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英特爾本周透露了Intel 18A(1.8nm 工藝)最新消息，并公布了計劃采用 Intel 18A的兩位第三方客戶，分別為波音公司和諾斯洛普?格魯曼公司。
此前，在客戶方面，英特爾宣布，AWS亞馬遜云將成為首個采用英特爾代工服務(wù)(IFS)先進(jìn)封裝解決方案的客戶，而高通將成為采用Intel 20A先進(jìn)制程工藝的客戶，并和聯(lián)發(fā)科宣布建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，而英特爾未來最先進(jìn)的Intel 3以及Intel 20A/18A也都將會對外開放。
看來，臺積電2nm制程提前進(jìn)入倒計時，三星良率大增開始與各大廠商合作生產(chǎn)后，讓Intel也開始坐不住了。
Intel 18A制程推進(jìn)加快
Intel 18A (1.8nm)制程是英特爾新命名的制程之一。2020 年，英特爾提出 Intel 7、Intel 4、Intel 3 及 Intel 20A、Intel 18A 等先進(jìn)制程，并計劃一年推出一代。18A工藝基于20A工藝改良而成，采用了PowerVia背面供電、RibbonFET全環(huán)繞柵極等最新工藝，并被稱為超越臺積電工藝技術(shù)的節(jié)點。
英偉達(dá)、高通、Microsoft、IBM、Cadence和Synopsys也參與了該計劃，并幫助開發(fā)18A測試芯片。英特爾表示，18A工藝開發(fā)“繼續(xù)走上正軌”。Intel 18A 制程原規(guī)劃是在 2025 年量產(chǎn)，現(xiàn)在推進(jìn)速度超于預(yù)期，將提前半年在 2024 年下半年量產(chǎn)。
在英特爾數(shù)據(jù)中心和人工智能事業(yè)部投資者網(wǎng)絡(luò)研討會上，可以看到，英特爾至強路線圖增加了一個新成員——第二代高能效至強Clearwater Forest。該芯片預(yù)計在2025年上市，將采用Intel 18A。這個跳過Intel 20A、直接用上Intel 18A的決定，傳遞出英特爾對其未來節(jié)點順利推進(jìn)的信心。
英特爾高級副總裁暨中國區(qū)董事長王銳表示，Intel 7 已經(jīng)大規(guī)模量產(chǎn)，Intel 4 將于今年下半年上場，將用于酷睿處理器(Meter Lake)，Intel 3 正在按計劃推進(jìn)，Intel 20A(2 納米)、Intel 18A(1.8 納米)的測試芯片已經(jīng)流片，由此看來，Intel 18A計劃的提前落地已是板上釘釘。
Intel 18A劃時代的兩大創(chuàng)新技術(shù)
在去年的“英特爾加速創(chuàng)新：制程工藝和封裝技術(shù)線上發(fā)布會”上，英特爾CEO帕特-基爾辛格(Pat Gelsinger)發(fā)表了演講，展示了一系列底層技術(shù)創(chuàng)新，這些技術(shù)將驅(qū)動英特爾到2025年乃至更遠(yuǎn)未來的新產(chǎn)品開發(fā)，也將會運用到18A當(dāng)中，其中兩大開創(chuàng)性技術(shù)——RibbonFET的全新晶體管架構(gòu)以及名為PowerVia的技術(shù)更是史無前例。
全新晶體管架構(gòu)——RibbonFET
步入Intel 20A階段，英特爾的工藝名稱指的是埃而不是納米，這也意味著英特爾將從FinFET設(shè)計過渡到一種新的晶體管(GAAFET)，而英特爾將其稱之為RibbonFET(也有的芯片廠商將其稱為MCBFET)。
人們預(yù)計，隨著摩爾定律逼近極限，F(xiàn)inFET設(shè)計無法再為先進(jìn)工藝制程提供支持時，GAAFET設(shè)計將會成為主流。相比之下，F(xiàn)inFET依賴于源極/漏極的多個量化鰭片和多個鰭片軌跡的單元高度，而GAAFET支持可變長度的單個鰭片，從而允許在功率、性能或面積方面優(yōu)化每個單獨單元器件的電流。
