拋棄納米制程叫法、開啟半導體埃米時代：英特爾公布技術路線圖，啟動芯片代工服務
剛剛，英特爾公布了公司有史以來最詳細的制程工藝和封裝技術路線圖！
除了公布其近十多年來首個全新晶體管架構 RibbonFET 和業界首個全新的背面電能傳輸網絡 PowerVia 之外，英特爾還重點介紹了迅速采用下一代極紫外光刻（EUV）技術的計劃，即高數值孔徑（High-NA）EUV。
據悉，英特爾有望率先獲得業界第一臺 High-NA EUV 光刻機。此外，AWS 成為第一個使用英特爾代工服務（IFS）封裝解決方案的客戶，高通也將采用 Intel 20A 制程工藝技術。
英特爾公司 CEO 帕特?基辛格說：“我們正在加快制程工藝創新的路線圖，以確保到 2025 年制程性能再度領先業界?！?/p>
▲ 英特爾 CEO 帕特?基辛格發表演講
01. 介紹新制程節點命名體系，宣布代工服務啟動
業界早就意識到，從 1997 年開始，基于納米的傳統制程節點命名方法，不再與晶體管實際的柵極長度相對應。
此前整個行業使用著各不相同的制程節點命名和編號方案，這些方案無法全面展現該如何實現能效和性能的最佳平衡。
對此，英特爾今天宣布為其制程節點引入了全新的命名體系，創建了一個清晰、一致的框架，來幫助客戶對整個行業的制程節點演進建立一個更準確的認知。
“對于未來十年走向超越 1nm 節點的創新，英特爾有著一條清晰的路徑?！被粮裾劦?，“英特爾的最新命名體系，是基于我們客戶看重的關鍵技術參數而提出的，即性能、功率和面積?！?/p>
英特爾去年推出的 10nm SuperFin 節點，實現了英特爾有史以來最為強大的單節點內性能增強，現在已經開始大批量生產。這一命名不會更改。
從英特爾下一個節點（之前被稱作 Enhanced SuperFin）Intel 7 開始，英特爾后續節點將被命名為 Intel 4、Intel 3 和 Intel 20A。最后這個命名反映了摩爾定律仍在持續生效。
英特爾技術專家詳述了以下路線圖，其中包含新的節點命名和實現每個制程節點的創新技術：
1、基于 FinFET 晶體管優化，Intel 7 與英特爾 10nm SuperFin 相比，每瓦性能將提升約 10%-15%。明年推出的 Alder Lake 客戶端產品將采用 Intel 7 工藝，隨后是面向數據中心的 Sapphire Rapids 預計將于 2022 年第一季度投產。Ponte Vecchio GPU 也將采用 Intel 7 工藝，于 2022 年初上市，其中集成了基片（base tiles）和 Rambo 緩存晶片（Rambo cache tiles）。
2、Intel 4 完全采用 EUV 光刻技術，可使用超短波長的光，刻印極微小的圖樣，每瓦性能約提升 20%。Intel 4 將在 2022 年下半年投產，并于 2023 年出貨，產品包括面向客戶端的 Meteor Lake 和面向數據中心的 Granite Rapids。
上個季度 Meteor Lake 客戶端計算晶片的 tape in，是一個重要的里程碑，Intel 4 也是英特爾首個完全采用 EUV 技術的制程節點。
▲ Intel 4 節點 Meteor Lake 測試晶圓片
3、Intel 3 較 Intel 4 將在每瓦性能上提升約 18%，在芯片面積上有額外改進，得益于 FinFET 的優化和在更多工序中增加對 EUV 使用。Intel 3 將于 2023 年下半年開始用于相關產品生產。
4、Intel 20A 將憑借 RibbonFET 和 PowerVia 兩大突破性技術開啟埃米時代。Intel 20A 預計將在 2024 年推出。英特爾在 Intel 20A 制程工藝技術上與高通公司進行合作。
兩大創新技術中，PowerVia 是英特爾獨有的、業界首個背面電能傳輸網絡，通過消除晶圓正面供電布線需求來優化信號傳輸。
RibbonFET 是英特爾對 Gate All Around 晶體管的實現，將成為公司自 2011 年率先推出 FinFET 以來的首個全新晶體管架構。該技術加快了晶體管開關速度，同時實現與多鰭結構相同的驅動電流，但占用的空間更小。
5、面向 2025 年及更遠的未來：從 Intel 20A 更進一步的英特爾 18A 節點也已在研發中，將于 2025 年初推出，它將對 RibbonFET 進行改進，在晶體管性能上實現又一次重大飛躍。
