英特爾代工迎來重大變革!一文了解14A制程節點
在IDM2.0以及“四年五個制程節點”目標指引下,同時面對AI時代到來所激發的巨大創新浪潮,英特爾首次宣布推出為AI時代所打造,且更具可持續性的系統級代工——Intel Foundry(英特爾代工)。
除此之外,英特爾還披露了Intel 18A之外的多個全新制程節點路線圖,以及相關生態系統合作進展,旨在未來數年內確立并鞏固其制程技術領先性,并為英特爾業務尋求新的拓展與增長驅動力。英特爾代工的階段性目標,是希望在2030年成為全球前兩大代工廠。
英特爾代工的定位及服務
Intel Foundry無疑開啟了屬于英特爾的“系統代工”新時代,它囊括了從晶圓廠到測試再到先進封裝的整個代工服務。
除了晶圓光刻技術外,英特爾代工還會向客戶全面開放其先進封裝、芯片組裝及測試等完整生態業務。其服務不僅在于為客戶制造芯片,同時也力求成為芯片生產的“一站式”供應商。如果客戶愿意,英特爾代工將為其提供完整的,甚至是個性化的代工服務。
全新路線圖延伸至2027年
宣布英特爾代工的同時,全新的制程節點路線圖也浮出水面。現階段,英特爾正在穩步推進四年五個制程節點路線圖,此前已經公布了Intel 7、Intel 4、Intel 3、Intel 20A和Intel 18A五個節點。
而本次則公布了8個后續節點,再加上此前已經公布過的Tower 65nm以及與UMC聯合開放的12nm節點,英特爾在制程節點方面的推進已經延伸到2027年。
本次公布的全新路線圖包含了Intel 3-T/3-E/3-PT、Intel 18A-P和Intel 14A/14A-E六個先進制程,以及Intel 16和16-E兩個成熟制程。
數字部分的命名無需做過多解釋,全新引入的P、E、T節點演化是新路線圖里的全新元素。同時在高性能/高密度賽道上Intel 18A的后繼者Intel 14A,也是非常重要的新節點。
下面我們看看這些全新節點所代表的含義。
首先是Intel 14A,它是Intel 18A的“正統續作”,并且將首次使用高數值孔徑(High-NA) EUV光刻機來打造。高數值孔徑EUV光刻技術允許在不依賴多重圖案化的情況下處理晶圓,確保更高的良品率。目前,英特爾已經獲得了全球首款高數值孔徑掃描儀。
其次我們來看看同一制程節點上的不同演化,它們使用P、E、T這樣的英文字母做后綴來加以區分。
P,表示相應制程節點更新主要聚焦在性能提升,提供5%到10%的每瓦性能改進。這些節點相對于基礎節點提供了更好的能效表現。
E,表示功能擴展,如支持更高的電壓、更高的溫度功耗等,這些節點比基礎節點性能要略高一些,但一般來說每瓦性能提升不會超過5%。
T,表示該節點應用了3D堆疊的硅通孔技術(TSV),可以看作是較為特殊的節點版本。TSV是一種高級半導體封裝和集成技術,用于將多個芯片堆疊在一起以提高性能和密度。
目前,英特爾在芯片封裝中廣泛使用2.5D和3D封裝技術,TSV以及混合鍵合都是Foveros 3D封裝下的重要技術,利用TSV和混合鍵合技術,將允許凸塊間距小于10微米,因此即使在一平方毫米內,英特爾也能實現大量的芯片間連接。
理解了這些字母后綴的含義,再回看上面的路線圖,我們對英特爾未來幾年制程技術的發展就有了一個比較清晰的認知。
以Intel 18A為例,這一節點將在今年內正式公布,并且會在2025年獲得更高性能的18A-P演化版本;而作為英特爾首個大批量EUV節點,Intel 3的演化版本可謂是相當豐富,如TSV技術加持的Intel 3-T,功能增強型的Intel 3-E,甚至最終會演化到更高性能設計的第二個支持TSV節點版本的Intel 3-PT。
值得注意的是,TSV技術只在Intel 3節點上使用。
第三個新要素是英特爾對于成熟制程節點的引入,包括此前未曾露面的Intel 16/16E,Tower Semiconductor 65nm制程,以及年初剛剛宣布的UMC聯合開發的12nm制程節點。
其中,Intel 16/16E制程其實就是緣于22nm和14nm。Intel 12將于2027年投產,并且僅在英特爾代工廠生產。
另外值得注意的是,英特爾宣布最近已經完成了Intel 18A Clearwater Forest的流片。Clearwater Forest是Sierra Forest的后續產品,也就是至強產品線,這款產品還使用了Intel 3制程工藝打造的基礎芯片,并通過EMIB技術進行封裝,并使用Foveros Direct(混合鍵合)進行芯片間連接。
Clearwater Forest最終將與消費級的Panther Lake共同成為英特爾兩大18A制程產品,同時英特爾也希望借助RibbonFET晶體管以及PowerVia背面供電這些先進技術在Intel 18A上的使用,重新獲得領先的工藝地位,這也是為什么英特爾此前敢于說出“在Intel 18A節點上重回巔峰”的底氣。
英特爾代工客戶已遍布各個制程節點
豐富的制程節點演化可以滿足不同客戶的需求,根據英特爾官方信息,目前英特爾在每個制程節點都擁有相應客戶。比如在非常關鍵的Intel 18A節點上,微軟將通過英特爾代工生產相關芯片,以獲得更強勁的人工智能加速器實力。
在IP及EDA供應商方面,英特爾也已經與Synopsys、Cadence、Siemens、Ansys等在內的眾多廠商達成深度合作,相關工具和IP皆已準備就緒,以幫助客戶加速首推背面供電方案的Intel 18A制程節點的先進芯片設計。此外,其EDA與IP也已在英特爾各個制程節點上得到啟用。
此外,英特爾還宣布了通過新興企業支持計劃(Emerging Business Initiative)與Arm的合作,并為基于Arm架構的系統級芯片(SoCs)提供先進的代工服務。
這一計劃將更好地支持初創企業開發基于Arm架構的技術,并提供必要IP、制造支持和資金援助,為Arm和英特爾提供了促進創新和發展的重要機會。
可持續、環保等方面的承諾
英特爾代工業務不斷拓寬的同時,也在繼續秉承可持續理念。2023年,據初步估算,英特爾全球各地的工廠的可再生電力使用率達到了99%。
在Intel Foundry Direct Connect大會上,英特爾重申了其承諾,即在2030年達成100%使用可再生電力,水資源正效益和零垃圾填埋。
此外,英特爾還再次強調了其在2040年實現范圍1和范圍2溫室氣體(GHG)凈零排放,2050年實現范圍3溫室氣體凈零上游排放的承諾。
結語
作為目前全球范圍內極少數具備IDM模式的芯片公司,英特爾擁有成熟的芯片設計、封裝、驗證和制造能力。因此在英特爾全面開放代工業務之后,幾年來持續吸引眾多客戶參與其中。同時面對AI時代到來,英特爾代工將為眾多相關企業提供可靠的芯片產品。
當然,英特爾當前也面臨著極為復雜的競爭環境,IDM這種重資產模式需要找到突破口去進一步釋放產能與價值,進而尋求整體業務上的再增長,這是時代發展的必然,也是英特爾應對激烈競爭環境的重要舉措。
將代工業務開放給更多生態伙伴,釋放重資產模式所面臨的壓力,對于英特爾而言無疑是一次新的變革與突破。
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