Intel 2025 年制程路线图：有 4nm、3nm、20A 和 18A？

在今天的 Intel Accelerated 活动中，该公司正在考虑到 2025 年的目标。首席执行官 Pat Gelsinger 在今年早些时候表示，英特尔将在 2025 年重返产品领导地位，但尚未解释这是如何实现的即将到来——直到今天，英特尔已经披露了其到 2025 年的未来五代工艺节点技术的路线图。英特尔相信它可以采取积极的战略来匹配并超越其代工竞争对手，同时开发新的封装产品并为外部客户开展代工业务。最重要的是，英特尔重命名了其工艺节点。如果你只从这篇文章中拿走一件事，我会把它放在前面和中间。以下是我们根据英特尔今天的披露所看到的英特尔路线图。与往常一样，技术用于生产和进入零售之间是有区别的；英特尔将某些技术称为“准备就绪”，而其他技术则称为“加速发展”，因此这个时间表只是提到的那些日期。正如您想象的那样，每个工艺节点都可能存在数年，此图只是展示了英特尔在任何给定时间的领先技术。今年早些时候，首席执行官 Pat Gelsinger 宣布了英特尔的新 IDM 2.0 战略，包括三个要素：这里的目标是继续致力于英特尔的工艺节点技术开发，超越目前生产中的当前 10nm 设计，但同时使用其他代工服务合作伙伴（或竞争对手）重新获得/保持英特尔在其处理器中的地位，这推动了公司的大量收入。第三个要素是 IFS，即英特尔的代工服务，英特尔正在大力承诺向外部半导体业务开放其制造设施。支撑 (1) 和 (3) 是英特尔如何执行自己的工艺节点开发。虽然在英特尔最近的 2021 年第三季度财报电话会议中，首席执行官 Gelsinger 证实，英特尔现在每天生产的 10nm 晶圆比 14nm 晶圆多，这标志着两种设计之间的信心发生转变，但英特尔在从 14nm 过渡方面遇到困难已不是什么秘密工艺到其 10nm 工艺。今年 6 月 29 日，英特尔还表示，其下一代 10nm 产品需要额外的验证时间，以简化 2022 年企业系统上的部署。 请注意，与此同时，台积电在出货量上超过了英特尔，其等效设计（称为7nm) 及其领先的 (5nm) 设计，超越英特尔的性能。与之前在 3 月份发布的公告一样，英特尔重申打算在 2025 年重返半导体领域的领先地位。这将使该公司在构建自己的产品时能够更好地竞争 (1)，同时也提供更广泛的性能组合及其未来 IFS 客户的技术 (3)。为此，它正在重新调整其未来工艺节点技术的路线图，以更加积极地进行改进，同时其技术更加模块化，以实现更快的过渡。

领导这项计划的是 Ann B Kelleher 博士，他去年被任命为英特尔技术开发部门的高级副总裁兼总经理。该部门是英特尔未来工艺节点技术和增强功能的所有研究和开发的来源——它曾经是英特尔系统架构集团的一部分，但在 2020 年 7 月拆分以重新建立纯粹专注于技术开发的部门。 Kelleher 博士的背景涉及学术界的工艺研究，随后在英特尔担任工艺工程师 26 年，先后管理爱尔兰的 24 号工厂、亚利桑那州的 12 号工厂和里奥兰乔的 11X 工厂，然后在俄勒冈州总部担任总经理制造和运营部。她在晶圆厂规模生产和工艺节点研究方面的经验对英特尔的未来计划至关重要。在今天发布公告之前与 Kelleher 进行讨论时，她表示，她已经在供应商方法、生态系统学习、组织变革、模块化设计策略、应急计划以及将技术开发团队重新调整为更精简的装备方面实施了根本性的变革，准备好执行。其中包括关键人员，如 Sanjay Natarajan 担任高级副总裁兼逻辑开发部总经理（英特尔最近重新招聘之一），以及 Babak Sabi 担任组装/测试开发部 CVP 和总经理，英特尔今天正在定义“到 2025 年的技术领先地位”，如以下指标所定义：每瓦性能。我们问英特尔是一个预先简报，这对峰值性能意味着什么，这通常是我们关心最终产品设计的一个指标，答案是“峰值性能仍然是英特尔战略发展的关键部分”。在这里简单地发布英特尔的路线图的问题在于，这个消息有两个方面。英特尔不仅会在未来几年披露其技术状态，而且该技术的名称也在发生变化，以更好地符合常见的行业规范。 “Intel 10nm”等同于“TSMC 7nm”已不是什么秘密，尽管这些数字实际上与物理实现无关，但在英特尔已经有一段时间了。无论出于何种原因，很多行业都没有意识到这些数字实际上并不是物理测量。它们曾经是，但是当我们从 2D 平面晶体管转向 3D FinFET 晶体管时，这些数字只不过是一种营销工具。尽管如此，每次有关于该技术的文章时，人们都会感到困惑。我们已经讨论了五年，但困惑仍然存在。为此，英特尔正在重命名其未来的工艺节点。这是路线图图像，但我会一点一点地分解它。 2020 年，英特尔 10nm SuperFin (10SF)：与 Tiger Lake 和英特尔的 Xe-LP 独立显卡解决方案（SG1、DG1）一起使用的最新一代技术。名称保持不变。

