fā)的地方。該部門曾是英特爾系統(tǒng)架構(gòu)組的一部分，但在2020年7月，該部門被拆分，重新專注于技術(shù)開發(fā)。Kelleher博士的背景包括在學(xué)術(shù)界的過程研究，隨后在英特爾擔(dān)任了26年的過程工程師，在愛爾蘭管理Fab 24，在亞利桑那州管理Fab 12，在里約熱內(nèi)盧Rancho管理Fab 11X，最后在俄勒岡州總部擔(dān)任制造和運(yùn)營總經(jīng)理。

 

她在工廠規(guī)模生產(chǎn)和工藝節(jié)點(diǎn)研究方面的經(jīng)驗(yàn)對(duì)英特爾未來的計(jì)劃至關(guān)重要。在與Kelleher的討論中，她表示，在供應(yīng)商方法、生態(tài)系統(tǒng)學(xué)習(xí)、組織變革、模塊化設(shè)計(jì)策略、應(yīng)急計(jì)劃等方面，她已經(jīng)實(shí)施了根本性的變革，并將技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)重新調(diào)整為一個(gè)更精簡的機(jī)構(gòu)，隨時(shí)準(zhǔn)備執(zhí)行。其中包括Sanjay Natarajan作為高級(jí)副總裁和邏輯開發(fā)總經(jīng)理(英特爾最近重新聘用的)，BabakSabi作為裝配/測(cè)試開發(fā)的首席副總裁和總經(jīng)理。

 

今天，英特爾用每瓦特的性能指標(biāo)來定義“2025年的技術(shù)領(lǐng)先地位”。我們問英特爾這對(duì)性能峰值意味著什么，這通常是我們?cè)谧罱K產(chǎn)品設(shè)計(jì)中關(guān)心的一個(gè)指標(biāo)，答案是“性能峰值仍然是英特爾戰(zhàn)略發(fā)展的關(guān)鍵部分”。

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英特爾重命名節(jié)點(diǎn)：“我的節(jié)點(diǎn)更小”

intel輕易拋出線路圖有一個(gè)問題，那就是消息可能是雙重的。英特爾不僅公布了未來幾年的技術(shù)狀況，而且技術(shù)名稱也在不斷變化，以更好地符合通用行業(yè)規(guī)范。

 

“英特爾10nm”等同于“臺(tái)積電7nm”，這已經(jīng)不是什么秘密了，盡管這個(gè)數(shù)字實(shí)際上與物理實(shí)現(xiàn)沒有任何關(guān)系，但在英特爾已經(jīng)使用了有一段時(shí)間了。許多行業(yè)，不管出于什么原因，并沒有意識(shí)到這些數(shù)字實(shí)際上并不是物理測(cè)量（雖然它們?cè)?jīng)是）。當(dāng)我們從2D平面晶體管轉(zhuǎn)向3DFinFET晶體管時(shí)，這些數(shù)字就變成了一種營銷工具。盡管如此，每次有一篇關(guān)于技術(shù)的文章，人們都會(huì)感到困惑。我們已經(jīng)討論了五年，但困惑仍然存在。

 

為此，英特爾正在重新命名其未來的流程節(jié)點(diǎn)。

 

 

2020, 英特爾10nm superin (10SF): Tiger Lake和Intel的Xe-LP離散圖形解決方案(SG1, DG1)使用的當(dāng)前一代技術(shù)。名字保持不變。

2021 H2，英特爾 7:以前稱為10nm Enhanced Super Fin或10ESF。Alder Lake和Sapphire Rapids現(xiàn)在將被稱為英特爾7nm產(chǎn)品，由于晶體管優(yōu)化，在10SF以上展示了10-15%的性能每瓦增益。Alder Lake目前正在批量生產(chǎn)。英特爾的Xe-HP將被稱為“英特爾7”產(chǎn)品。

2022 H2，英特爾 4:以前稱為英特爾7nm。英特爾今年早些時(shí)候表示，其Meteor Lake處理器將使用基于該進(jìn)程節(jié)點(diǎn)技術(shù)的計(jì)算瓦，該硅現(xiàn)在已回到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試。英特爾預(yù)計(jì)，與上一代相比，每瓦的性能提高20%，而且該技術(shù)使用了更多的EUV，主要是在BEOL中。英特爾的下一個(gè)XeonScalable產(chǎn)品GraniteRapids也將使用基于英特爾4的計(jì)算模塊。

 

2023 H2, 英特爾 3:以前稱為Intel 7+。增加使用EUV和新的高密度庫。這就是英特爾戰(zhàn)略變得更加模塊化的地方。英特爾 3將共享英特爾 4的一些特性，但足夠新，足以描述一個(gè)新的完整節(jié)點(diǎn)，特別是新的高性能庫。盡管如此，預(yù)計(jì)很快會(huì)有后續(xù)行動(dòng)。在EUV的使用上又邁出了一步，英特爾預(yù)計(jì)在2023年下半年生產(chǎn)，每瓦性能比英特爾4提高18%。

