英特爾卷土重來,誰能坐穩後摩爾時代工藝制程王座?
1年前

據國外媒消息,$英特爾(NASDAQINTC)$副總裁兼技術开發負責人Ann Kelleher近日表示,英特爾公司正在實現重新獲得半導體制造領導地位這一目標。


Kelleher表示:“英特爾按季度制定的裏程碑顯示,我們處於領先地位或步入正軌。”她說,英特爾目前正在量產7nm芯片,另外已准備好开始制造4nm芯片,並將准備在明年下半年轉向3nm。


誰能坐穩後摩爾時代工藝制程王座?


英特爾CEO基辛格曾表示要重回生產技術的領導地位,“重回領導地位”的前提條件是,英特爾曾經長期處於領導地位。以及此處我們所談及的生產技術,具體是指半導體尖端制造工藝。


回溯英特爾早期工藝,在14nm之前,英特爾始終推動着業界的主要制程工藝創新,並始終保持着比別家fab和foundry廠領先幾年的技術水平。比如在90nm時代,英特爾針對應力增強引入eSiGe(嵌入硅鍺),爲業界首位;2005年英特爾首度採用HKMG(high-k metal gate,高介電常數金屬柵),比別家提前了5年以上;2011年英特爾22nm工藝首次引入FinFET結構晶體管......


在14nm以後,英特爾遭遇技術瓶頸,首先是原本計劃的Fab 14工廠升級工藝被取消,而後10nm屢屢受挫,7nm變得遙遙無期。直至今年,英特爾在IEEE VLSI會議上公开了自己首個7nm工藝。


在英特爾先進工藝陷入停擺的這段時間,台積電和三星一路高歌猛進,台積電自7nm工藝後則穩坐先進節點王座。


2018年N7(7nm)工藝問世可作爲台積電超過英特爾的拐點,也是這時,AMD Zen 2架構CPU开始採用台積電7nm工藝,並在最終出售的CPU產品上,首次實現對英特爾處理器的部分超越。此後台積電迅速在2020年推出6nm和5nm,並宣布在今年4季度量產3nm,以及計劃於2024年下半年進入風險性試產的2nm節點。


向上追趕是常態,英特爾計劃2030年超越三星代工業務,而三星也揚言2030年要超越台積電。今年7月,三星宣布量產3nm制程,並將率先採用GAA技術還計劃2023年推出第二代3nm制程,並更進一步計劃到2025年發展達到2nm制程,到2027年達到1.4nm制程。業界人士表示,三星的計劃表還是有可能實現的,其目前的關鍵問題還在於產品良率。



據TrendForce集邦咨詢研究顯示,在今年第二季前十大晶圓代工產值中,台積電第二季營收爲181.5億美元,5/4nm營收季增約11.1%,是第二季營收表現最佳的制程節點,7/6nm制程節點營收季增2.8%。三星方面,7/6nm產能陸續轉換至5/4nm制程,良率持續改善,帶動第二季營收達55.9億美元,季增4.9%。同時,首個採用GAA架構的3GAE制程於今年第二季底正式量產,首波客戶爲挖礦公司PanSemi。


當下,跌出神壇的英特爾計劃通過在產業、人才、技術等各個方面的布局重回巔峰,聚焦在尖端制造工藝方面,英特爾的計劃是4年要推進從Intel 7到Inetl 18A的5個主要工藝節點。


英特爾2022年投資者大會圖


Intel 7已經在2021年量產,英特爾計劃將於今年下半年量產(或做好量產准備)Intel 4(相當於7nm);在明年下半年量產(或做好量產准備)Intel 3;2024年上半年量產(或做好量產准備)Intel 20A;以及2024年下半年量產(或做好量產准備)Intel 18A。


業界人士表示,英特爾4年跨5個節點計劃雖然有些誇張,但是值得注意的是,英特爾已經在一些方面充分吸取了此前的教訓,並做了一些技術方面的更改。


早年英特爾嚴格地遵循着“摩爾定律”,畢竟摩爾定律就是英特爾的Gordan Moore提出的,在此期間,英特爾十分執着晶體管密度的闕值。公开資料顯示,從英特爾公布的邏輯晶體管密度進化方向看22nm→14nm,英特爾達成了2.5倍晶體管密度提升;而14nm→10nm,英特爾的目標是2.7倍的晶體管密度提升。英特爾當年稱其爲Hyper Scaling超級縮放。這些值可謂是非常的客觀的,畢竟台積電N7→N5 1.9x密度提升,N5→N3 1.6x密度提升已經是業界領先了。


同樣的,業界有許多人士認爲,英特爾10nm、7nm工藝難產的關鍵,就在英特爾對於晶體管密度的偏執上。英特爾在2021年對其工藝節點進行了改名操作,並推出了4年更新5代節點的設想,實際上都是對過去偏執於晶體管密度提升這一傳統的拋棄。


從台積電、三星、英特爾的先進節點計劃看,如果大家的工藝進程都按時推進的話,三家可能會在2024或2025年兩年裏推出的2nm工藝上正面交鋒,屆時又將發生什么樣的變數呢?我們拭目以待!

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