英特爾4準(zhǔn)備就緒，英特爾3將于2023年下半年推出

 

　　明年，英特爾將發(fā)布代號(hào)為MeteorLakeCPU的第14代酷睿，這是其首個(gè)采用多芯片（或多瓦）設(shè)計(jì)的大眾市場(chǎng)客戶處理器，每個(gè)芯片組都將使用不同的工藝技術(shù)制造。英特爾的MeteorLake產(chǎn)品將包括四塊芯片：使用英特爾4號(hào)工藝技術(shù)（又稱7納米EUV）制造的計(jì)算芯片（CPU內(nèi)核）、臺(tái)積電可能使用其N3或N5節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)的圖形芯片、SoC芯片和I/O芯片。此外，這些瓦片將使用英特爾的Foveros3D技術(shù)進(jìn)行互連。

 

　　MeteorLake的計(jì)算瓦片可以說是軟件包中最令人興奮的部分，因?yàn)樗鼘⒃谟⑻貭?（以前稱為7納米）上制造，這是該公司第一個(gè)將使用極紫外（EUV）光刻的生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)。據(jù)英特爾稱，這種制造工藝已經(jīng)準(zhǔn)備好進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，盡管它將在幾個(gè)月后才被部署到MeteorLake的計(jì)算芯片的HVM上。考慮到英特爾在2021年10月對(duì)該計(jì)算芯片進(jìn)行了供電，該節(jié)點(diǎn)到現(xiàn)在已經(jīng)準(zhǔn)備好進(jìn)行生產(chǎn)，這并不令人驚訝。有點(diǎn)出乎意料的是，英特爾沒有確認(rèn)這種工藝技術(shù)是用來制造PonteVecchio的Xe-HPC計(jì)算GPU瓦片的，正如兩年前種植的那樣。

 

　　英特爾將在臺(tái)積電近四年后開始使用EUV，臺(tái)積電在2019年第二季度開始在其N7+節(jié)點(diǎn)上生產(chǎn)芯片。英特爾需要確保其4納米級(jí)節(jié)點(diǎn)的性能達(dá)到預(yù)期，并提供良好的產(chǎn)量，因?yàn)檫@將是該公司相當(dāng)不幸的10納米工藝系列之后的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)，該工藝在其生命周期的早期沒有達(dá)到預(yù)期的性能，其成本高于該公司幾年前的期望。

 

　　由于英特爾必須追趕其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手三星晶圓廠和臺(tái)積電，其英特爾4工藝技術(shù)將在2023年~2024年加入其英特爾3制造節(jié)點(diǎn)（3納米級(jí)）。根據(jù)英特爾分享的數(shù)據(jù)，這種工藝將在2023年下半年具備制造條件。它將用于制造英特爾代號(hào)為GraniteRapids和SierraForest的處理器，這是該公司備受矚目的產(chǎn)品。SierraForest預(yù)計(jì)將成為該公司第一個(gè)使用節(jié)能內(nèi)核的數(shù)據(jù)中心CPU，并將與各種基于Arm的高內(nèi)核產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)。

 

　　英特爾已經(jīng)要在Xeon'GraniteRapids'樣品上下功夫了，所以看起來CPU的設(shè)計(jì)已經(jīng)準(zhǔn)備好了，而節(jié)點(diǎn)本身也在HVM2024的軌道上。

 

　　"'花崗巖急流'的第一步已經(jīng)出爐，產(chǎn)量不錯(cuò)，英特爾3號(hào)繼續(xù)按計(jì)劃進(jìn)展，"英特爾首席執(zhí)行官PatGelsinger在最近的收益電話會(huì)議上說。"EmeraldRapids顯示出良好的進(jìn)展，正在按計(jì)劃完成2023年的任務(wù)，GraniteRapids非常健康地在許多配置中運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，加上SierraForest，我們的第一個(gè)E-core產(chǎn)品提供世界一流的每瓦特性能，都在2024年穩(wěn)固地進(jìn)行。"

 

　　英特爾的18A被移到了2024年下半年

 

　　追趕臺(tái)積電和三星是很重要的，但要恢復(fù)其工藝技術(shù)的領(lǐng)先地位，英特爾將不得不跨越這兩個(gè)對(duì)手的步伐。這將在2024年的某個(gè)時(shí)候發(fā)生，屆時(shí)該公司將公布其20A（20埃，或2納米）節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)將使用其門控全方位晶體管品牌RibbonFET，以及稱為PowerVia的背面電源傳輸。英特爾預(yù)計(jì)其20A節(jié)點(diǎn)將在2024年上半年做好生產(chǎn)準(zhǔn)備；它將用于制造--除其他外--2024年該公司用于客戶端PC的代號(hào)為ArrowLake的處理器的小芯片。