在制程工藝基礎性創新方面，英特爾擁有悠久的歷史。據英特爾高級副總裁兼技術開發總經理 AnnKelleher 博士回顧，英特爾引領了從 90nm 應變硅向 45nm 高 K 金屬柵極的過渡，并在 22nm 時率先引入 FinFET?！?/p>
他希望憑借 RibbonFET 和 PowerVia 兩大開創性技術，Intel 20A 將成為制程技術的另一個分水嶺。
“今天公布的創新技術不僅有助于英特爾規劃產品路線圖，對我們的代工服務客戶也至關重要。”基辛格說，“業界對英特爾代工服務（IFS）有強烈的興趣，今天我很高興我們宣布了首次合作的兩位重要客戶。英特爾代工服務已揚帆起航！”
02. 有望獲得業界第一臺 High-NA EUV 光刻機
英特爾還致力于定義、構建和部署下一代高數值孔徑 EUV（High-NA EUV），有望率先獲得業界第一臺 High-NA EUV 光刻機，并計劃在 2025 年成為首家在生產中實際采用 High-NA EUV 的芯片制造商。
當前英特爾正與 ASML 密切合作，確保這一行業突破性技術取得成功，超越當前一代 EUV。
此外，英特爾子公司 IMS 是 EUV 多波束掩?？虒憙x的全球主要供應商。這是制作高分辨率掩模的必備工具，而掩模則是實現 EUV 光刻技術的關鍵部分。采用掩?？虒懠夹g對英特爾來說極具競爭優勢，也是同業的關鍵推動力。
從 Intel 4 節點起，英特爾將全面應用 EUV 光刻技術生產相關產品，Intel 3 會在更多工序中添加 EUV 的使用，來驅動比標準全節點改進水平更高的提升。
03. 亞馬遜 AWS 率先使用英特爾代工服務（IFS）封裝解決方案
隨著英特爾全新 IDM2.0 戰略的實施，封裝對于實現摩爾定律變得更加重要。
英特爾宣布，AWS 將成為首個使用英特爾代工服務（IFS）封裝解決方案的客戶。
▲ 英特爾高級副總裁兼技術開發總經理 Ann Kelleher 博士
英特爾對領先行業的先進封裝路線圖提出：
1、EMIB 作為首個 2.5D 嵌入式橋接解決方案將繼續引領行業，英特爾自 2017 年以來一直在出貨 EMIB 產品。Sapphire Rapids 將成為采用 EMIB（嵌入式多芯片互連橋接）批量出貨的首個至強數據中心產品，也將是業界首個提供幾乎與單片設計相同性能的，但整合了兩個光罩尺寸的器件。繼 Sapphire Rapids 之后，下一代 EMIB 的凸點間距將從 55μm 縮短至 45μm。
2、Foveros 利用晶圓級封裝能力，提供史上首個 3D 堆疊解決方案。Meteor Lake 是在客戶端產品中實現 Foveros 技術的第二代部署。該產品具有 36 微米的凸點間距，不同晶片可基于多個制程節點，熱設計功率范圍為 5-125W。
3、Foveros Omni 開創了下一代 Foveros 技術，通過高性能 3D 堆疊技術為裸片到裸片的互連和模塊化設計提供了無限制的靈活性。Foveros Omni 允許裸片分解，將基于不同晶圓制程節點的多個頂片與多個基片混合搭配，預計將于 2023 年用到量產的產品中。
4、Foveros Direct 實現了向直接銅對銅鍵合的轉變，它可以實現低電阻互連，并使得從晶圓制成到封裝開始，兩者之間的界限不再那么截然。Foveros Direct 實現了 10 微米以下的凸點間距，使 3D 堆疊的互連密度提高了一個數量級，為功能性裸片分區提出了新的概念，這在以前是無法實現的。Foveros Direct 是對 Foveros Omni 的補充，預計也將于 2023 年用到量產的產品中。
為了繼續保持在先進封裝領域的領導地位，英特爾正著眼于 2023 年交付 Foveros Omni 和 Foveros Direct 之外的其他未來規劃，將在未來幾代技術中從電子封裝過渡到集成硅光子學的光學封裝。
英特爾將繼續與包括 Leti、IMEC 和 IBM 在內的產業伙伴密切合作，在以上和其他諸多創新領域進一步發展制程和封裝技術。
04. 結語：今年年底前宣布其在歐美的新工廠布局
基辛格特別提到上述創新技術都是在美國本土生產的，主要在英特爾俄勒岡州和亞利桑那州的工廠開發，這鞏固了英特爾作為美國唯一一家同時擁有芯片研發和制造能力的領先企業的地位。
他透露說，英特爾預計在今年年底前宣布其在歐洲和美國進一步的工廠布局，這將是一筆足以支持大型晶圓廠的巨額投資，以此幫助世界實現更為平衡、可持續及安全的供應鏈。
