英特爾晶圓廠，未來五年路線圖

英特爾剛剛推出了 Meteor Lake 筆記本電腦處理器和 Raptor Lake Refresh，并重新承諾了該公司于 2021 年首次發(fā)布的工藝節(jié)點(diǎn)路線圖。在該路線圖中，該公司表示希望在四年內(nèi)推出五個(gè)，這是其他公司多年來從未取得過的成就。

英特爾自己的路線圖指出，其目標(biāo)是在 2025 年實(shí)現(xiàn)“工藝領(lǐng)先”。按照英特爾的標(biāo)準(zhǔn)，工藝領(lǐng)先是每瓦的最高性能。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的旅程是什么樣的？

英特爾 2025 年之前的路線圖：簡(jiǎn)要概述

在上面的路線圖中，Intel 已經(jīng)完成了向 Intel 7 和 Intel 4 的過渡，未來幾年還將推出 Intel 3、20A 和 18A。作為參考，Intel 7 是該公司對(duì)其 10nm 工藝的命名，Intel 4 是該公司對(duì)其 7nm 工藝的命名。盡管 Intel 7 是基于 10nm 工藝構(gòu)建的，但 Intel 7 的晶體管密度與臺(tái)積電 7nm 非常相似。Intel 4也是如此，WikiChip實(shí)際上得出的結(jié)論是Intel 4很可能比臺(tái)積電的5nm N5工藝密度稍高。

話雖如此，事情變得非常有趣的是 20A 和 18A。20A（該公司的 2nm 工藝）據(jù)說是英特爾將達(dá)到“工藝平價(jià)”的地方，并將與 Arrow Lake 一起首次亮相，并首次使用 PowerVia 和 RibbonFET，然后 18A 將是同時(shí)使用 PowerVia 和 RibbonFET 的 1.8nm。有關(guān)更詳細(xì)的細(xì)分，請(qǐng)查看我在下面制作的圖表。

在平面 MOSFET 時(shí)代，納米測(cè)量更為重要，因?yàn)樗鼈兪强陀^測(cè)量，但轉(zhuǎn)向 3D FinFET 技術(shù)已將納米測(cè)量變成了純粹的營銷術(shù)語。

Intel 7：我們現(xiàn)在的處境（某種程度上）

Intel 7 以前稱為 Intel 10nm 增強(qiáng)型 SuperFin (10 ESF)，該公司后來將其更名為 Intel 7，這本質(zhì)上是為了與制造行業(yè)其他公司的命名約定進(jìn)行重新調(diào)整。雖然有人可能會(huì)說這是一種誤導(dǎo)，但芯片中的納米測(cè)量在這一點(diǎn)上只不過是營銷，而且已經(jīng)存在了很多年。

Intel 7 是 Intel 最后一代使用深紫外光刻 (DUV) 的工藝。Intel 7 用于生產(chǎn) Alder Lake、Raptor Lake 以及最近發(fā)布的與 Meteor Lake 一起推出的 Raptor Lake Refresh。然而，Meteor Lake 是在 Intel 4 上生成的。

Intel 4：不久的將來

Intel 4 是不久的將來，除非您是筆記本電腦用戶，在這種情況下，它就是現(xiàn)在。Meteor Lake大部分是在 Intel 4 上構(gòu)建的。Meteor Lake的新CPU的計(jì)算Tile是在Intel 4上制造的，但圖形Tile是在TSMC N3上制造的。這兩個(gè)模塊（以及 SoC 模塊和 I/O 模塊）使用英特爾的 Foveros 3D 封裝技術(shù)進(jìn)行集成。這一過程通常稱為分解，AMD 的等效過程稱為小芯片。

然而，Intel 4的一個(gè)重大變化是，它是Intel制造工藝中第一個(gè)使用極紫外光刻技術(shù)的。這樣可以實(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)量和面積縮放，從而最大限度地提高功率效率。正如英特爾所說，與intel 7 相比，intel 4 的高性能邏輯庫面積擴(kuò)展是其兩倍。這是該公司的 7 納米工藝，這再次類似于業(yè)內(nèi)其他制造工廠所稱的“擁有5nm和4nm工藝。

Intel 3：在 Intel 4 基礎(chǔ)上加倍努力

Intel 3 是 Intel 4 的后續(xù)產(chǎn)品，但與 Intel 4 相比，每瓦性能預(yù)計(jì)提高 18%。它擁有更密集的高性能庫，但目前僅針對(duì) Sierra Forest 和 Granite Rapids 的數(shù)據(jù)中心使用。目前您不會(huì)在任何消費(fèi)類 CPU 中看到這一功能。我們對(duì)這個(gè)節(jié)點(diǎn)了解不多，但考慮到它更多地以企業(yè)為中心，普通消費(fèi)者不會(huì)太關(guān)心它。