 

　　英特爾的20A將是業(yè)界第一個(gè)2納米級(jí)節(jié)點(diǎn)，它還將廣泛使用EUV來最大限度地提高晶體管密度，提供體面的性能改進(jìn)，并降低功耗。2024年，它將與臺(tái)積電為提高晶體管密度和性能而設(shè)計(jì)的第三代3納米級(jí)（N3S、N3P）工藝技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)。這三個(gè)節(jié)點(diǎn)如何相互疊加，還有待觀察。不過，英特爾為其20A工藝設(shè)定了很高的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗瑫r(shí)引入了兩項(xiàng)重大創(chuàng)新（GAA、BPD）。

 

　　然而，20A并不是英特爾計(jì)劃在2025年底開始使用的最先進(jìn)的工藝技術(shù)。該公司還在準(zhǔn)備其18A（18埃，1.8納米）生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)，有望為英特爾及其英特爾代工服務(wù)客戶進(jìn)一步提高PPA（性能、功率、面積）優(yōu)勢(shì)。
 

 

　　對(duì)于18A，英特爾最初計(jì)劃使用具有0.55數(shù)值孔徑（NA）光學(xué)器件的EUV工具，這將提供8納米的分辨率（低于目前使用的具有0.33NA的EUV工具的13納米）。但ASML生產(chǎn)的高NAEUV設(shè)備將在2025年才準(zhǔn)備好，而英特爾的目標(biāo)是其18A在2025年下半年準(zhǔn)備生產(chǎn)，領(lǐng)先于其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

 

　　由于使用當(dāng)前一代的EUV工具有可能使3nm后的節(jié)點(diǎn)達(dá)到8nm的分辨率，并采用多圖案技術(shù)（盡管這將延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，并有可能影響產(chǎn)量），英特爾愿意為18A承擔(dān)一些額外的風(fēng)險(xiǎn)，并使用ASML的TwinscanNXE:3600D或NXE:3800E來制造這一節(jié)點(diǎn)的芯片，因?yàn)樗J(rèn)為這將為它帶來無可爭(zhēng)議的市場(chǎng)領(lǐng)先地位。

 

　　事實(shí)證明，第一批20A和18A的測(cè)試芯片已經(jīng)被錄制出來了。

 

　　英特爾公司負(fù)責(zé)人說："在英特爾20A和英特爾18A這兩個(gè)最先受益于RibbonFet和PowerVia的節(jié)點(diǎn)上，我們的第一批內(nèi)部測(cè)試芯片和一個(gè)主要的潛在代工客戶的測(cè)試芯片已經(jīng)在晶圓廠中運(yùn)行，"他說。"我們繼續(xù)按計(jì)劃在2025年前重新獲得晶體管性能和功率性能的領(lǐng)先地位。"

 

 

　　20A和18A的生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)都將廣泛使用EUV工具（甚至有可能是高NAEUV工具），使得在這些技術(shù)上生產(chǎn)的芯片非常昂貴。即使是今天的大型單片式4納米和5納米芯片，其開發(fā)、驗(yàn)證和生產(chǎn)成本也很高，這就是為什么像英特爾的PonteVecchio這樣的多芯片設(shè)計(jì)越來越受歡迎。在2納米和1.8納米，進(jìn)一步分解高性能設(shè)計(jì)將是有意義的。

 

　　要做到這一點(diǎn)，英特爾認(rèn)為將需要一種全新的"由外而內(nèi)"的設(shè)計(jì)方法。英特爾設(shè)想，幾年后，芯片設(shè)計(jì)者將能夠把單個(gè)芯片的功能分解成一個(gè)多芯片的設(shè)計(jì)，然后使用最優(yōu)化的技術(shù)生產(chǎn)小芯片，以滿足他們的性能、功率和成本目標(biāo)。英特爾將這種方法稱為系統(tǒng)技術(shù)共同優(yōu)化（STCO）。例如，由于邏輯的擴(kuò)展性比SRAM好，所以使用不同的節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)邏輯和緩存（以獲得最佳的成本和性能），然后使用Foveros或EMIB等技術(shù)將它們拼接在一起是有意義的。

 

　　考慮到這種方法，一個(gè)成功的代工廠將必須為不同的芯片和有競(jìng)爭(zhēng)力的封裝技術(shù)提供各種節(jié)點(diǎn)。這就是為什么英特爾需要在其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之前提供最好的邏輯技術(shù)（即20A和18A），以確保它在那些即將到來的多芯片設(shè)計(jì)中做出最有利可圖的部分。