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英特爾重塑代工業務:按期推進4年5個節點、公佈Intel 14A路線圖

2024-02-22 07:13:21

IT之家 2 月 22 日訊息,於北京時間今天凌晨 0 點 30 分舉辦了 IFS Direct Connect 2024,在宣佈 IFS 更名為 Intel Foundry 之外,還公佈了未來十年的工藝路線圖,尤其提及了 1.4nm 的 Intel 14A 工藝。

英特爾在本次活動中宣佈了大量的動態資訊,IT之家梳理彙總如下:

圖源:IntelIFS 更名為 Intel Foundry

英特爾執行長帕特・基辛格(Pat Gelsinger)在本次活動中,宣佈 Intel Foundry Services 更名為 Intel Foundry,並目標在 2030 年成為全球第二大的半導體制造工廠。

英特爾在活動中多次提及了“systems foundry”(系統代工廠)的概念,在英特爾定義中,量化了英特爾在系統級設計方面的經驗,並將其所有的技術開發、製造、供應鏈和英特爾代工廠服務整合在一起。

這不僅包括生產各種型別的處理器,還包括為客戶提供封裝和連線結構解決方案,甚至幫助提供冷卻解決方案。

英特爾代工廠既面向外部客戶,也面向英特爾內部客戶,目標是以靈活、可持續的供應鏈為兩者提供同等服務。

英特爾還宣佈推出英特爾代工廠高階系統與測試(ASAT)產品組合的新功能,幫助客戶利用英特爾的全套技術打造自己的人工智慧晶片。

5N4Y 戰略按期推進

基辛格表示為了實現這個目標,英特爾公司積極推動 5N4Y 戰略,計劃在未來 4 年交付 5 個工藝節點,擴充套件現有的工藝節點陣容,並在 Intel 18A 工藝節點上生產 Clearwater Forest 處理器。

基辛格表示 2021 年釋出的原計劃正按部就班地推進,Intel 7 和 Intel 4 工藝節點已投放市場,Intel 3 工藝節點就準備就緒,可以進行大批次生產(HVM)。

基辛格表示英特爾的 Intel 20A(2 奈米)和 18A(1.8nm)也將如期上市,是業內首批採用 PowerVia 背面供電技術的晶片,透過最佳化供電提高效能和電晶體密度。

同時 18A 也是英特爾首個採用 RibbonFET 全周柵極(GAA)電晶體的節點,在縮小面積的情況下,提供更高的電晶體密度和更快的電晶體開關速度。

英特爾 18A 現已準備就緒,客戶現在就可以使用英特爾 EDA(設計軟體)和 IP 合作伙伴提供的 0.9 PDK 進行設計,完整的 1.0 PDK 將於四五月份面世。

Clearwater Forest 處理器已流片

英特爾表示 Clearwater Forest 處理器已經流片,這意味著晶片的最終設計已經準備就緒,可以投入生產。Clearwater Forest 是該公司首款大批次生產的 18A 晶片。

Clearwater Forest 由在 18A 節點上製造的 CPU 晶片組成,然後透過 3D Foveros 封裝技術和 Intel 3 基礎晶片(包括快取記憶體)一起封裝。

Clearwater Forest 的設計融合了我們在 Granite Rapids 以及 288 核和 144 核 Sierra Forest 處理器中看到的許多架構概念,但新增加的 3D Foveros 封裝是關鍵所在。

在使用 HBM4 的晶片設計中,這種將邏輯晶片與基底晶片粘合在一起的策略也至關重要,據悉,HBM4 需要一個有源基底晶片來確保最佳的訊號完整性。

Clearwater Forest 是首款使用通用晶片組互連 Express(UCIe)的大批次晶片,這是一種用於將晶片連線在一起的全新行業介面。

UCIe 是一個不容忽視的關鍵進步:英特爾、AMD、Arm、Nvidia、臺積電、三星和其他 120 家公司都支援該介面,以開源設計實現晶片間晶片到晶片互連的標準化,從而降低成本,促進來自多家晶片製造商的經過驗證的混搭晶片生態系統的發展。

