英特尔力证摩尔定律仍有效 代工延伸至物联网

原创 慕容素娟 2017-09-27
标签 物联网

摩尔定律已经持续半个多世纪,从90nm到65nm、45nm再到32nm……不过,在实际的工艺制造角度,摩尔定律经受到一次又一次将终止的考验和质疑,如2007年intel 开发45nm的HKMG工艺,以及2011年intel 开发22nm的finFET 结构等都是转折点。更大的问题是28nm之后,定律的成本降低开始受到质疑,加上研发成本的高耸,许多IDM厂如Motorola、NXP、Renasas等转向fab lite。

在9月份刚刚举办的英特尔精尖制造日上,英特尔力证摩尔定律仍然有效,宣布推出10nm晶圆,正在开发7nm,研发5nm和3nm。英特尔强调,晶圆的制程应该以密度为标准,表示其10nm比竞争对手领先3年。此外,英特尔拓展代工计划,将22FFL技术作为针对物联网移动互联产品的制程技术,并与ARM合作强化在物联网领域的竞争力。

01 力证摩尔定律仍有效 10nm晶圆已生产并开发7nm5nm3nm

随着晶圆工艺制程的不断推进,每实现全新的制程节点变得愈加困难,成本也更加昂贵。仅仅是把设备安装到已有晶圆厂中,就要花费近百亿美元,能承担得起推进摩尔定律的成本的公司越来越少。

在英特尔制造日,英特尔发布了10nm晶圆。通过采用超微缩技术(hyper scaling),英特尔10纳米制程工艺拥有世界上最密集的晶体管和最小的金属间距,从而实现了业内最高的晶体管密度。超微缩技术让英特尔在14纳米和10纳米制程节点上提升2.7倍晶体管密度的技术,让14纳米和10纳米上的晶片面积缩小了0.5倍以上。

“摩尔定律仍然有效。”英特尔公司执行副总裁Stacy Smith表示,”晶体管密度一直以来都在快速提升。我们每一代新的晶体管技术都会带来一个巨大的突破,这就是摩尔定律的原动力。我们知道每一个节点的晶体管数量都会增加一倍,14和10纳米制程技术其实都创了历史纪录,它实现了超过平常制程工艺的更高的晶体管密度。制造成本正常的趋势是不断攀升,如果成本攀升但是晶体管微缩,事实上每个晶体管的成本是下降的,可以看到最后两个节点的成本下降幅度是高于历史趋势的。”

摩尔定律还将继续前行。英特尔高级院士兼英特尔公司制程架构与集成总监马博表示:“除了10nm的发布和已经生产之外,英特尔正在开发的7nm技术,5nm和3nm已经进行前沿研究,包括:纳米线晶体管、3D堆叠、EUV图案成形、神经元技术等等。

02 称晶圆制程应以密度为标准 其14nm/10nm领先对手3年

随着摩尔定律走向极致,能够跟进的企业仅有格罗方德、三星、台积电和英特尔四个巨头。其中,台积电和三星此前已经宣布推进10nm工艺制程。面对工艺领先地位的撼动,英特尔进行了正面回应。

“16纳米、14纳米、10纳米、7纳米,看起来像是一场赛马。问题在于,这些制程节点数字曾经有着真实的物理意义,但现在已不是那么回事了。”Stacy Smith表示。

对于为何制程节点数字失去意义,半导体行业专家莫大康指出了背后的原因。他告诉《智慧产品圈》记者:“由于此前的定义如依栅长来比较己经失效,从技术上很难找到一个合适的方法来界定。”

对此,英特尔强调需要有一个指标来描述某种制程的性能,为芯片设计者展现可用的晶体管密度。马博表示:“鉴定制程工艺的先进性,应该以晶体管密度指标。根据晶体管密度指标,英特尔的14nm可以媲美友商的10nm,最新的10nm领先友商3年。”

