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英特爾為18A工藝找著靠譜“伙伴”?臺積電絲毫不懼?

2024-04-25 來源:賢集網(wǎng)
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關(guān)鍵詞: 英特爾 臺積電 晶體管

在與五角大樓簽署快速保證微電子原型 RAMP-C 項目第一階段兩年半后,英特爾加深了與國防部的合作關(guān)系。英特爾、五角大樓和由 CHIPS 法案資助的國家安全加速器計劃現(xiàn)已同意合作,生產(chǎn)只能在歐洲或亞洲制造的先進(jìn)芯片制造工藝的早期測試樣品。作為新聞稿的一部分,該芯片制造商今天早些時候表示,通過 RAMP-C,美國政府將能夠首次獲得領(lǐng)先的芯片制造技術(shù)。

RAMP-C 計劃的第三階段將涵蓋采用英特爾未來 18A 制造工藝制造的原型。這些高端芯片制造工藝通常由消費處理器使用,因為它們使用大量的功率來運行計算和圖形密集型應(yīng)用程序。



為國家安全應(yīng)用制造 18A 芯片是英特爾與其 DIB(國防工業(yè)基地)客戶合作的一部分。該名單包括承包商諾斯羅普·格魯曼 (Northrop Grumman) 和波音 (Boeing),以及消費者公司微軟 (Microsoft)、英偉達(dá) (NVIDIA) 和 IBM,這家總部位于加州的芯片制造公司正在與這些客戶合作開發(fā) 18A 芯片制造技術(shù)。

該技術(shù)是英特爾的下一代工藝節(jié)點,根據(jù)公司高管此前的說法,其前身即20A工藝預(yù)計將于2024年投入生產(chǎn)。英特爾去年年底還分享了 18A 的關(guān)鍵細(xì)節(jié),當(dāng)時首席執(zhí)行官帕特里克·基辛格 (Patrick Gelsinger) 透露,18A 工藝已提前完成。


英特爾押注18A工藝

18A 制程是英特爾重回技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)地位的加速路線圖中的第五個節(jié)點,雖然實際并沒有采用 1.8nm 的制程工藝,但是英特爾卻表示自家的 18A 制程在性能以及晶體管密度上相當(dāng)于友商的 1.8nm 的工藝。此前,Intel 7 制程已用于 Alder Lake 和 Raptor Lake CPU,Intel 4 則在去年年底隨 Meteor Lake 芯片面世。預(yù)計今年晚些時候,Arrow Lake CPU 系列將采用 20A 制程,而 18A 制程則將在 2025 年推出。



18A 制程如此重要,部分原因在其引入了先進(jìn)的“背面供電”技術(shù),也被英特爾稱為 PowerVia。簡而言之,這項技術(shù)能夠從芯片的背面而不是正面為晶體管供電。

Gelsinger 去年解釋了這項技術(shù)的意義。傳統(tǒng)制程中,供電線路需要穿過位于晶體管頂部的多層布線和互連層,這會造成干擾問題。背面供電技術(shù)可以解決許多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和芯片規(guī)劃難題,并允許制造更粗的金屬層,從而改善供電效率。Gelsinger 稱該技術(shù)堪稱芯片行業(yè)的“哈利路亞”時刻。

除了技術(shù)上的優(yōu)勢,18A 制程也是英特爾雄心勃勃的“2030 年成為全球第二大晶圓代工廠”計劃的核心。目前,臺積電是全球最大的晶圓代工企業(yè),三星緊隨其后。英特爾希望通過 IFS (Intel Foundry Services) 部門搶占三星第二的位置,而 18A 制程被認(rèn)為是吸引客戶的重要砝碼。

目前,微軟已經(jīng)成為 18A 制程的客戶,愛立信、西門子等公司也表示了興趣。但英特爾能否持續(xù)為這些新客戶提供滿足需求的產(chǎn)品,并吸引更多客戶,還有待觀察。


臺積電如何應(yīng)對?

事實上,積極與臺積電競爭先進(jìn)制程的英特爾,其CEO在推動重返晶圓代工服務(wù)上,準(zhǔn)備以4 年發(fā)展5個節(jié)點制程的計劃,也就是分別完成Intel 7 及Intel 4制程之后,預(yù)計將在2023年底前進(jìn)入Intel 3 制程,2024 年上半年推進(jìn)Intel 20A 制程,以及在2024 年下半年推進(jìn)Intel 18A 制程。這樣的計劃,將使得英特爾的先進(jìn)制程技術(shù)能在2025 年重返晶圓代工的技術(shù)龍頭。

如果從現(xiàn)有傳統(tǒng)工藝來看,英特爾的Intel 7實際上是自己的10nm技術(shù),但表示可以和三星以及臺積電的7nm媲美;Intel 4的意思當(dāng)然就是可以和臺積電的5nm以及4nm比肩了。按照這個說法,英特爾是希望自己的Intel 3能達(dá)到臺積電3nm的水準(zhǔn),至于20A和18A實際上就無法這樣計算了,畢竟這只喊口號也無法讓英特爾快速邁入2nm的工藝。



對此臺積電表示,臺積電N3制程技術(shù),在包括PPA 電晶體技術(shù)上,已經(jīng)都是業(yè)界最先進(jìn)的技術(shù)。而且,N3制程技術(shù)在有優(yōu)秀的良率下,根據(jù)已公布的第三季財報顯示,3nm制程出貨占臺積電2023 年第三季晶圓銷售金額6%。預(yù)計接下來在高性能運算、智能型手機相關(guān)領(lǐng)域的支持下將會有強勁需求。整體來說,2023年3nm將貢獻(xiàn)全年晶圓營收的中個位數(shù)(即4%-6%)百分比。

臺積電強調(diào)N3制程技術(shù)家族中,將陸續(xù)推出N3E、N3P、N3X等改良型制程。其中N3E為3nm家族的延伸,具備強化的效能、功耗和良率,將為高性能運算和智能手機相關(guān)應(yīng)用提供完整的支持平臺。目前N3E已通過驗證并達(dá)成效能與良率目標(biāo),預(yù)計在2023年第四季量產(chǎn)。除此之外,臺積電也將進(jìn)一步持續(xù)強化N3制程技術(shù),包括N3P 和N3X 等制程。

魏哲家指出,觀察到N2制程技術(shù)在高性能運算和智能手機相關(guān)應(yīng)用方面所引起的客戶興趣和參與,與N3制程技術(shù)在同一階段時不相上下,甚至更高。臺積電的2nm制程技術(shù)在2025 年推出時,在密度和能源效率上都將會是業(yè)界最先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)。而N2制程技術(shù)研發(fā)進(jìn)展順利,也將如期在2025 年進(jìn)入量產(chǎn)。

臺積電的N2制程技術(shù)將采用Nanosheet電晶體結(jié)構(gòu),這一技術(shù)展現(xiàn)了絕佳的能源效率,這使得N2制程技術(shù)將效能及功耗效率提升一個等級,以滿足日益增加的節(jié)能運算需求。根據(jù)臺積電的規(guī)劃,目標(biāo)是在2025年下半年推出背面電軌供客戶采用,并于2026 年量產(chǎn)。隨著臺積電持續(xù)強化的策略,N2及其衍生技術(shù)將進(jìn)一步擴大臺積電的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。

按照臺積電的說法,英特爾哪怕明年出現(xiàn)的Intel 18A制程其實也只能算是3nm的工藝,而且臺積電有信心在技術(shù)上強于英特爾。



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