 

2024, 英特爾 20A:以前稱為Intel 5nm。移動(dòng)到雙位數(shù)命名，A代表?ngstr?m（埃，光波長度和分子直徑的常用計(jì)量單位，10A等于1nm）。雖然細(xì)節(jié)不多，但這就是英特爾將從FinFETs轉(zhuǎn)向其稱為RibbonFETs的GAA晶體管的節(jié)點(diǎn)。英特爾還將推出一種新的PowerVia技術(shù)，如下所述。

 

2025年，英特爾18A:沒有在上面的圖表中列出，但英特爾希望在2025年擁有18A制程。18A將使用ASML最新的EUV機(jī)器，被稱為高數(shù)值孔徑（High-NA）機(jī)器，能夠更精確的光刻。英特爾表示，他們是ASML在High-NA方面的主要合作伙伴，并將接收第一臺(tái)High-NA機(jī)器的生產(chǎn)模型。ASML最近宣布High-NA將被推遲，但英特爾表示這不會(huì)影響他們的計(jì)劃，盡管英特爾希望High-NA和18A的時(shí)間線能夠相交的地方，并從該節(jié)點(diǎn)擁有無可置疑的領(lǐng)導(dǎo)地位。

 

英特爾已經(jīng)確認(rèn)，英特爾3和英特爾20A將提供給代工客戶(但沒有說明是否英特爾4或英特爾7)。

 

 

這里的一個(gè)問題是流程節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備就緒、為產(chǎn)品發(fā)布啟動(dòng)生產(chǎn)和實(shí)際可用之間的區(qū)別。例如，Alder Lake(目前在英特爾7nm芯片上)將于今年推出，但SapphireRapids將更傾向于在2022年推出。類似地，有報(bào)道稱英特爾7的Raptor Lake將在2022年出現(xiàn)，2023年英特爾4的Meteor Lake將取代Alder Lake。雖然英特爾很樂意討論流程節(jié)點(diǎn)開發(fā)的時(shí)間框架，但產(chǎn)品的時(shí)間框架卻不那么開放(因?yàn)槿绻e(cuò)過規(guī)定的時(shí)間，客戶無疑會(huì)感到沮喪)。

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為什么節(jié)點(diǎn)被重命名

因此，如前所述，重命名節(jié)點(diǎn)的一個(gè)因素是與其他代工廠產(chǎn)品匹配。臺(tái)積電和三星都是英特爾的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，它們使用更小的數(shù)據(jù)來比較類似密度的工藝。隨著英特爾重新命名，它與行業(yè)更加一致。話雖如此，英特爾的4nm制程可能會(huì)與臺(tái)積電的5nm制程相媲美，從而扭轉(zhuǎn)局面。到3nm我們預(yù)計(jì)會(huì)有一個(gè)很好的對(duì)等點(diǎn)，但這將取決于英特爾與臺(tái)積電的發(fā)布時(shí)間。

 

與其在各處拋出工藝節(jié)點(diǎn)名稱，不如參考峰值晶體管密度。這是我們?cè)谧罱?IBM 2nm 新聞文章中發(fā)布的表格，但對(duì)英特爾的命名進(jìn)行了更新。

 

英特爾新的4nm 及以下芯片的確切節(jié)點(diǎn)尚未公布。

 

一段時(shí)間以來，人們一直預(yù)期待英特爾將重新調(diào)整其進(jìn)程節(jié)點(diǎn)的命名。私下里，我個(gè)人已經(jīng)為它游說了一段時(shí)間，我知道其他一些記者和分析師也一直在建議英特爾。我們收到一些反應(yīng)很冷漠，一位高管告訴我,“關(guān)心這一點(diǎn)的客戶實(shí)際上知道其中的區(qū)別”,這是事實(shí)，但這里我們談?wù)摳嗟氖顷P(guān)于在更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)中的沒有跟上速度的愛好者和金融分析師的觀念。這或多或少是一種品牌化的嘗試，我也告訴英特爾，他們將不得不期待一個(gè)混合的反應(yīng)——例如，一些聲音可能會(huì)將此舉解讀為英特爾試圖在市場(chǎng)上拉一架。但他們不得不接受這一點(diǎn)，因?yàn)檫@些都是新名字。

 

與此同時(shí)，盡管英特爾在10nm技術(shù)上苦苦掙扎，但它仍然是一個(gè)生產(chǎn)和批量生產(chǎn)的過程節(jié)點(diǎn)，用于消費(fèi)和企業(yè)設(shè)備，而且很快就會(huì)進(jìn)入臺(tái)式機(jī)。盡管它面臨著來自其他玩家的激烈競(jìng)爭(zhēng)，但它仍然是市場(chǎng)上的一種產(chǎn)品，對(duì)于那些想要使用這些名稱來比較進(jìn)程節(jié)點(diǎn)密度的人來說，它應(yīng)該有一個(gè)名稱以避免混淆。

