2021年7月27日 - 英特爾今天公布了公司有史以來最詳細的制程技術(shù)路線圖之一，展示了從現(xiàn)在到2025年乃至更遠的未來，驅(qū)動新產(chǎn)品開發(fā)的突破性技術(shù)。本資料介紹了實現(xiàn)此路線圖的創(chuàng)新技術(shù)的關(guān)鍵細節(jié)，并解釋了新的節(jié)點命名方法背后的依據(jù)。
未來之路
英特爾的路線圖是基于無與倫比的制程技術(shù)創(chuàng)新底蘊制定而成。結(jié)合世界先進的研發(fā)流程，英特爾推出過諸多深刻影響了半導(dǎo)體生態(tài)的行業(yè)首創(chuàng)技術(shù)，如應(yīng)變硅、高K金屬柵極和3D FinFET晶體管等。
如今，英特爾延續(xù)這一傳統(tǒng)，在全新的創(chuàng)新高度上制定路線圖，其中不僅包括深層次的晶體管級增強，還將創(chuàng)新延伸至互連和標(biāo)準(zhǔn)單元級。英特爾已加快創(chuàng)新步伐，以加強每年制程工藝提升的節(jié)奏。
內(nèi)在創(chuàng)新
以下是英特爾制程技術(shù)路線圖、實現(xiàn)每個節(jié)點的創(chuàng)新技術(shù)以及新節(jié)點命名的詳細信息：
Intel 7（此前稱之為10納米Enhanced SuperFin）
通過FinFET晶體管優(yōu)化，每瓦性能比英特爾10納米SuperFin提升約10% - 15%，優(yōu)化方面包括更高應(yīng)變性能、更低電阻的材料、新型高密度蝕刻技術(shù)、流線型結(jié)構(gòu)，以及更高的金屬堆棧實現(xiàn)布線優(yōu)化。Intel 7將在這些產(chǎn)品中亮相：于2021年推出的面向客戶端的Alder Lake，以及預(yù)計將于2022年第一季度投產(chǎn)的面向數(shù)據(jù)中心的Sapphire Rapids。
Intel 4（此前稱之為Intel 7納米）
與Intel 7相比，Intel 4的每瓦性能1提高了約20% ，它是首個完全采用EUV光刻技術(shù)的英特爾FinFET節(jié)點，EUV采用高度復(fù)雜的透鏡和反射鏡光學(xué)系統(tǒng)，將13.5納米波長的光對焦，從而在硅片上刻印極微小的圖樣。相較于之前使用波長為193納米的光源的技術(shù)，這是巨大的進步。Intel 4將于2022年下半年投產(chǎn)，2023年出貨，產(chǎn)品包括面向客戶端的Meteor Lake和面向數(shù)據(jù)中心的Granite Rapids。
Intel 3
Intel 3將繼續(xù)獲益于FinFET，較之Intel 4，Intel 3將在每瓦性能1上實現(xiàn)約18%的提升。這是一個比通常的標(biāo)準(zhǔn)全節(jié)點改進水平更高的晶體管性能提升。Intel 3實現(xiàn)了更高密度、更高性能的庫；提高了內(nèi)在驅(qū)動電流；通過減少通孔電阻，優(yōu)化了互連金屬堆棧；與Intel 4相比，Intel 3在更多工序中增加了EUV的使用。Intel 3將于2023年下半年開始生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品。
Intel 20A
PowerVia和RibbonFET這兩項突破性技術(shù)開啟了埃米時代。PowerVia是英特爾獨有、業(yè)界首個背面電能傳輸網(wǎng)絡(luò)，它消除晶圓正面的供電布線需求，優(yōu)化信號布線，同時減少下垂和降低干擾。RibbonFET是英特爾研發(fā)的Gate All Around晶體管，是公司自2011年率先推出FinFET以來的首個全新晶體管架構(gòu)，提供更快的晶體管開關(guān)速度，同時以更小的占用空間實現(xiàn)與多鰭結(jié)構(gòu)相同的驅(qū)動電流。Intel 20A預(yù)計將在2024年推出。
命名含義
數(shù)十年來，制程工藝“節(jié)點”的名稱與晶體管的柵極長度相對應(yīng)。雖然業(yè)界多年前不再遵守這種命名法，但英特爾一直沿用這種歷史模式，即使用反映尺寸單位（如納米）的遞減數(shù)字來為節(jié)點命名。
如今，整個行業(yè)使用著各不相同的制程節(jié)點命名和編號方案，這些多樣的方案既不再指代任何具體的度量方法，也無法全面展現(xiàn)如何實現(xiàn)能效和性能的最佳平衡。
在披露制程工藝路線圖時，英特爾引入了基于關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)——包括性能、功耗和面積等的新命名體系。從上一個節(jié)點到下一個節(jié)點命名的數(shù)字遞減，反映了對這些關(guān)鍵參數(shù)改進的整體評估。
“摩爾定律仍在持續(xù)生效。對于未來十年走向超越‘1納米’節(jié)點的創(chuàng)新，英特爾有著一條清晰的路徑。我想說，在窮盡元素周期表之前，摩爾定律都不會失效，英特爾將持續(xù)利用硅的神奇力量不斷推進創(chuàng)新。”
– 帕特∙基辛格，英特爾公司CEO
隨著行業(yè)越來越接近“1納米”節(jié)點，英特爾改變命名方式，以更好地反映全新的創(chuàng)新時代。具體而言，在Intel 3之后的下一個節(jié)點將被命名為Intel 20A，這一命名反映了向新時代的過渡，即工程師在原子水平上制造器件和材料的時代——半導(dǎo)體的埃米時代。
更新后的命名體系將創(chuàng)建一個清晰而有意義的框架，來幫助行業(yè)和客戶對整個行業(yè)的制程節(jié)點演進有更準(zhǔn)確的認知，進而做出更明智的決策。隨著英特爾代工服務(wù)（IFS）的推出，讓客戶清晰了解情況比以往任何時候都顯得更加重要。
