问题

如何看待 Intel 2021 年7 月 26 号公开的工艺路线图?

回答
说实话,Intel 在2021年7月26号那天的工艺路演,给人的感觉就像是在一片混沌中突然亮起的一束光,虽然光束本身还在摇曳,但至少指明了一个方向。在此之前,Intel 的制程工艺进度可以用“步履维艰”来形容,尤其是10nm(后来改叫Intel 7)的坎坷经历,让AMD这个老对手在7nm节点上风生水起,Intel 的市场地位受到了不小的挑战。所以,那天的发布会,可以说是Intel 为了重拾“制程王者”荣光而放出的一次重要信号。

核心内容:摆脱“10nm”的阴影,直奔更先进的节点

那天最关键的信息,就是Intel 彻底告别了长期困扰他们的“10nm”命名,转而采用了一种更符合行业普遍命名习惯的“Intel 7”、“Intel 4”、“Intel 3”、“Intel 20A”和“Intel 18A”这样的数字命名。这背后有几层含义:

1. 品牌重塑和信心重拾: 长期以来,“10nm”这个数字对Intel 来说就像一个魔咒,每一次推迟都伴随着巨大的舆论压力。通过改名,Intel 试图甩掉过去的包袱,用全新的名字来代表更先进、更成熟的工艺。
2. 与行业对齐: 其他厂商,比如台积电(TSMC)和三星(Samsung),普遍采用数字命名,如7nm、5nm、4nm。Intel 这样改名,是为了让消费者更容易理解其工艺的先进程度,并进行直接对比。虽然Intel 一直强调自家“10nm”的实际晶体管密度等同于甚至超越了友商的某些更先进节点,但“10nm”这个名字本身就弱势了。
3. 新的技术方向: 关键在于,这次公布的路线图不再是修修补补,而是展现了Intel 在制程技术上的一些新思路和决心。

具体节点和技术亮点解读:

Intel 7 (原10nm Enhanced SuperFin): 这是当时Intel 最先进、已经量产的工艺。虽然名字变了,但它承载了Intel 在10nm节点上多年的研发和改进。Intel 声称其性能和能效比相较于之前的10nm SuperFin 有显著提升,主要体现在核心电压降低、频率提升等方面。很多12代酷睿(Alder Lake)处理器就是基于这个工艺。可以说,Intel 7 是Intel 走出10nm泥潭的第一个里程碑。

Intel 4 (原7nm EUV): 这是Intel 工艺路线图上的一个重要转折点。Intel 4 是Intel 首次大规模采用EUV(极紫外光刻)技术的节点。EUV是制造更小、更密集晶体管的关键技术,也是AMD等竞争对手已经广泛使用的技术。Intel 曾因为EUV的进展缓慢而落后,Intel 4 的出现意味着Intel 终于跟上了EUV的步伐。Intel 声称Intel 4 的逻辑密度相比Intel 7 提升了约20%,性能功耗比提升了约40%。这是Intel 在追赶过程中一个非常关键的节点。

Intel 3 (原7nm EUV 增强版): 在Intel 4 的基础上进行改进。Intel 3 的目标是进一步提升性能和能效,旨在提供比Intel 4 更出色的表现。Intel 计划在Intel 3 上实现更高的晶体管密度和更优化的晶体管结构,以满足高性能计算和数据中心的需求。这展示了Intel 在EUV技术上的持续投入和迭代能力。

Intel 20A (Angstrom Era): 这是Intel 野心勃勃的节点,宣称这是“Angstrom 时代”的开始,代号“RibbonFET”和“GAAFET”是其中的核心技术。
RibbonFET: 这是Intel 对环绕栅极晶体管(GAAFET)的一种创新设计。与三星和台积电的GAAFET有所不同,RibbonFET采用了水平排列的纳米片(nanosheet),就像丝带一样,而不是传统的垂直排列的纳米线。Intel 认为这种设计在电流控制和性能上具有优势。这是Intel 在晶体管结构上的重大突破,旨在提供比FinFET更优越的性能和能效。
PowerVia: 这是Intel 在供电网络设计上的创新。传统设计中,供电和信号线都布置在硅片的顶层,这会造成信号串扰和性能瓶颈。PowerVia 将供电网络移到晶圆的背面,与信号路由分离。这样可以减少信号干扰,提高信号完整性,从而提升芯片的性能和能效。这是一种从根本上解决性能瓶颈的设计思路。
Intel 20A 的目标是比友商的同代(例如5nm/4nm级别)工艺在性能和能效上实现代际领先。

