英特尔详细说明了到 2025 年超越芯片制造竞争对手的复出计划

英特尔周二公布了一系列新技术，旨在帮助其在四年内重新夺回处理器制造的领先地位。这些计划带有新上任的首席执行官 Pat Gelsinger 的印记，他已承诺恢复公司的工程领导地位和信誉。这些发展包括提高英特尔芯片功耗的新举措，这是电池寿命的关键因素，同时提高芯片性能。这些技术涉及对处理器构造方式的深度重新设计。 RibbonFET 是一项技术，从根本上重新设计了所有处理器核心的晶体管电路。另一个，PowerVia，重新构想了如何将电力输送到这些晶体管。最后，英特尔正在更新其 Foveros 技术，用于将来自不同来源的芯片元件封装到计算能力的密集堆栈中。英特尔在在线新闻发布会上公布的承诺如果实现，将意味着更快的笔记本电脑和更长的电池寿命。这些进步可以促进云计算公司的人工智能等技术，并加快移动电话网络上的服务。 “在 2025 年，我们认为我们将重新夺回性能桂冠，”今年重新加入英特尔领导公司处理器技术开发的 Sanjay Natarajan 在接受采访时表示。两家公司深信不疑：亚马逊和高通，它们成为首批利用英特尔新代工业务为其他公司制造芯片的客户。英特尔没有详细说明他们的计划，但值得注意的是，这两款设计芯片都是 Arm 处理器家族的成员，可与英特尔的 x86 设计相媲美。英特尔在 7 月初表示，它正在与 100 家潜在客户讨论使用其制造技术，但 Gelsinger 复苏计划的另一部分是让英特尔利用竞争对手的芯片制造能力。近年来，英特尔一直在努力转向更先进的制造技术，推迟推出新的个人电脑和服务器芯片。公司的困境为台积电带头创造了空间。苹果选择该公司来制造 M1 处理器，以取代其 Mac 计算机中的英特尔芯片。台积电还为英伟达、高通和 AMD 等其他英特尔竞争对手生产芯片。

三星也从英特尔的麻烦中受益。第三大芯片制造商三星为其自己的电子产品以及其他公司生产处理器。尽管陷入困境，英特尔仍然赚了很多钱。 7 月 22 日，它公布了今年第二季度的利润 84 亿美元，收入 196 亿美元。在 Gelsinger 的领导下，英特尔正在投入更多资金用于研发，以支持其长期未来。 VLSI Research 分析师丹·哈奇森 (Dan Hutcheson) 表示：“这是英特尔第一次真正将所有内容整合在一起。我认为这是 Pat 带来的直接结果。” “他让技术人员重新回到驾驶座上。”同样在周一，英特尔表示已重新命名其制造工艺进展多年计划中的每个节点。该公司不再强调与以纳米或十亿分之一米为单位测量的晶体管特征的实际物理尺寸之间日益脆弱的关系。 Hutcheson 说，新的标签方法与其他芯片代工厂使用的术语一致，应该可以阐明英特尔的计划。对于今天的 10 纳米工艺，英特尔的工艺节点名称没有改变。但是以前称为增强型 SuperFin 的改进现在称为 Intel 7。这意味着每瓦性能提高 10% 到 15%。英特尔的 7nm 工艺现在被称为英特尔 4 应该在 2023 年为芯片带来 20% 的每瓦性能增益。英特尔 3 将在 2023 年末出现，并带来另外 18% 的增益； RibbonFET 和 PowerVia 于 2024 年到达 Intel 20A；另一个性能提升应该会在 2025 年通过英特尔 18A 工艺实现。 Real World Technologies 分析师大卫·坎特 (David Kanter) 表示：“很明显，英特尔将提供比代工厂高得多的性能”。这与英特尔多年来难以转向公司最先进的工艺形成鲜明对比。 “四年内有五个工艺节点——这太棒了，”Gelsinger 在活动中说。 “我们处于有利地位，可以为我们的客户实现无可置疑的领导地位。”

RibbonFET 描述了英特尔技术，称为 Gate all around，或 GAA，旨在使下一代芯片成为可能。台积电和三星已宣布 GAA 技术，但尚未投入生产。英特尔希望它的使用将使公司在 2024 年具有竞争力。在晶体管中，栅极控制电流何时流过组件。这些微小的电流由软件传递给芯片的指令精心编排，决定了数十亿个互连的晶体管如何处理信息。 GAA 技术有助于确保随着芯片变小，门仍然可以控制晶体管。英特尔正在将 RibbonFET 与 PowerVia 配对，这是一种将电力分配给晶体管的新方法。在今天的芯片中，单独的细铜线连接到芯片顶部以提供电源、输入数据和检索输出数据。通过 PowerVia，英特尔将配电线连接到晶体管的底部。 Natarajan 说，与 RibbonFET 一样，结果是“在相同的功率下性能更好”，或者如果你以不同的方式摆弄旋钮，同样的性能和更低的功耗。鉴于英特尔最近的失误，分析师并不相信收益是肯定的。一方面，很难将研发技术转化为高质量、规模化的加工。但英特尔正在努力表达信心。它基于当今对缺陷、性能和可靠性的测量制定计划。它将在 Intel 3 工艺上测试 PowerVia，以确保它也可以在 20A 上进行生产。 “我们一致关注时间表的可预测性，”Natarajan 说。英特尔的 Foveros 技术也有新的改进，可以将较小的芯片堆叠成一个较大的处理元件。 Foveros 推出了一款名为 Lakefield 的芯片，用于超轻型笔记本电脑。下一代技术将出现在英特尔将于 2023 年推出的面向主流 PC 的芯片 Meteor Lake。

英特尔还详细介绍了 Foveros 的新发展。 Foveros Omni 和 Foveros Direct 都将于 2023 年推出，它们提供了堆叠芯片元件以及通过堆叠发送数据信号和电源的新方法。英特尔工艺和封装工作负责人 Ann Kelleher 表示，Foveros 不仅对英特尔来说意味着更好的灵活性，英特尔将能够将其他公司的芯片纳入 Foveros 设计中，而且对希望组装自己的处理器封装的未来英特尔代工厂客户来说也是如此。 Tirias Research 分析师 Kevin Krewell 表示，Foveros 灵活性优势的一个例子是，英特尔可以使用尖端的生产线制造一些关键的芯片元件，然后使用更旧、更便宜但足够的其他元件设计，例如控制芯片与计算机内存的通信。 . Kelleher 还表示，英特尔计划使用光连接将数据作为光发送的 Foveros 继任者。尽管经过多年的研究，这种硅光子技术尚未成为短数据传输距离的主流，但它仍然是一个活跃的研究领域，因为它可以带来高速和低功耗的好处。在 Gelsinger 回到英特尔之前，所有这些项目都在进行中。但现在不同的是，英特尔在工程方面的重点和资金更加集中，Kelleher 说。 “Pat 非常专注于重返领导层并真正支持工程团队，”Kelleher 说。 “没有人员和资金，项目就不会发生。”