2021 H2，Intel 7：以前称为 10nm Enhanced Super Fin 或 10ESF。 Alder Lake 和 Sapphire Rapids 现在将被称为 Intel 7nm 产品，由于晶体管优化，每瓦性能比 10SF 提高 10-15%。 Alder Lake 目前正在批量生产。英特尔的 Xe-HP 现在将被称为英特尔 7 产品。 2022 H2，Intel 4：以前称为 Intel 7nm。英特尔今年早些时候表示，其 Meteor Lake 处理器将使用基于该工艺节点技术的计算块，现在该芯片已返回实验室进行测试。英特尔预计每瓦性能比上一代提高 20%，并且该技术使用更多 EUV，主要用于 BEOL。英特尔的下一代至强可扩展产品 Granite Rapids 也将使用基于英特尔 4. 2023 H2、英特尔 3：以前称为英特尔 7+ 的计算块。增加 EUV 和新高密度库的使用。这就是英特尔的战略变得更加模块化的地方——英特尔 3 将共享英特尔 4 的一些特性，但足够新来描述这个新的完整节点，特别是新的高性能库。尽管如此，预计会很快跟进。 EUV 使用的另一个步骤是，英特尔预计 2023 年下半年的制造量将比英特尔 4 的每瓦性能提高 18%。2024 年，英特尔 20A：以前称为英特尔 5nm。转向两位数命名，A 代表 Ångström，或 10A 等于 1nm。很少有细节，但这就是英特尔将从 FinFET 转向其称为 RibbonFET 的 Gate-All-Around (GAA) 晶体管版本的地方。此外，英特尔还将推出新的 PowerVia 技术，如下所述。 2025年，Intel 18A：上图中未列出，但Intel预计2025年会有18A工艺。18A将使用ASML最新的EUV机器，称为High-NA机器，能够进行更精确的光刻。英特尔向我们表示，它是 ASML 在 High-NA 方面的主要合作伙伴，并准备接收 High-NA 机器的第一个生产模型。 ASML 最近宣布 High-NA 被推迟——当被问及这是否是一个问题时，英特尔表示不会，因为 High-NA 和 18A 的时间表是英特尔希望相交并拥有毋庸置疑的领导地位的地方。英特尔已向我们确认将向代工厂客户提供英特尔 3 和英特尔 20A（但未说明是英特尔 4 还是英特尔 7）。为了将其全部放在一个表中，使用已知产品，我们有以下内容：

