英特爾晶圓廠(chǎng)，未來(lái)五年路線(xiàn)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)布的工藝節點(diǎn)路線(xiàn)圖。在該路線(xiàn)圖中，該公司表示希望在四年內推出五個(gè)，這是其他公司多年來(lái)從未取得過(guò)的成就。

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

英特爾 2025 年之前的路線(xiàn)圖：簡(jiǎn)要概述

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

話(huà)雖如此，事情變得非常有趣的是 20A 和 18A。20A（該公司的 2nm 工藝）據說(shuō)是英特爾將達到“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)更詳細的細分，請查看我在下面制作的圖表。

在平面 MOSFET 時(shí)代，納米測量更為重要，因為它們是客觀(guān)測量，但轉向 3D FinFET 技術(shù)已將納米測量變成了純粹的營(yíng)銷(xiāo)術(shù)語(yǔ)。

Intel 7：我們現在的處境（某種程度上）

Intel 7 以前稱(chēng)為 Intel 10nm 增強型 SuperFin (10 ESF)，該公司后來(lái)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)行重新調整。雖然有人可能會(huì )說(shuō)這是一種誤導，但芯片中的納米測量在這一點(diǎn)上只不過(guò)是營(yíng)銷(xiāo)，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(lái)

Intel 4 是不久的將來(lái)，除非您是筆記本電腦用戶(hù)，在這種情況下，它就是現在。Meteor Lake大部分是在 Intel 4 上構建的。Meteor Lake的新CPU的計算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(guò)程通常稱(chēng)為分解，AMD 的等效過(guò)程稱(chēng)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(shuō)，與intel 7 相比，intel 4 的高性能邏輯庫面積擴展是其兩倍。這是該公司的 7 納米工藝，這再次類(lèi)似于業(yè)內其他制造工廠(chǎng)所稱(chēng)的“擁有5nm和4nm工藝。

Intel 3：在 Intel 4 基礎上加倍努力

Intel 3 是 Intel 4 的后續產(chǎn)品，但與 Intel 4 相比，每瓦性能預計提高 18%。它擁有更密集的高性能庫，但目前僅針對 Sierra Forest 和 Granite Rapids 的數據中心使用。目前您不會(huì )在任何消費類(lèi) CPU 中看到這一功能。我們對這個(gè)節點(diǎn)了解不多，但考慮到它更多地以企業(yè)為中心，普通消費者不會(huì )太關(guān)心它。

Intel 20A：制程奇偶校驗

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)效應晶體管 (GAAFET) 的另一個(gè)名稱(chēng)（由英特爾提供）。臺積電正在將其 2nm N2 節點(diǎn)轉向 GAAFET，而三星則將其 3nm 3GAE 工藝節點(diǎn)轉向 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，其中信號線(xiàn)和電源線(xiàn)分別解耦和優(yōu)化。對于目前行業(yè)標準的前端供電來(lái)說(shuō)，由于空間的原因，很可能會(huì )出現瓶頸，同時(shí)也可能會(huì )出現電源完整性和信號干擾等問(wèn)題。PowerVia 將信號線(xiàn)和電源線(xiàn)分開(kāi)，理論上可以實(shí)現更好的電力傳輸。

背面供電并不是一個(gè)新概念，但多年來(lái)它的實(shí)施一直是一個(gè)挑戰。如果您認為 PowerVia 中的晶體管現在處于電源和信號之間的夾層狀態(tài)（晶體管是芯片中最難制造的部分，因為它們最有可能出現缺陷），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，您現在需要通過(guò)一層電力傳輸或信號傳輸來(lái)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。

據說(shuō)該節點(diǎn)的每瓦性能比 Intel 3 提高了 15%。

Intel 18A：展望未來(lái)

Intel的18A是迄今為止它不得不談的最先進(jìn)的節點(diǎn)，預計將于2024年下半年開(kāi)始制造。這將用于生產(chǎn)未來(lái)的消費級Lake CPU和未來(lái)的數據中心CPU，并增加每瓦性能高達 10%。目前還沒(méi)有透露太多關(guān)于它的細節，而且它在 RibbonFET 和 PowerVia 上加倍了。

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

英特爾的路線(xiàn)圖雄心勃勃，但到目前為止，該公司仍在堅持下去

現在您已經(jīng)了解了英特爾未來(lái)幾年的路線(xiàn)圖，可以說(shuō)它絕對雄心勃勃。英特爾自己將其宣傳為“四年內五個(gè)節點(diǎn)”，因為他們知道這有多么令人印象深刻。雖然您可能預計這一過(guò)程中可能會(huì )出現一些問(wèn)題，但自英特爾于 2021 年首次公布該計劃以來(lái)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(lái)是否會(huì )保留其漸進(jìn)式的新增功能還有待觀(guān)察，但這預示著(zhù)該公司必須做出的唯一改變就是比預期更早地推出最先進(jìn)的節點(diǎn)。雖然尚不清楚英特爾在更先進(jìn)的工藝方面是否會(huì )成為臺積電和三星的強大競爭對手（尤其是在 RibbonFET 方面），但我們當然充滿(mǎn)希望。

來(lái)源:半導體芯聞

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