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英特尔新工艺“卡壳”无奈求助对手,实则韬光养晦静待爆发

日期: 2019-08-28
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英特尔最近过得并不顺利,先是10nm制程一再跳票,然后到14nm产能不足,再加上来自于对手TSMC和三星的7nm早已量产的压力。前些年还如日中天的英特尔,似乎已经在制程大战上逐渐落下了时代的脚步。

近日,据韩国媒体Sedialy报道称,英特尔方面为解决14nm工艺产能短缺的问题,正在寻求与另一家半导体大厂三星进行合作,希望让三星电子能为其代工14nm处理器,缓解产能不足的问题。

10nm或是产能不足罪魁祸首 英特尔寻求三星代工实属无奈

一直以来,英特尔自家产品都几乎全部是交由内部工厂进行生产,深究其产品线的历史,这家芯片大厂也只曾将其供应给苹果的Intel XMM 7260/7360基带芯片交由台积电代工。但自从10nm制程一再跳票后,英特尔把大量资源投入到了改善10nm的良品率当中,原先的生产计划被打破。原本应该使用新工艺的处理器,如今只能被迫使用14nm,但友商都已经大批量出货7nm CPU,如此窘境下,英特尔不太可能重新投资建设新的14nm生产线。

从商业化的角度看,编者认为,英特尔找三星代工处理器不失为一个明智之举。毕竟,在自家更先进的制程即将可以量产,主营的CPU业务也即将全系转向10nm工艺的情况下,如果重新建设14nm产线,意味着一旦10nm量产之后,14nm的产能必定会过剩,而英特尔一向不接受代工订单,因此时下找第三方代工会是最经济实惠的方案。

三星、台积电大打“制程大战” 英特尔真被超越了?

回顾英特尔的发展进程,从1999年的180nm工艺开始,英特尔就以每两年升级一次制造工艺,中间穿插着升级微架构的方式进行产品迭代。不过,这样的技术演进路线在2014年出现了变化。事实上,早在13年公布的工艺路线图中,英特尔就计划于15年年底开始出货10nm处理器,结果一拖就拖了4年。

这四年间,英特尔在历史上首次在工艺制程上落后于台积电、三星等对手。究其原因,据编者了解,英特尔目前仍然在完全依赖激光波长为193nm的传统DUV(深紫外光刻),但193nm的光源理论上在90nm就会开始接近衍射极限,无法在晶圆上直接进行曝光。这样一来,为了做出更精细的电路,就需要采用多次曝光的方式,而这样做带来的就是繁琐的制造过程和极低的良品率,同时成本也会大大加重,英特尔率先在10nm上使用的SAQP(自对准四重曝光技术)就是难点之一。

反观友商,以目前制程上最为激进的台积电来说,从17年的10nm再到18年的7nm,甚至最近宣布已经启动2nm工艺的研发,一时惊为天人。毕竟在以往,业界曾公认的硅基半导体的物理极限在5nm左右,而最为乐观的也不过是3nm,所以这次台积电公布的消息实在是令人叹为观止。如此对比之下,英特尔在实打实的制程工艺研发上似乎已快落后友商两代之多,曾以制程工艺作为最大优势的英特尔,“牙膏”是否真的挤不出来了?事实可能未必如此。

众所周知,衡量半导体工艺水平的不仅是尺寸越小越好,还要看每平方毫米的晶体管数量。根据资料显示,以10nm为例,英特尔10nm的晶体管密度为100.8MTr/mm2,,这个数据甚至是三星10nm的两倍之多,甚至比起三星、台积电的7nm仍有小幅度的领先,但相对上几代来说,差距已经被几乎抹平。正如英特尔制程架构与集成总监、IEEE院士Mark Bohr所言:“也许是因为进一步的制程升级越来越难,一些公司背离了摩尔定律的法则。即使晶体管密度增加很少,或者根本没有增加,但他们仍继续推进采用新一代制程节点命名。结果导致制程节点名称根本无法正确体现这个制程位于摩尔定律曲线的哪个位置。”

小结:

尽管从数据上看,英特尔在工艺水平上仍领先于友商,但他们仍面临一个很现实的问题。即三星、台积电之间的制程大战,确实在市场上有着不错的反响,所谓的“7nm”工艺都得到了企业和用户的一致好评。更何况,对于英特尔而言,最大的挑战还是来自于老对手AMD。AMD近年来依靠台积电的12nm、7nm工艺完成了处理器性能和功耗上的“咸鱼翻身”,并且在PC和服务器市场都有着极佳的表现,正逐步馋食英特尔的市场份额。因此,如果说是从前的遥遥领先使得英特尔放缓脚步,那么在如今三星、台积电的步步紧逼甚至“超越”的脚步下,仍不加快研发进程,当英特尔完成“闭关修炼”之时,很可能已经被市场抛弃。

但从编者个人的视角来看,这种现象未免过于“浮夸”。如今三星、台积电大打制程之争,已经在业界掀起一股“浮夸之风”,业内似乎已经忘却了“摩尔定律”的真正意义。编者认为,随着硅基半导体的物理工艺逼近极限,一味追求极限尺寸并不是长久之计,如何减少高密度下晶体管的漏电率才重要方向之一。一旦摩尔定律失效,半导体的行业的发展缓慢将会影响整个科技行业的推进。因此,在比硅更好的半导体材料能够量产之前,也许英特尔继续坚持摩尔定律,积累技术静待爆发,才是最为理性的策略。


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