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英特尔代工迎来重大变革!一文了解14A制程节点

2024-02-24 20:33 来源:shouyoubus.com 作者:佚名

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在IDM2.0以及“四年五个制程节点”目标指引下,同时面对AI时代到来所激发的巨大创新浪潮,英特尔首次宣布推出为AI时代所打造,且更具可持续性的系统级代工——IntelFoundry(英特尔代工)。

除此之外,英特尔还披露了Intel 18A之外的多个全新制程节点路线图,以及相关生态系统合作进展,旨在未来数年内确立并巩固其制程技术领先性,并为英特尔业务寻求新的拓展与增长驱动力。英特尔代工的阶段性目标,是希望在2030年成为全球前两大代工厂。

英特尔代工迎来重大变革!一文了解14A制程节点

英特尔代工的定位及服务

IntelFoundry无疑开启了属于英特尔的“系统代工”新时代,它囊括了从晶圆厂到测试再到先进封装的整个代工服务。

除了晶圆光刻技术外,英特尔代工还会向客户全面开放其先进封装、芯片组装及测试等完整生态业务。其服务不仅在于为客户制造芯片,同时也力求成为芯片生产的“一站式”供应商。如果客户愿意,英特尔代工将为其提供完整的,甚至是个性化的代工服务。

全新路线图延伸至2027年

宣布英特尔代工的同时,全新的制程节点路线图也浮出水面。现阶段,英特尔正在稳步推进四年五个制程节点路线图,此前已经公布了Intel 7、Intel 4、Intel 3、Intel 20A和Intel 18A五个节点。

而本次则公布了8个后续节点,再加上此前已经公布过的Tower 65nm以及与UMC联合开放的12nm节点,英特尔在制程节点方面的推进已经延伸到2027年。

本次公布的全新路线图包含了Intel 3-T/3-E/3-PT、Intel 18A-P和Intel 14A/14A-E六个先进制程,以及Intel 16和16-E两个成熟制程。

数字部分的命名无需做过多解释,全新引入的P、E、T节点演化是新路线图里的全新元素。同时在高性能/高密度赛道上Intel 18A的后继者Intel 14A,也是非常重要的新节点。

下面我们看看这些全新节点所代表的含义。

英特尔代工迎来重大变革!一文了解14A制程节点

首先是Intel 14A,它是Intel 18A的“正统续作”,并且将首次使用高数值孔径(High-NA) EUV光刻机来打造。高数值孔径EUV光刻技术允许在不依赖多重图案化的情况下处理晶圆,确保更高的良品率。目前,英特尔已经获得了全球首款高数值孔径扫描仪。

其次我们来看看同一制程节点上的不同演化,它们使用P、E、T这样的英文字母做后缀来加以区分。

P,表示相应制程节点更新主要聚焦在性能提升,提供5%到10%的每瓦性能改进。这些节点相对于基础节点提供了更好的能效表现。

E,表示功能扩展,如支持更高的电压、更高的温度功耗等,这些节点比基础节点性能要略高一些,但一般来说每瓦性能提升不会超过5%。

T,表示该节点应用了3D堆叠的硅通孔技术(TSV),可以看作是较为特殊的节点版本。TSV是一种高级半导体封装和集成技术,用于将多个芯片堆叠在一起以提高性能和密度。

目前,英特尔在芯片封装中广泛使用2.5D和3D封装技术,TSV以及混合键合都是Foveros 3D封装下的重要技术,利用TSV和混合键合技术,将允许凸块间距小于10微米,因此即使在一平方毫米内,英特尔也能实现大量的芯片间连接。

理解了这些字母后缀的含义,再回看上面的路线图,我们对英特尔未来几年制程技术的发展就有了一个比较清晰的认知。

以Intel 18A为例,这一节点将在今年内正式公布,并且会在2025年获得更高性能的18A-P演化版本;而作为英特尔首个大批量EUV节点,Intel 3的演化版本可谓是相当丰富,如TSV技术加持的Intel 3-T,功能增强型的Intel 3-E,甚至最终会演化到更高性能设计的第二个支持TSV节点版本的Intel 3-PT。

