創(chuàng)新、扎實而嚴謹?shù)墓こ?，成就“四年五個制程節(jié)點”

今年9月，Intel 4制程節(jié)點實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，英特爾重獲制程領(lǐng)先性的“四年五個制程節(jié)點”之旅又按時抵達了一座里程碑。

近日，英特爾執(zhí)行副總裁兼技術(shù)開發(fā)總經(jīng)理Ann Kelleher為我們講述了這一計劃的“幕后故事”，英特爾是如何按時穩(wěn)步推進“四年五個制程節(jié)點”計劃的呢？目前，Intel 7和Intel 4已經(jīng)實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，Intel 3即將到來，實現(xiàn)約18%的每瓦性能提升，而接下來的Intel 20A和Intel 18A同樣進展順利，在每瓦性能上將比上一個節(jié)點各提升約10%。

創(chuàng)新技術(shù)加持

Ann Kelleher表示，英特爾非常成功地在Intel 4技術(shù)中采用了EUV（極紫外光刻）技術(shù)，并在將這項技術(shù)用于大規(guī)模量產(chǎn)前做好了充分的準備。從Intel 4的制造指標的基準來看，它和EUV非常匹配。EUV不僅可以降低圖案層數(shù)，進而提升良率（yield），也有助于減少制造的周期時間和總體成本。

在Intel 3技術(shù)中，英特爾將進一步增加對EUV的使用，而在開啟埃米時代的Intel 20A和Intel 18A制程節(jié)點上，英特爾還將應用兩項全新的技術(shù)：PowerVia背面供電技術(shù)和RibbonFET全環(huán)繞柵極（GAA）晶體管。這兩項技術(shù)的研發(fā)工作均已完成。

PowerVia實現(xiàn)了背面供電

其中，PowerVia不僅可以提高芯片的速度和使用頻率，而且在將一部分金屬線移至芯片背面后，它在先進封裝層面也有較大潛力。針對業(yè)界較為擔憂的背面供電的散熱問題，英特爾在過去兩三年內(nèi)進行了大量創(chuàng)新，提升了PowerVia的熱量管理能力，并正在探索如何將其更好地用于GPU等熱量密度更高的產(chǎn)品中。

扎實而嚴謹?shù)牧鞒?/h2>

英特爾公司首席執(zhí)行官帕特·基辛格曾說：“‘四年五個制程節(jié)點’不是搭建空中樓閣，而是一項扎實且嚴謹?shù)墓こ?，只有這樣我們才能順利到達終點。”Ann Kelleher介紹，英特爾在開發(fā)新制程節(jié)點前會先進行早期研究，一些甚至始于六至十年前。之后是探路（pathfinding）階段，會基本確定早期研究的哪些部分有可能用到最后的制程節(jié)點中。接著，就是開發(fā)階段，根據(jù)項目的不同會花費兩到三年的時間。最后，會在試驗生產(chǎn)線制造一定量的芯片，在證明其達到了英特爾的標準后，才會將制程技術(shù)“轉(zhuǎn)移”到工廠進行大規(guī)模生產(chǎn)。

在技術(shù)“轉(zhuǎn)移”階段，英特爾主要進行的是“匹配”工作，設(shè)備的匹配，制造流程的匹配，乃至生產(chǎn)線每個部分的匹配。用于之前的制程節(jié)點生產(chǎn)的設(shè)備，合適的話會沿用，不合適的話，會進行升級，“一旦我們知道我們有匹配的能力，芯片就會進入生產(chǎn)線”。

此外，在開發(fā)新制程節(jié)點時，英特爾還在每個被認為風險較高的地方都制定了應急計劃。例如，英特爾專門做了一個測試節(jié)點，用于獨立地測試和開發(fā)PowerVia，以確保它能被妥善地用于Intel 20A和Intel 18A制程節(jié)點。

堅持客戶至上

Ann Kelleher表示，Intel 18A PDK的0.9版本即將向外部客戶提供，1.0版本也將按照業(yè)界標準的時間表推出，確保時間表與代工廠通常的時間表一致是英特爾的工作重點之一。

英特爾代工服務（IFS）客戶對Intel 18A制程節(jié)點的反饋非常積極，一家重要客戶承諾采用Intel 18A和Intel 3，并支付了預付款，該客戶發(fā)現(xiàn)英特爾代工服務為其設(shè)計生產(chǎn)的芯片，在功耗、性能和面積效率等方面表現(xiàn)優(yōu)異。此外，還有兩家專注于高性能計算的新客戶簽約，將采用Intel 18A。

從技術(shù)研發(fā)部門的角度來看，Ann Kelleher表示，預付款讓客戶根據(jù)自己的意愿，在任何獨特的方面進行整體投資，并使得英特爾能夠向其提供更大規(guī)模的產(chǎn)能。在可能的情況下，英特爾代工服務也會努力滿足特定客戶定制制程節(jié)點或傳統(tǒng)工藝變體的要求，這主要取決于具體的要求，如需求量、開發(fā)成本等等。

“四年五個制程節(jié)點”只是英特爾重獲、保持制程領(lǐng)先性的開始，明年，英特爾將制定新計劃，繼續(xù)通過技術(shù)創(chuàng)新推進摩爾定律，以實現(xiàn)2030年在單個封裝中集成一萬億個晶體管的目標。在即將于12月9日開幕的IEDM 2023（2023 IEEE國際電子器件會議）上，英特爾將分享其推進摩爾定律的最新進展。