Intel 20A：制程奇偶校驗(yàn)

英特爾知道，在制造工藝方面，它在某種程度上落后于業(yè)界其他公司，因此它的目標(biāo)是在 2024 年下半年為其 Arrow Lake 處理器提供intel 20A 并投入生產(chǎn)。這也將首次推出該公司的 PowerVia 和 RIbbonFET，其中 RibbonFET 只是全柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (GAAFET) 的另一個(gè)名稱（由英特爾提供）。臺(tái)積電正在將其 2nm N2 節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)向 GAAFET，而三星則將其 3nm 3GAE 工藝節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)向 GAAFET。

PowerVia 的特別之處在于它允許在整個(gè)芯片中進(jìn)行背面供電，其中信號(hào)線和電源線分別解耦和優(yōu)化。對(duì)于目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的前端供電來說，由于空間的原因，很可能會(huì)出現(xiàn)瓶頸，同時(shí)也可能會(huì)出現(xiàn)電源完整性和信號(hào)干擾等問題。PowerVia 將信號(hào)線和電源線分開，理論上可以實(shí)現(xiàn)更好的電力傳輸。

背面供電并不是一個(gè)新概念，但多年來它的實(shí)施一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。如果您認(rèn)為 PowerVia 中的晶體管現(xiàn)在處于電源和信號(hào)之間的夾層狀態(tài)（晶體管是芯片中最難制造的部分，因?yàn)樗鼈冏钣锌赡艹霈F(xiàn)缺陷），那么您正在生產(chǎn)最難的部分在您已經(jīng)將資源分配給其他部分之后，再對(duì)芯片進(jìn)行操作。再加上晶體管是 CPU 中大部分熱量產(chǎn)生的地方，您現(xiàn)在需要通過一層電力傳輸或信號(hào)傳輸來冷卻 CPU，您就會(huì)明白為什么技術(shù)已被證明難以正確實(shí)施。

據(jù)說該節(jié)點(diǎn)的每瓦性能比 Intel 3 提高了 15%。

Intel 18A：展望未來

Intel的18A是迄今為止它不得不談的最先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)，預(yù)計(jì)將于2024年下半年開始制造。這將用于生產(chǎn)未來的消費(fèi)級(jí)Lake CPU和未來的數(shù)據(jù)中心CPU，并增加每瓦性能高達(dá) 10%。目前還沒有透露太多關(guān)于它的細(xì)節(jié)，而且它在 RibbonFET 和 PowerVia 上加倍了。

自該節(jié)點(diǎn)首次亮相以來唯一發(fā)生的變化是它最初應(yīng)該使用高數(shù)值孔徑 EUV 光刻，但現(xiàn)在情況已不再如此。造成這種情況的部分原因是intel 18A 節(jié)點(diǎn)的推出時(shí)間略早于最初預(yù)期，該公司將其推遲到 2024 年末而不是 2025 年。生產(chǎn) EUV 光刻機(jī)的荷蘭公司 ASML 仍在出貨其首款 High 光刻機(jī)。2025 年推出 NA 掃描儀（Twinscan EXE:5200），這意味著英特爾將不得不在 2024 年跳過它。

英特爾的路線圖雄心勃勃，但到目前為止，該公司仍在堅(jiān)持下去

現(xiàn)在您已經(jīng)了解了英特爾未來幾年的路線圖，可以說它絕對(duì)雄心勃勃。英特爾自己將其宣傳為“四年內(nèi)五個(gè)節(jié)點(diǎn)”，因?yàn)樗麄冎肋@有多么令人印象深刻。雖然您可能預(yù)計(jì)這一過程中可能會(huì)出現(xiàn)一些問題，但自英特爾于 2021 年首次公布該計(jì)劃以來的唯一變化是使英特爾 18A提前推出。就是這樣。其他一切都保持不變。

英特爾未來是否會(huì)保留其漸進(jìn)式的新增功能還有待觀察，但這預(yù)示著該公司必須做出的唯一改變就是比預(yù)期更早地推出最先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)。雖然尚不清楚英特爾在更先進(jìn)的工藝方面是否會(huì)成為臺(tái)積電和三星的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手（尤其是在 RibbonFET 方面），但我們當(dāng)然充滿希望。

來源:半導(dǎo)體芯聞

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