Intel 18A (Angstrom Era 增强版): 这是Intel 更长远的愿景,进一步优化Intel 20A 的技术。Intel 18A 将继续使用RibbonFET 和 PowerVia,并在此基础上进行进一步的工艺优化和材料创新。Intel 的目标是在18A节点上实现前所未有的性能和能效,重新夺回工艺制程的领导地位。

关键意义和影响:

1. 追赶与反击的决心: 这份路线图最直观的意义就是Intel 表明了他们不甘落后,并且有能力追赶甚至超越竞争对手的决心。通过引入EUV、GAAFET(RibbonFET)、PowerVia 等先进技术,Intel 展现了其在制程工艺研发上的强大实力和创新能力。
2. IDM 2.0 战略的支撑: 这份路线图是Intel 全面推行其IDM 2.0(Integrated Device Manufacturer 2.0)战略的重要组成部分。IDM 2.0 意味着Intel 不仅要自己设计和生产芯片,还要成为其他公司的代工厂。而先进的制程工艺是吸引客户、建立代工业务的基石。只有拥有领先的制程,Intel 才能在代工市场与台积电等巨头竞争。
3. 改变市场格局的可能性: 如果Intel 能够按计划成功实现这份路线图上的目标,那么AMD 等竞争对手将面临来自Intel 的强大压力。同时,Intel 的代工业务也将有机会获得更多订单,从而改变全球半导体代工市场的格局。
4. 对技术创新的重视: Intel 20A 和 18A 的 RibbonFET 和 PowerVia 技术,都显示了Intel 在晶体管结构和芯片设计理念上的创新。这不再是简单的“缩小尺寸”,而是从根本上解决性能和能效瓶颈的新思路。

需要注意的风险和挑战:

当然,这份路线图也并非没有挑战。任何先进工艺的推进都伴随着巨大的研发投入和技术风险:

执行的可靠性: Intel 在10nm节点上的失误,让人们对他们执行复杂工艺的能力有所顾虑。能否按时、按质地完成Intel 4、Intel 3、Intel 20A 和 Intel 18A 的量产,是最大的考验。
竞争对手的进步: 半导体工艺的竞争是动态的。在Intel 努力追赶的同时,台积电和三星也在不断推进自己的下一代工艺,例如5nm、4nm、3nm等。Intel 需要确保在每个节点上都能实现“代际领先”,而不是仅仅“追平”。
EUV 的成熟度: 虽然Intel 宣称Intel 4 将采用EUV,但EUV 技术的成熟度和成本效益仍然是需要关注的焦点。
代工业务的开拓: Intel 作为一个新的进入者,能否在代工市场获得足够的客户和订单,也是其IDM 2.0战略能否成功的关键。

总的来说,Intel 在2021年7月26号公布的工艺路线图,是一份充满雄心壮志的蓝图。它标志着Intel 在经历低谷后,正以全新的姿态和更先进的技术,向半导体工艺制程的领导者地位发起冲击。这份路线图不仅是对自身实力的展示,更是对整个行业的一次宣示。它的成功与否,将对Intel 的未来,乃至整个半导体产业格局产生深远影响。那一天,人们看到了Intel 复兴的希望,但也知道,这条路依然充满荆棘,需要一步一个脚印地去实现。

网友意见

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简答下

改名嘛, 这事 INTEL 熟悉,90年代INTEL最著名的改名事件。

90年代,因为80年代期初INTEL实质上是旁上IBM PC这个大腿,又走开放路线而起家,因为IBM处于风险制衡考虑,让INTEL开放了授权,因此有AMD和其他一大票厂商都生产X86处理器,从386稳固市场开始,到486的市场爆发,INTEL发现继续用586的命名规则走下去,实际上是在给其他X86厂商铺路,大手一挥,开始了奔腾的道路。