 

需要注意的一點(diǎn)是，新的Intel 7節(jié)點(diǎn)(以前是10ESF節(jié)點(diǎn))不一定是我們通常理解的“完整”節(jié)點(diǎn)更新。這個(gè)節(jié)點(diǎn)是作為10SF的更新而衍生出來的，正如上面的圖表所述，將有晶體管優(yōu)化。從10nm到10SF，這意味著SuperMIM和新的薄膜設(shè)計(jì)提供額外的1GHz+，然而10SF到新的英特爾7的具體細(xì)節(jié)目前還不清楚。然而，英特爾表示，從英特爾7到英特爾4的轉(zhuǎn)移將是一個(gè)常規(guī)的全節(jié)點(diǎn)跳轉(zhuǎn)，英特爾3將使用英特爾4的模塊化部件，帶有新的高性能庫和硅改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)另一個(gè)性能跳轉(zhuǎn)。

 

英特爾告訴我們這些流程節(jié)點(diǎn)是否會(huì)被明確地產(chǎn)品化將取決于特性。單個(gè)優(yōu)化可能會(huì)為每瓦特增加5-10%的性能，我們被告知，即使是10SF(它保留了它的名字)也有一些額外的優(yōu)化點(diǎn)，但不一定公開。因此，這些更新是否以7+、7SF或4HP的形式上市尚不清楚，但與任何制造過程一樣，隨著更新的發(fā)生以幫助提高性能/功率/產(chǎn)量，假設(shè)設(shè)計(jì)遵循相同的規(guī)則，它們就會(huì)被應(yīng)用。

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“英特爾不就想蒙騙我們嗎”

不。

 

這里的問題是代工廠之間沒有一致的節(jié)點(diǎn)命名。英特爾一直在為節(jié)點(diǎn)制造技術(shù)的重大進(jìn)步節(jié)省數(shù)字變化，一般使用+/++來表示改進(jìn)。如果我們將其與臺(tái)積電和三星進(jìn)行比較，他們都樂于為半節(jié)點(diǎn)跳躍提供全新的數(shù)字。

 

例如，三星的7LPP 是一個(gè)主要節(jié)點(diǎn)，而 6LPP、5LPE 和 4LPE 都是在同一個(gè)設(shè)計(jì)上的迭代努力（可以說也是8LPP 的迭代），而3GAE 是下一個(gè)主要跳躍。相比之下，英特爾計(jì)劃從10nm到7nm再到5nm作為主要工藝節(jié)點(diǎn)的跳躍——因此當(dāng)三星計(jì)劃了一個(gè)跳躍和4 個(gè)子變體（或更多），英特爾只有兩個(gè)主要跳躍。同樣，臺(tái)積電的10nm是對(duì)16nm的半節(jié)點(diǎn)跳躍，而16nm到7nm是完整節(jié)點(diǎn)——Intel 將14到10到7作為完整節(jié)點(diǎn)。

 

英特爾在很長一段時(shí)間內(nèi)堅(jiān)持自己的立場(chǎng)，而延遲到10nm實(shí)際上會(huì)以成倍的方式傷害它。例如，如果英特爾將14+標(biāo)記為13nm，將14++標(biāo)記為12nm，也許它不會(huì)那么糟糕。英特爾應(yīng)該會(huì)因?yàn)?0nm的延期而受到一些傷害，但是當(dāng)其他代工廠展示更小的步驟以實(shí)現(xiàn)全數(shù)跳躍時(shí)，它變成了營銷和媒體的噩夢(mèng)。14++++成了業(yè)界的笑話，再加上他們每次談到未來的工藝節(jié)點(diǎn)時(shí)不得不引用三星工藝的等效臺(tái)積電，這有點(diǎn)過分了。隨著新人進(jìn)入該行業(yè)，每次都必須對(duì)其進(jìn)行解釋。

 

一段時(shí)間以來，我一直游說英特爾調(diào)整其命名，我知道其他同行也這樣做了。從現(xiàn)在開始，當(dāng)我們提到 Intel 7 時(shí)，我們可以得出與 TSMC 7nm 相當(dāng)?shù)臇|西（即使 TSMC 批量出貨 5nm），而無需用一個(gè)簡單的名稱來詳細(xì)解釋差異。這不是英特爾在騙你，也不是試圖隱藏糟糕的情況。這是英特爾在如何命名這些流程方面趕上了行業(yè)其他公司。除此之外，英特爾只是重命名尚未進(jìn)入市場(chǎng)的未來節(jié)點(diǎn)，這是一件好事。

來源：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫

原文鏈接：

https://www.anandtech.com/show/16823/intel-accelerated-offensive-process-roadmap-updates-to-10nm-7nm-4nm-3nm-20a-18a-packaging-foundry-emib-foveros

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