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，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，其目標是在 2025 年實現(xiàn)“工藝領先”。按照英特爾的標準，工藝領先是每瓦的最高性能。實現(xiàn)這一目標的旅程是什么樣的？

英特爾 2025 年之前的路線圖：簡要概述

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)說是英特爾將達到“工藝平價”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 將是同時使用 PowerVia 和 RibbonFET 的 1.8nm。有關更詳細的細分，請查看我在下面制作的圖表。

在平面 MOSFET 時代，納米測量更為重要，因為它們是客觀測量，但轉向 3D FinFET 技術已將納米測量變成了純粹的營銷術語。

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行重新調(diào)整。雖然有人可能會說這是一種誤導，但芯片中的納米測量在這一點上只不過是營銷，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。這兩個模塊（以及 SoC 模塊和 I/O 模塊）使用英特爾的 Foveros 3D 封裝技術進行集成。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的一個重大變化是，它是Intel制造工藝中第一個使用極紫外光刻技術的。這樣可以實現(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(shù)據(jù)中心使用。目前您不會在任何消費類 CPU 中看到這一功能。我們對這個節(jié)點了解不多，但考慮到它更多地以企業(yè)為中心，普通消費者不會太關心它。

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 只是全柵場效應晶體管 (GAAFET) 的另一個名稱（由英特爾提供）。臺積電正在將其 2nm N2 節(jié)點轉向 GAAFET，而三星則將其 3nm 3GAE 工藝節(jié)點轉向 GAAFET。

PowerVia 的特別之處在于它允許在整個芯片中進行背面供電，其中信號線和電源線分別解耦和優(yōu)化。對于目前行業(yè)標準的前端供電來說，由于空間的原因，很可能會出現(xiàn)瓶頸，同時也可能會出現(xiàn)電源完整性和信號干擾等問題。PowerVia 將信號線和電源線分開，理論上可以實現(xiàn)更好的電力傳輸。

背面供電并不是一個新概念，但多年來它的實施一直是一個挑戰(zhàn)。如果您認為 PowerVia 中的晶體管現(xiàn)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(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，再對芯片進行操作。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傳輸來冷卻 CPU，您就會明白為什么技術已被證明難以正確實施。

據(jù)說該節(jié)點的每瓦性能比 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的節(jié)點，預計將于2024年下半年開始制造。這將用于生產(chǎn)未來的消費級Lake CPU和未來的數(shù)據(jù)中心CPU，并增加每瓦性能高達 10%。目前還沒有透露太多關于它的細節(jié)，而且它在 RibbonFET 和 PowerVia 上加倍了。

自該節(jié)點首次亮相以來唯一發(fā)生的變化是它最初應該使用高數(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)點的推出時間略早于最初預期，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，可以說它絕對雄心勃勃。英特爾自己將其宣傳為“四年內(nèi)五個節(jié)點”，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程中可能會出現(xiàn)一些問題，但自英特爾于 2021 年首次公布該計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。

英特爾未來是否會保留其漸進式的新增功能還有待觀察，但這預示著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的節(jié)點。雖然尚不清楚英特爾在更先進的工藝方面是否會成為臺積電和三星的強大競爭對手（尤其是在 RibbonFET 方面），但我們當然充滿希望。

來源:半導體芯聞

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