对此,英特尔正面对比了三星和台积电在同样工艺制程节点中的相关参数。不知到三星和台积电看到这样的对比图表,会有何感想和如何解释。

“从14nm之后,基本上各说各的。主要分两派:一派是台积电和三星的代工阵容,二是英特尔的CPU,因为存储器早己离开定律的缩小规则。显然各取所需,把自己打扮成先进。台积电,三星是打先锋,而英特尔则不同,英特尔是IDM,对于尺寸有内在的需求,每个硅片可以多出芯片。衡量先进性,可以从每年的研发投入上得出作为一个参考依据。”莫大康认为。

03 扩大代工业务 与ARM合作强化物联网领域竞争力

目前,全球代工市场容量达530亿美元。其中,尖端的代工市场为230亿美元,滞后节点(指28nm之上)的市场容量达300亿美元。这300亿美元的市场中,也包括正在蓬勃发展的物联网。当年,英特尔错过了手机这个重要的移动互联时代,在这次物联网带来的新一轮机遇下,英特尔不愿再错过这一重要机遇。

英特尔扩大了代工业务,凭借22纳米、14纳米、10纳米、22FFL技术,以及设计套件、IP、封装和测试能力,来锁定网络基础设施、移动和互联设备两大领域。

英特尔在本次活动上揭晓10纳米FPGA产品计划,以支持数据中心、企业级和网络环境中日益增长的带宽需求。

与此同时,22FFL技术是重点针对物联网移动互联产品的制程技术。22FFL是英特尔面向低功耗物联网和移动产品的 FinFET 技术,为低功耗物联网和移动产品提供卓越的性能、能效、密度和易于设计等优势,其中实现漏电率降低达100倍,活跃功率增加达2.5倍,晶片面积缩小达20%。

为强化在物联网领域的竞争力,英特尔与ARM进行合作,加速基于英特尔10纳米制程的Arm系统芯片开发和应用。活动当天,首次展示了Arm Cortex-A75 CPU内核的10纳米测试芯片晶圆。这款芯片将ARM的 Cortex A75放到英特尔标准的晶圆代工的流程中,IP由ARM提供,芯片采用行业标准设计流程,可实现超过3GHz的性能。

“我们用标准的英特尔10纳米晶圆代工来生产,任何一家物联网企业的要求都可以满足。IP有了,设计工具有了,技术有了,生产就绪,今年会投产”。“”英特尔公司技术与制造事业部副总裁Zane Ball表示,“我们将把基于ARM的10纳米解决方案将带入中国,并将这个方案作为未来在中国更上一层楼的窗口和平台。” Zane Ball强调。

据悉,英特尔已与国内芯片企业展讯进行合作,展讯今年新推出的两款14纳米芯片 SC9861G-IA 和 SC9853I均使用英特尔的 14 nm低功耗平台制造而成。对于建立合作的其他芯片设计公司,英特尔并未透露太多信息。

物联网产品的一大特点是多样化的需求,技术不再是最核心的要素,应用体验和服务成为重点。针对物联网市场的特点,英特尔也表示会提供整体系统化的解决方案,包括恰当的技术以及一整套的知识产权,为客户搭建IOT或者物联网设备。

在物联网的热点应用领域中,英特尔关注的重点之一是自动驾驶。Stacy Smith告诉《智慧产品圈》记者:“在自动驾驶领域,我们的投资并不仅仅集中于数据,也关注更好地对这些数据进行分析和处理,并且提供一个更加完整的集成性的解决方案。”

“物联网市场前景好,鉴于错失移动市场的经验,英特尔此次不会放弃,会去跟踪。不过,鉴于英特尔在服务器和电脑领域60%以上的毛利率,而物联网是碎片化的市场,再加上物联网领域的低毛利率,英特尔是否会大干,还不好判断。 除非英特尔的物联网平台能再次垄断,助长其有大的扩张。“莫大康指出。

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