英特爾在 Clearwater Forest 中採用 UCIe 的所有方法,不僅表明這項技術正在快速發展,而且表明英特爾正在引領行業的發展。

後 5N4Y--Intel 14A 工藝

在 5N4Y 圖表之後,英特爾展示了 Intel 14A(1.4nm)工藝,這將是業界首個使用 ASML High-NA EUV 光刻工具的工藝節點。

事實上,英特爾是業內首家獲得尖端 High-NA 工具的公司,而臺積電(TSMC)據說因成本問題推遲到 2030 年才使用這種生產工具。

英特爾沒有透露 14A 的效能或密度目標,但基本可以確認採用下一代 PowerVia 背面供電技術和 RibbonFET GAA 電晶體。

根據英特爾的路線圖,Intel 14A 共有兩個型別,標準的 14A 以及後續擴充套件的 14A-E。

E 代表功能擴充套件,是英特爾新方法的一部分,即對現有工藝節點進行不同的定製,以延長其生命週期,類似於臺積電和三星。

英特爾並未公佈 Intel 14A 的交付日期,至少也要等到 2025 年,此外訊息稱英特爾計劃 2027 年風險生產 14A-E,這意味著首批測試晶片將採用 A0 步進。

媒體認為考慮到英特爾迴歸 "Tick-Tock" 式的節奏和 14A-E 的時間安排,我們認為 14A 將於 2026 年問世。

英特爾還將透過新的 "產品線擴充套件" 來擴充套件其英特爾 7、英特爾 3 和英特爾 16 節點。英特爾計劃每兩年推出一個新節點,然後每隔一年推出一個產品線擴充套件,就像以前的 "Tick-Tock" 模式一樣。這些產品線擴充套件用新的字尾表示。

  • 字尾 P 表示節點的新修訂版,效能有所提高;

  • 字尾 T 表示配備 TSV 的節點,可與混合粘合 / 3D Foveros 一起使用;

  • 字尾 E 表示特殊的新功能,如調整的工作 / 電壓範圍。

英特爾還將推出同時表示效能和特殊功能的 PT 版本,我們預計隨著時間的推移還會出現其他組合版本。這種技術將使英特爾代工廠能夠進一步利用現有節點,為特定客戶提供服務。

英特爾 vs 臺積電 vs 三星製程節點路線圖

國外科技媒體 Toms Hardware 基於公開資訊,彙總了英特爾 vs 臺積電 vs 三星三家代工企業的製程節點路線圖,需要注意的是,它並不包括幾個最重要的 PPAC(功耗、效能、面積和成本)指標,可以看到三家公司基本上都會在某個節點上開闢多個擴充套件產品。

圖源:Toms Hardware

早在 2022 年,三星就率先將全柵極(GAA)電晶體推向市場,但其實現的效能並不出色,而且良品率較低,導致其市場份額進一步被臺積電超越。這也表明在半導體代工行業,擁有一項技術並不總能確保成功,實施才是關鍵。

英特爾的 20A 和 18A 配備了 GAA(PowerVia)和背面電源傳輸網路(BSPDN),英特爾將比臺積電早兩年半掌握背面電源傳輸技術,並將比臺積電早一年半將 GAA 推向市場。

正如我們在三星身上看到的那樣,擁有這些技術並不總能確保獲勝,三星仍是尖端代工行業的一匹黑馬。不過,如果關鍵的 PPAC 指標正確一致,英特爾較早採用這些技術將使其在與臺積電的競爭中佔據明顯優勢。

EDA 路線圖

英特爾在 2023 年獲得了四家 18A 大客戶的承諾,其中一家客戶預付了大筆代工產能費用,這意味著該客戶將購買數量巨大的處理器。

微軟也宣佈將採用英特爾的 18A 工藝製造晶片,這是業界最大企業之一對英特爾的重大支援。

Intel Foundry Services Accelerator 專案幫助晶片設計人員和公司輕鬆採用英特爾的製造技術。

該計劃包括分佈在四個聯盟中的 34 個合作伙伴:IP、EDA、設計服務和 USMAG(美國軍事、航空航天和政府)。

這些廣泛的合作伙伴包括 EDA 行業的重量級企業,如 Ansys、Cadence、Synopsys、Siemens 和 Keysight,以及廣泛的 IP 合作伙伴,包括 Arm、RISC-V、SiFive、Rambus 等。

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