这里的问题之一是工艺节点准备就绪、产品发布的生产量增加和实际可用之间的区别。例如，Alder Lake（现在采用英特尔 7nm）将于今年问世，但 Sapphire Rapids 将更多地成为 2022 年的产品。同样，有报道称，英特尔 7 上的 Raptor Lake 将于 2022 年推出，以在 2023 年用英特尔 4 上的平铺 Meteor Lake 取代 Alder Lake。虽然英特尔很高兴讨论工艺节点开发时间框架，但产品时间框架并不开放（如毫无疑问，如果错过了规定的时间，客户会感到沮丧）。因此，如前所述，重命名节点的一个要素是与其他代工厂产品匹配。英特尔的竞争对手台积电和三星都使用较小的数字来比较类似的密度工艺。随着英特尔现在更名，它变得更加符合行业。话虽如此，也许偷偷摸摸地，英特尔的 4nm 可能与台积电的 5nm 相提并论，颠倒了表格。到 3nm 我们预计会有一个很好的平价点，但这将取决于英特尔与台积电的发布时间表相匹配。与其在各处抛出工艺节点名称，不如参考峰值引用晶体管密度。这是我们在最近的 IBM 2nm 新闻文章中发布的表格，但对英特尔的命名进行了更新。英特尔新的 4nm 及以下芯片的确切位置尚未公布，因为旁边带有星星的数字是基于各自公司的估计。一段时间以来，人们一直预计英特尔将重新调整其工艺节点命名。闭门造车，我个人一直在游说一段时间，我知道其他一些记者和分析师也向英特尔提出了建议。我们收到的一些回应与冷漠有关——一位高管告诉我，“我们关心这一点的客户实际上知道其中的区别”，这是肯定的，但我们在这里谈论的更多是关于更广泛生态系统中的看法可能跟不上速度的爱好者和金融分析师。这或多或少是一种品牌推广活动，我还告诉英特尔，他们将不得不期待不同的反应——例如，一些声音可能会将此举解释为英特尔试图在市场上拉下一个。但是他们将不得不忍受它，因为这些是新名称。与此同时，尽管英特尔在 10nm 上挣扎，但它仍然是生产和批量生产的工艺节点，用于消费和企业设备，并且很快就会进入台式机。尽管它与其他参与者有一些激烈的竞争，但它仍然是市场上的一种产品，对于那些想要使用这些名称比较工艺节点密度的人来说，它应该有一个绰号以避免混淆。我为英特尔早日做到这一点而鼓掌。需要注意的一个关键点是，新的 Intel 7 节点（以前称为 10ESF 节点）不一定是我们通常理解的“完整”节点更新。该节点是作为 10SF 的更新派生而来的，如上图所示，将具有“晶体管优化”。从 10nm 到 10SF，这意味着 SuperMIM 和新的薄膜设计提供了额外的 1 GHz+，但是从 10SF 到新的 Intel 7 的确切细节目前尚不清楚。然而，英特尔表示，从英特尔 7 迁移到英特尔 4 将是一个常规的全节点跳跃，英特尔 3 使用英特尔 4 的模块化部分以及新的高性能库和芯片改进，以实现性能的另一次跳跃。

我们询问英特尔这些工艺节点是否会有额外的优化点，并被告知它们会——它们中的任何一个是否会被明确产品化将取决于特性。个别优化可能会额外增加 5-10% 的每瓦性能，我们被告知，即使 10SF（保留其名称）也有几个额外的优化点，但不一定公开。因此，这些更新是否以 7+ 或 7SF 或 4HP 的形式销售尚不清楚，但与任何制造过程一样，随着更新的发生以帮助提高性能/功率/产量，假设设计遵循相同的规则，它们就会被应用。这里的问题是代工厂之间没有一致的节点命名。英特尔一直在为其节点制造技术的重大进步保存任何数字更改，而是使用 ++/++ 来表示改进。如果我们将其与台积电和三星进行比较，他们都乐于为半节点跳跃提供全新的数字。例如，三星的 7LPP 是一个主要节点，而 6LPP、5LPE 和 4LPE 都是在同一个设计上的迭代努力（可以说也是 8LPP 的迭代），而 3GAE 是下一个主要跳跃。相比之下，英特尔计划从 10 纳米到 7 纳米再到 5 纳米作为主要工艺节点的跳跃——因此虽然三星计划了一个跳跃和 4 个子变体（或更多），但英特尔有两个主要跳跃。同样，台积电的 10nm 是对 16nm 的半节点跳跃，而 16nm 到 7nm 是完整节点——Intel 将 14 到 10 到 7 作为完整节点。英特尔坚持了很长一段时间，延迟到 10 纳米有效地以乘法方式伤害了它。例如，如果英特尔将 14+ 标记为 13 纳米，将 14++ 标记为 12 纳米，也许它不会那么糟糕。我的意思是，是的，英特尔应该会因为 10nm 的延迟而受到一些伤害，但是当其他代工厂展示更小的步骤以实现全数跳跃时，这成为营销和媒体的噩梦。 14++++成了业界的笑话，再加上每次谈到未来的工艺节点时，不得不引用三星工艺的等效台积电，这就有点过分了。随着新人进入该行业，每次都必须对其进行解释。一段时间以来，我一直在游说英特尔调整其命名，我知道其他同行也这样做了。从现在开始，当我们提到 Intel 7 时，我们可以得出与 TSMC 7nm 相当的东西（即使 TSMC 批量出货 5nm），而无需用一个简单的名称来详细解释差异。这不是英特尔在你的眼睛上扯毛线，也不是试图隐藏糟糕的情况。这是英特尔在这些流程的命名方式上赶上了行业其他公司。除此之外，英特尔只重命名尚未进入市场的未来节点是一件好事。发表评论“英特尔不只是想蒙蔽我们的眼睛吗？”是的。否则营销部门就没有必要将假的 10nm 节点神奇地缩小为假的 7nm。回复