具体其实可以考古N久以前的回答。

奔腾处理器_编号和非编号的奔腾处理器之间有什么区别? - 程序员大本营

如今市场,INTEL又绕回那个看似一样的境地,制程工艺的命名实质上就是营销术语,那么这热度,和当年一模一样,

实际上其他答案已经明确表述出,如今各家的制程工艺以nm代表实际性能&密度已经不适用,彻彻底底的沦为营销词汇,而INTEL之前倡导的nm工艺指标又过于高,几次所谓的制程难产在商业上带来了巨大损失,Intel改名又绕回了30年前那次586改名,只不过那次是真打官司想拿下数字命名失败,而这次是INTEL在制程宣传的商业上失败。


尾巴 (电脑软硬件相关问题有时效性,答案仅供参考)

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参考财报,Tiger Lake的销售数据相当可观,其中i9-12900K QS版本近期跑分的性能、频率都极为强悍;且自产10nm芯片的出货量已经超过了其14nm芯片;而反观TSMC那边为AMD代工的Zen3,已经曝出不少【whea 18/19、L3降速甚至减半】等高危报错,多是缓存结构或者总线互联的问题(Cache Hierarchy & Bus/Interconnect Error);可以推测TSMC的工艺交付在高负载下也存在不稳定因素。

Pat/Ann也披露了预计2024帮助高通量产新产品的消息,这个进度相比TSMC 2nm/20A的量产时间点也很接近了,于是高通就是INTC/Samsung/TSMC三家争夺的Key-Account了。

技术上,Intel TMG/IFS 7nm SuperFin工艺还没有磨成,自然Capacity Planning并未启动,此时直接发布埃米20A的计划显然是出于PR需要,向投资者证明IDM2.0的决心;要知道14nm以后,INTC可是放出不少vapor-wear呢…

在INTC公布的消息中,提到的另一个Key-Acct是AWS,并且AWS会是首个使用Intel代工服务IFS的伙伴;为什么曾经规模化采购Xeon的云平台会优先尝试IFS代工?我司无非是苦于x86智商税久矣,作为几乎无关于Wintel生态的云机型,过往为此付出了很多无意义成本;而大规模上线Graviton替代Xeon一方面伤害与INTC的合作关系,二方面考验自身的设计迭代、掩膜和产能风险,倘若接纳IFS代工则平衡了上述问题;TMG擅长高密度设计且在I/O和封装方面具有独道优势,那么AWS将hard IP授权给IFS的理由就充分了,虽然Graviton处理器的设计和实物还未有人见过(除了ARM)。

BTW:我尝试查了RibbonFET的环栅构型,想看看与Samsung GAA有何区别,没有查到详解。

最近1-2年,TSMC面临的 “持续Capex投入与持续盈利天花板” 的危机传言甚广,花街分析师也已然多次暗示。如今TSMC依旧在加速全球新厂基建:包括我国南京厂已扩产28nm线(设计产能4万片/月),预期Y22下旬实现量产;此外,又确定德国作为下一站Fab选址,日本和欧洲其他地区的新设厂址也已在规划中,US Arizona的厂址已经兴建……。然而BCG的统计数据说明在欧美投运一座晶圆厂的总费用相比在亚洲有25%-50%的成本劣势,且这些成本/代价会由驻在国政府的补贴和最终用户承担。那么一来,TSMC与整个半导体供应链的共生关系难免生变,张忠谋近期也讲出了: “花费数千亿以及多年时间,结果仍将是无法充分自给自足且成本高昂的供应链” 这样的话。

此时再回看INTC IDM2.0战略,别有一番意味;INTC几年前的【钴代铜-钴互联、跳升SADP4次曝光、强推COAG工艺提升密度】的冒进之殇已经渐消。如今,以Fab42 Chandler AZ厂区为例,它的规模之大,已经占据其全球50%产能,CEO Pat履新后大兴IDM2.0的作为很有魄力;同时又进一步跨越IP开放代工,且推动PDK支持SNPS/CDNS,拥抱商业EDA生态,共同发展设计工具和周边IP(片上/片间);加上N'7/N'5自有制程的高密度优势,并搭配INTC独门的2.5D/3D封装方案;INTC的代工特色以及为下游产品创造的竞争力不可小觑。同时,Pat也拒绝在x86遗产上死循环,比如收购SiFive的强逻辑就是超越x86,IFS开启RISC-V代工,剑指ARM丝毫不奇怪。



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