值得注意的是,TSV技术只在Intel 3节点上使用。

英特尔代工迎来重大变革!一文了解14A制程节点

第三个新要素是英特尔对于成熟制程节点的引入,包括此前未曾露面的Intel 16/16E,Tower Semiconductor 65nm制程,以及年初刚刚宣布的UMC联合开发的12nm制程节点。

其中,Intel 16/16E制程其实就是缘于22nm和14nm。Intel 12将于2027年投产,并且仅在英特尔代工厂生产。

另外值得注意的是,英特尔宣布最近已经完成了Intel 18A Clearwater Forest的流片。Clearwater Forest是Sierra Forest的后续产品,也就是至强产品线,这款产品还使用了Intel 3制程工艺打造的基础芯片,并通过EMIB技术进行封装,并使用Foveros Direct(混合键合)进行芯片间连接。

Clearwater Forest最终将与消费级的Panther Lake共同成为英特尔两大18A制程产品,同时英特尔也希望借助RibbonFET晶体管以及PowerVia背面供电这些先进技术在Intel 18A上的使用,重新获得领先的工艺地位,这也是为什么英特尔此前敢于说出“在Intel 18A节点上重回巅峰”的底气。

英特尔代工迎来重大变革!一文了解14A制程节点

英特尔代工迎来重大变革!一文了解14A制程节点

英特尔代工客户已遍布各个制程节点

丰富的制程节点演化可以满足不同客户的需求,根据英特尔官方信息,目前英特尔在每个制程节点都拥有相应客户。比如在非常关键的Intel 18A节点上,微软将通过英特尔代工生产相关芯片,以获得更强劲的人工智能加速器实力。

在IP及EDA供应商方面,英特尔也已经与Synopsys、Cadence、Siemens、Ansys等在内的众多厂商达成深度合作,相关工具和IP皆已准备就绪,以帮助客户加速首推背面供电方案的Intel 18A制程节点的先进芯片设计。此外,其EDA与IP也已在英特尔各个制程节点上得到启用。

英特尔代工迎来重大变革!一文了解14A制程节点

此外,英特尔还宣布了通过新兴企业支持计划(Emerging Business Initiative)与Arm的合作,并为基于Arm架构的系统级芯片(SoCs)提供先进的代工服务。

这一计划将更好地支持初创企业开发基于Arm架构的技术,并提供必要IP、制造支持和资金援助,为Arm和英特尔提供了促进创新和发展的重要机会。

英特尔代工迎来重大变革!一文了解14A制程节点

可持续、环保等方面的承诺

英特尔代工业务不断拓宽的同时,也在继续秉承可持续理念。2023年,据初步估算,英特尔全球各地的工厂的可再生电力使用率达到了99%。

在Intel Foundry Direct Connect大会上,英特尔重申了其承诺,即在2030年达成100%使用可再生电力,水资源正效益和零垃圾填埋。

此外,英特尔还再次强调了其在2040年实现范围1和范围2温室气体(GHG)净零排放,2050年实现范围3温室气体净零上游排放的承诺。

结语

作为目前全球范围内极少数具备IDM模式的芯片公司,英特尔拥有成熟的芯片设计、封装、验证和制造能力。因此在英特尔全面开放代工业务之后,几年来持续吸引众多客户参与其中。同时面对AI时代到来,英特尔代工将为众多相关企业提供可靠的芯片产品。

当然,英特尔当前也面临着极为复杂的竞争环境,IDM这种重资产模式需要找到突破口去进一步释放产能与价值,进而寻求整体业务上的再增长,这是时代发展的必然,也是英特尔应对激烈竞争环境的重要举措。

将代工业务开放给更多生态伙伴,释放重资产模式所面临的压力,对于英特尔而言无疑是一次新的变革与突破。

英特尔代工迎来重大变革!一文了解14A制程节点

责任编辑:振亭

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