據(jù)英特爾介紹，RibbonFET是一個Gate All Around晶體管，從設(shè)計上看，這個全新設(shè)計將柵極完全包裹在通道周圍，可實現(xiàn)更好的控制，并在所有電壓下都能獲得更高的驅(qū)動電流。新的晶體管架構(gòu)加快了晶體管開關(guān)速度，最終可打造出更高性能的產(chǎn)品。通過堆疊多個通道，即納米帶，可以實現(xiàn)與多個鰭片相同的驅(qū)動電流，但占用的空間更小。通過對納米帶的部署，英特爾可以使得帶的寬度可以被調(diào)整，以適應(yīng)多種應(yīng)用。
早在去年的國際VLSI會議上英特爾就曾披露過關(guān)于GAAFET設(shè)計的相關(guān)信息，當(dāng)時被告知英特爾批量實施GAAFET設(shè)計的時間會在5年內(nèi)。如今，英特爾的20A工藝將采用RibbonFET設(shè)計，根據(jù)上述路線圖，很可能在2024年底實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)。
當(dāng)然，GAAFET設(shè)計也并非英特爾獨家專屬，臺積電預(yù)計將在2nm工藝上采用GAAFET設(shè)計，而三星將在其3nm工藝節(jié)點中引入GAAFET設(shè)計，其中三星可能是第一個邁入GAAFET大門的。
全新技術(shù)——PowerVia
PowerVia，是由英特爾工程師開發(fā)的全新背面電能傳輸網(wǎng)絡(luò)，也將在Intel 20A中首次采用。眾所周知，現(xiàn)代電路的制造過程從晶體管層M0作為最小層開始，在此之上以越來越大的尺寸添加額外的金屬層，以解決晶體管與處理器不同部分之間所需的所有布線。這種傳統(tǒng)的互連技術(shù)產(chǎn)生的電源線和信號線的互混，導(dǎo)致了布線效率低下的問題，會影響性能和功耗。
通過PowerVia技術(shù)，英特爾把電源線置于晶體管層的下面，通過消除晶圓正面的電源布線需求，可騰出更多的資源用于優(yōu)化信號布線并減少時延。通過減少下垂和降低干擾，也有助于實現(xiàn)更好的電能傳輸。該技術(shù)降低了設(shè)計上的IR壓降，這在更先進(jìn)的工藝節(jié)點技術(shù)上越來越難以實現(xiàn)以提高性能。當(dāng)該技術(shù)在高性能處理器上大量使用時，將會很有趣。
據(jù)悉，采用Intel 18A工藝，通過RibbonFET和PowerVia技術(shù)，消費電子產(chǎn)品(如智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦)可能獲得更高的性能和更長的電池續(xù)航時間，提高處理器和其他電子組件的功耗效率。這將使得消費電子產(chǎn)品能夠更好地滿足用戶的需求并提供更好的用戶體驗。
在汽車電子領(lǐng)域，Intel 18A工藝將帶來更強大的計算能力和更低的功耗。這將支持更先進(jìn)的駕駛輔助功能和自動駕駛技術(shù)，例如感知和決策算法的實時處理和高度復(fù)雜的計算任務(wù)。同時，功耗效率的提高有助于減少電子系統(tǒng)的能耗，從而提高燃油經(jīng)濟(jì)性和電動汽車的續(xù)航里程。
隨著AI領(lǐng)域浪潮的到來，Intel 18A工藝出現(xiàn)將提供更高性能的處理器，以支持更強大的AI算法和應(yīng)用程序。這對于深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)和自然語言處理等復(fù)雜的AI任務(wù)尤為重要。高性能的處理能力加上低功耗的特性，將推動AI技術(shù)在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，包括醫(yī)療保健、金融、物流和安全等領(lǐng)域。
Intel 18A工藝的提前落地對整個芯片市場可以說是一個“深水炸彈”，必定會在如今平靜的半導(dǎo)體市場黨旗陣陣漣漪，引發(fā)連鎖效應(yīng)。
