在 IEDM 會議上，英特爾分享了其工藝技術路線圖以及未來三到四年內可用的芯片設計愿景。正如預期的那樣，英特爾的下一代制造工藝——intel 4 和intel 3——有望分別在 2023 年和 2024 年用于大批量制造 (HVM)。此外，該公司的 20A 和 18A 生產(chǎn)節(jié)點將在 2024 年為 HVM 做好準備，這意味著 18A 將提前可用。
Intel 4 今天準備就緒，Intel 3 將于 2023 年下半年推出
明年英特爾將發(fā)布代號為 Meteor Lake CPU的第 14 代酷睿，這是其首款采用多小（或多塊）設計的大眾市場客戶端處理器，每個小芯片組將使用不同的工藝技術制造。英特爾的 Meteor Lake 產(chǎn)品將包含四個模塊：使用intel 4 工藝技術 （又名 7nm EUV）制造的計算模塊（CPU 內核）、臺積電可能使用其 N3 或 N5 節(jié)點生產(chǎn)的圖形模塊、SoC 模塊和 I/O tiles。此外，tiles將使用英特爾的 Foveros 3D 技術相互連接。
Meteor Lake 的計算塊可以說是該套件中最令人興奮的部分，因為它將采用 Intel 4（以前稱為 7nm）制造，這是該公司第一個使用極紫外 (EUV) 光刻技術的生產(chǎn)節(jié)點。據(jù)英特爾稱，這種制造工藝已準備好進行大規(guī)模生產(chǎn)，不過幾個月后它將被部署到 Meteor Lake 計算芯片的 HVM 中。請記住，英特爾于 2021 年 10 月啟動了該計算模塊，因此該節(jié)點現(xiàn)在已準備好投入生產(chǎn)也就不足為奇了。有點出乎意料的是，英特爾并沒有證實這種工藝技術是用來制造 Ponte Vecchio 的 Xe-HPC 計算 GPU tile的，就像兩年前的那樣。
英特爾將在臺積電開始使用 EUV 近四年后開始使用 EUV，臺積電于 2019 年第二季度開始在其 N7+ 節(jié)點上生產(chǎn)芯片。英特爾需要確保其 4nm 級節(jié)點性能達到預期并提供良好的良率，因為它將是第一個節(jié)點在公司相當不幸的 10nm 系列工藝之后到來，這些工藝在其生命周期的早期沒有達到預期的效果，而且成本比公司幾年前希望的要高。
由于英特爾必須趕上其競爭對手三星代工廠和臺積電，其intel 4 工藝技術將在 2023 ~ 2024 年加入其intel 3 制造節(jié)點（3nm 級）。該工藝將在下半年準備好制造2023 年，基于英特爾共享的數(shù)據(jù)。它將用于制造代號為 Granite Rapids 和 Sierra Forest 的英特爾處理器，這些都是該公司備受矚目的產(chǎn)品。Sierra Forest 有望成為該公司首款使用節(jié)能核心的數(shù)據(jù)中心 CPU，并將與各種基于 Arm 的高核心數(shù)產(chǎn)品競爭。
英特爾已經(jīng)開始研究 Xeon“Granite Rapids”樣品，因此看起來 CPU 的設計已經(jīng)準備就緒，并且節(jié)點本身正在為 HVM 2024 走上正軌。
英特爾首席執(zhí)行官 Pat Gelsinger 在最近的財報電話會議上表示：“Granite Rapids 的第一步已經(jīng)走出工廠，良率很好，intel 3 繼續(xù)按計劃取得進展 。” “Emerald Rapids 取得了良好的進展，并有望在 2023 年全年實現(xiàn)，Granite Rapids 在多種配置下運行多個操作系統(tǒng)非常健康，而我們的首款 E-core 產(chǎn)品 Sierra Forest 提供了世界級的每瓦性能，兩者都是穩(wěn)步邁向 2024 年。”
英特爾的 18A 移至 H2 2024
追趕臺積電和三星很重要，但要恢復其工藝技術領先地位，英特爾將不得不超越這兩個競爭對手。這將在 2024 年的某個時候發(fā)生，屆時該公司將推出其 20A（20 埃或 2nm）節(jié)點，該節(jié)點將使用其環(huán)柵晶體管品牌 RibbonFET 以及稱為 PowerVia 的背面功率傳輸。英特爾預計其 20A 節(jié)點將在 2024 年上半年投產(chǎn)；它將在 2024 年用于為公司代號為 Arrow Lake 的客戶端 PC 處理器制造小芯片。
英特爾的 20A 將是業(yè)界首個 2nm 級節(jié)點，它還將廣泛使用 EUV 來最大化晶體管密度，提供不錯的性能改進和更低的功耗。到 2024 年，它將與臺積電專為提高晶體管密度和性能而設計的第三代 3 納米級（N3S、N3P）工藝技術展開競爭。這三個節(jié)點如何相互疊加還有待觀察。盡管如此，英特爾仍為其 20A 工藝設定了很高的標準，因為它同時引入了兩項主要創(chuàng)新（GAA、BPD）。
然而，20A 并不是英特爾計劃在 2025 年底開始使用的最先進的工藝技術。該公司還在準備其 18A（18 埃，1.8 納米）生產(chǎn)節(jié)點，該節(jié)點有望進一步提高 PPA（性能、功率、面積）英特爾及其英特爾代工服務客戶的優(yōu)勢。
對于 18A，英特爾最初計劃使用具有 0.55 數(shù)值孔徑 (NA) 光學器件的 EUV 工具，這將提供 8nm 的分辨率（低于當前使用的具有 0.33 NA 的 EUV 工具的 13nm 分辨率）。但 ASML 的 High-NA EUV 設備生產(chǎn)要到 2025 年才能準備就緒，而英特爾的 18A 目標是在 2025 年下半年準備好制造，領先于競爭對手。
由于使用當前一代的 EUV 工具可以通過多重圖案化為后 3nm 節(jié)點達到 8nm 分辨率（盡管這會延長生產(chǎn)周期并可能影響良率），Intel 愿意在 18A 上承擔一些額外的風險并使用ASML的Twinscan NXE:3600D或NXE:3800E在這個節(jié)點上制作芯片，因為它相信這將為其帶來無可爭議的市場領導地位。
事實證明，首批20A和18A測試芯片已經(jīng)流片。
“在 Intel 20A 和 Intel 18A 上，第一批受益于 RibbonFet 和 PowerVia 的節(jié)點，我們的第一批內部測試芯片和主要潛在代工客戶的芯片已經(jīng)流片，并在晶圓廠中運行硅片，”英特爾負責人說。“到 2025 年，我們將繼續(xù)走上奪回晶體管性能和功率性能領先地位的軌道。”
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