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[導讀]近日,在IEEE國際電子設備會議(IEDM)上,一個有趣的公開內容是即將到來的制程節點技術。到目前為止,幾乎每個環節都涵蓋了7nm、5nm和3nm工藝。我們沒想到英特爾即將推出的制造工藝的擴展路線圖會被透露。英特爾10nm制程節點的一再延期使其無論在先進半導體制程的領先性還是在CPU的競爭中都面臨更大壓力。英特爾顯然已經感受到這些壓力并正在釋放積極信號。

近日,在IEEE國際電子設備會議(IEDM)上,一個有趣的公開內容是即將到來的制程節點技術。到目前為止,幾乎每個環節都涵蓋了7nm、5nm和3nm工藝。我們沒想到英特爾即將推出的制造工藝的擴展路線圖會被透露。英特爾10nm制程節點的一再延期使其無論在先進半導體制程的領先性還是在CPU的競爭中都面臨更大壓力。英特爾顯然已經感受到這些壓力并正在釋放積極信號。

根據IEDM公布的一張幻燈片,英特爾未來十年將會保持每年更新制程技術,每兩年更新一代制程節點的速度發展,有意思的是,1.4nm節點首次在英特爾的幻燈片中出現。英特爾仍然相信摩爾定律,但付出的成本也將越來越高昂。

 

他們說下面這張幻燈片值1000字。

公開此數據的演講者實際上是英特爾的一位緊密合作伙伴,演講者指出,英特爾自己在9月的光刻會議上展示了此幻燈片。

 

2029年1.4nm

英特爾預計其制造工藝節點技術將以兩年迭代一代的速度發展,從2019年的10nm到2021年的7nm EUV,然后到2023年的5nm,2025年的3nm,2027年的2nm,以及2029年的1.4nm。1.4nm工藝是首次在英特爾的幻燈片上出現,因此這可以確認英特爾發展的方向,如果1.4納米表示實際的尺寸,那就相當于12個硅原子。

值得一提的是,今年IEDM上的一些演講使用的是所謂的“ 2D自組裝”材料,其尺寸大約為0.3nm,這么小的尺寸并不新鮮,但對于硅而言很新鮮。

顯然,英特爾(及其合作伙伴)必須克服許多問題。

+,++和反向移植

正如英特爾之前所說,在每個過程節點之間,將有迭代的+和++版本,以便每個制程節點的性能得到提升。唯一的例外是10nm,它已經在10+上了,因此我們將在2020年和2021年分別看到10 ++和10 +++。英特爾認為,他們可以保持每年更新的速度,但也有相同的團隊確保一個制程的流程節點可以與另一個制程節點平滑演進。

這張幻燈片中有趣的元素是提到了反向移植。這是設計芯片時需要考慮一個節點的能力,由于新的節點可能推遲,可以在同一時間范圍內在較舊的“ ++”版本的處理節點。盡管英特爾表示他們正在將芯片設計從工藝節點技術中分離出來,但在某個時候,必須要承諾采用工藝節點才能開始在硅片中進行布局。那時,流程節點過程已被鎖定,尤其是在進行掩膜創建時。

幻燈片中顯示了英特爾將允許任何一代7nm設計可以反向移植到10 +++,任何一代5nm設計都可以反向移植到7 ++,然后從3nm移植到5+ +,2nm至3 ++等。有人可能會質疑說,此路線圖可能對日期沒有嚴格要求。我們已經看到英特爾的10nm制程花了很長的時間,因此希望英特爾以每年一次的更新進度和兩年一代的節點演進的節奏進行發展。節點似乎是一種非常樂觀和積極的策略。

請注意,這并不是第一次涉及英特爾的反向移植硬件設計的表述。由于目前英特爾10納米制程技術的推遲,廣泛流傳著英特爾未來的某些CPU微體系結構設計最初是為10納米(或10 +,10 ++)而設計,但最終可能會采用更加成熟的14nm工藝。

未來的演進

通常,隨著流程節點的發展,每個制程節點將有不同的團隊。該幻燈片指出,英特爾目前正在開發其10 +++優化以及7nm系列。這個想法是,“ +”更新從每一代的設計角度都能進行改進,而數字代表了整個節點的性能。有趣的是,我們看到英特爾的7nm基于10 ++,在將來,英特爾的5nm將基于7nm設計,3nm來自5nm。毫無疑問,每個+ / ++的某些更新某化將在需要時應用到將來的設計中。

在此幻燈片中,目前英特爾處于定義5nm的階段。在本屆IEDM會議上,關于5nm的討論很多,因此其中一些改進(例如制造、材料、一致性等)最終將最終以英特爾的5nm工藝結束,這取決于與之合作的設計公司(歷史上是應用材料公司(ASML))。

英特爾目前處于“尋路”模式,超越5nm,即3nm / 2nm / 1.4nm。與往常一樣,英特爾一直在考慮新材料,新的晶體管設計等。在本屆IEDM會議上,我們看到了很多關于全柵晶體管的討論,無論是納米片還是納米線,隨著FinFET發揮到極致,毫無疑問我們將看到其中的一些。

臺積電在其5納米工藝(相當于英特爾的7納米)中仍使用FinFET,因此,如果我們看到納米片之類的東西,然后納米線(甚至混合設計)進入英特爾的制造堆棧,我也不會感到驚訝。

值得一提的是,根據這張幻燈片的標題,英特爾仍然相信摩爾定律。只是不要問它要花多少錢。值得注意的是,5nm被列為2023年的節點,大約在ASML開始銷售其“高NA” EUV機的時候,以幫助在制造過程中更好地定義路徑。我不確定High NA是否會在5nm或3nm處攔截,假設英特爾的此路線圖的日期正確且英特爾能夠堅持下去,但這是需要考慮的問題。

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