雖然如今半導(dǎo)體行業(yè)仍處于下行周期，但據(jù)WSTS預(yù)測，下一年半導(dǎo)體將會逐步恢復(fù)生機(jī)，全球半導(dǎo)體將會達(dá)到萬億美元的龐大市場。此時Intel宣布A18計劃的加快推進(jìn)，看來，Intel已經(jīng)抓緊步伐，已經(jīng)在各個層次與三星，臺積電提前展開博弈，當(dāng)然這僅僅靠18A計劃一個小小棋子，面對這兩大半導(dǎo)體巨頭，是難以實現(xiàn)它的雄心壯志，當(dāng)然Intel早有預(yù)料，并提前進(jìn)行了半導(dǎo)體領(lǐng)域的兩大戰(zhàn)略布局——制程與代工的齊頭并進(jìn)。
Intel兩大戰(zhàn)略布局其一——四年五節(jié)點，先奪下一代EUV技術(shù)
四年五節(jié)點計劃
英特爾CEO在創(chuàng)新大會上就曾表示國，英特爾計劃在4年內(nèi)搞定5代CPU工藝，也就是從今年到2025年這4年，要搞定從Intel 7到Intel 18A的這5代工藝，其中Intel 7代表的是12代酷睿上首發(fā)的工藝，對比的是臺積電、三星的7nm工藝，而intel 20A指的是2nm，intel 18A指的1.8nm，
目前Intel 7已實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，并用于客戶端和服務(wù)器端；Intel 4已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，為投產(chǎn)做好準(zhǔn)備，預(yù)計2023年下半年基于Intel 4的Meteor Lake將量產(chǎn)；Intel 3正按計劃推進(jìn)中；Intel 18A將于2024年上半年量產(chǎn)；Intel 20A將于2024年下半年量產(chǎn)，預(yù)計相關(guān)產(chǎn)品將會在2025年推出。如今20A和18A看來受AI浪潮、半導(dǎo)體環(huán)境逐漸復(fù)蘇等系列因素影響，Intel已經(jīng)計劃讓它們提前落地了。
下一代EUV技術(shù)——極紫外光刻工藝
除四年五節(jié)點計劃外，英特爾在極紫外光刻(EUV)工藝上也有自己的新規(guī)劃，據(jù)悉，英特爾將成為光刻機(jī)龍頭ASML下一代EUV技術(shù)(High-NA EUV)的主要客戶。英特爾有望率先獲得業(yè)界第一臺High-NA EUV光刻機(jī)，并計劃在2025年成為首家在生產(chǎn)中實際采用High-NA EUV的芯片制造商。
High-NA EUV光刻機(jī)的目標(biāo)是將制程推進(jìn)到1nm及以下。在ASML的規(guī)劃中，第二代EUV光刻機(jī)的型號將是NXE：5000系列，其物鏡的NA將提升到0.55，進(jìn)一步提高光刻精度，半導(dǎo)體工藝想要突破1nm制程，就必須靠下一代光刻機(jī)(High-NA EUV)。不過這也將更加昂貴，曾傳出其成本超過一架飛機(jī)，約3億美元。
ASML預(yù)計將在2022年完成第一臺High-NA EUV光刻機(jī)系統(tǒng)的驗證，并計劃在2023年交付給客戶。ASML宣布，它現(xiàn)在預(yù)計High-NA 設(shè)備將在 2025 年或 2026 年(由其客戶)進(jìn)入商業(yè)量產(chǎn)。英特爾正翹首以盼High-NA 生態(tài)系統(tǒng)的誕生，以搶得市場先機(jī)。
Intel兩大戰(zhàn)略布局其二——業(yè)務(wù)再拆分，全面入侵晶圓代工市場
英特爾在最近的線上分析師會議上宣布了企業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整計劃，重點發(fā)展晶圓代工業(yè)務(wù)。作為這一計劃的一部分，英特爾計劃在明年第一季度將晶圓代工事業(yè)(IFS)獨立運作，并在財報中單獨列出其損益情況，預(yù)計開始盈利。
這意味著英特爾將從原先的集成設(shè)計與制造(IDM)模式轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計、制造和封測獨立運營的模式。此外，英特爾對拆分出來的晶圓代工部門寄予了很大的期望，希望他們能夠處理好自家的訂單，并且能夠承接外部訂單，以與臺積電和三星一同爭奪市場份額。
然而，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，在2022年，英特爾的晶圓代工業(yè)務(wù)僅實現(xiàn)了8.95億美元的營收，而臺積電在同一年全年的合并營收為758.8億美元，三星的晶圓代工業(yè)務(wù)營收約為29.93萬億韓元(約合229.7億美元)。
顯然，臺積電目前保持著行業(yè)的頭把交椅，難以撼動其領(lǐng)先地位。盡管目前看起來英特爾與三星之間的差距似乎有些遙遠(yuǎn)，實際上這是因為英特爾的晶圓代工業(yè)務(wù)的營收沒有計算上自家內(nèi)部產(chǎn)品業(yè)務(wù)部門的需求。
隨著英特爾制造業(yè)務(wù)的完全獨立，英特爾內(nèi)部的產(chǎn)品業(yè)務(wù)部門將成為英特爾代工業(yè)務(wù)的最大客戶，這將大幅提升英特爾代工業(yè)務(wù)的訂單量和營收規(guī)模。除此之外，英特爾還通過穩(wěn)固各客戶合作關(guān)系、加快工程建設(shè)，進(jìn)一步進(jìn)軍半導(dǎo)體市場。
和聯(lián)發(fā)科宣布建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系
早前，英特爾宣布與全球十大晶圓代工需求最大的客戶中的7家積極探索合作關(guān)系。例如，英特爾和聯(lián)發(fā)科在2022年7月宣布建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，聯(lián)發(fā)科將利用英特爾的晶圓代工服務(wù)IFS來制造基于Intel 16工藝的芯片。英特爾還表示，最先進(jìn)的Intel 3、Intel 20A和Intel 18A技術(shù)也將對外開放。
牽手高通AWS
先前提到，高通將成為采用Intel 20A先進(jìn)制程工藝的客戶，這還是開天辟地頭一次。
眾所周知，高通在手機(jī)芯片市場占據(jù)主導(dǎo)，該公司將使用英特爾的20A芯片制造工藝，并借助新的晶體管技術(shù)來降低芯片能耗。不過這件事還有點遙遠(yuǎn)，如果不跳票的話，也要在2024年以后才能看到高通采用英特爾的20A工藝，也就是說咱們至少還得等待3年。
三大工廠計劃落地
英特爾計劃在波蘭弗羅茨瓦夫附近投資46億美元建立一個半導(dǎo)體組裝和測試工廠，預(yù)計該工廠將于2027年開始運營。該工廠將與英特爾在德國和愛爾蘭的工廠緊密結(jié)合，共同構(gòu)建一個整合半導(dǎo)體制造價值鏈的端到端解決方案。
此外，英特爾還與德國簽署了一份修訂后的意向書，計劃在德國投資建設(shè)新的晶圓廠，并預(yù)計該廠將采用英特爾先進(jìn)的埃時代晶體管技術(shù)。去年3月，英特爾宣布在德國投資170億歐元建立巨型晶圓廠，這次與德國政府達(dá)成協(xié)議后，英特爾有望獲得高達(dá)99億歐元的補貼。
在同一天，據(jù)路透社報道，以色列總理內(nèi)塔尼亞胡宣布，英特爾將在以色列投資250億美元新建一家工廠，這是以色列歷史上吸引的最大國際投資。這個位于Kiryat Gat的工廠預(yù)計將于2027年開始投產(chǎn)，并至少運營到2035年，將為數(shù)千名員工提供就業(yè)機(jī)會。根據(jù)協(xié)議，英特爾將支付7.5%的稅率，高于目前的5%。
從技術(shù)到業(yè)務(wù)層面，英特爾多措并舉，在今年可謂是湊足了底牌和三星、臺積電叫板，2023年的半導(dǎo)體市場三大巨頭愈演愈烈，你覺得今年冠亞季軍又會花落誰家呢？
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