正在阅读拒绝数字游戏英特尔10nm工艺+3D封装是如何捍卫摩尔定律的拒绝数字游戏英特尔10nm工艺+3D封装是如何捍卫摩尔定律的

                2019-03-26 00:08 出处其他 作者柒十一 责任编辑tangzicong

                [PConline 杂谈]从1983年起英特尔就是全球最大的半导体公司了不仅营收规模领先其他半导体公司而且拥有地球上最先进的半导体工艺——没错英特尔在半导体行业上的优势就是这么逆天直到2017年三星超过英特尔成为第一大半导体公司并在2018年蝉联第一但是三星半导体做大主要是靠过去两年存储芯片的大涨价实现的这样做大并不长久随着内存?#23548;?#21608;期的到来所以今年英特尔又要重新夺回第一的宝座了——越容易得到的就越容易失去半导体这样需要技术积累的行业是容不得浮夸的

                CPU

                英特尔在全球半导体领域的地位就相当于游戏中的守关“Boss”其他半导体公司如果拿到击杀Boss的成就将是一个巨大的荣誉但是通关游戏的玩家都知道击杀最后的Boss并不容易一个不小心就会被Boss秒杀三星超越英特尔的成就现在就被英特尔夺回去了先一步英特尔的目标就是捍卫摩尔定律证明自己的制造工艺依然是全球最先进的没有之一哪怕是10nm FinFET工艺也是要比其他家的7nm工艺更先进

                CPU

                英特尔要想证明这件事也不容易因为过去几年中英特尔的制程工艺一直停留在14nm节点被网友调侃为挤?#26639;?#32780;台积电三?#19988;?#32463;先后量产了16/1410nm及7nm工艺单看制程工艺数字的话英特尔似乎已经落后了两代以上了以致于广大网友都默认了英特尔工艺落后的现实

                事实真的如此吗并不是对英特尔工艺落后三星台积电的?#29616;?#21482;是存在于不了解技术细节的媒体及网友中在半导体?#30340;ڣ?#34429;然大家都看到了英特尔在10nm工艺上的延期问题但没有人敢轻视英特尔的技术英特尔在工艺及高?#38405;?#26550;构上依然是领先的

                 

                ·都叫14nm工艺技术水平并不一样

                英特尔是何时被人?#28216;?#24037;艺不再领先的呢是在14nm FinFET这一代上在22nm节点上英特尔是全球第一家量产FinFET 3D晶体管工艺的那时候台积电三星还是28nm32nm Bulk工艺英特尔遥遥领先不过2015年的时候三星台积电?#37096;?#22987;量产14nm FinFET及16nm FinFET工艺看起来好像是追平了英特尔的14nm工艺这也是“英特尔工艺落后”这一说法的起源

                CPU

                但?#23548;是?#20917;并非如此英特尔作为摩尔定律的提出者以及最坚定的捍卫者一直是?#32454;?#36981;守半导体工艺微缩定律的他们的14nm工艺并不是台积电三星的14/16nm工艺?#26432;?#30340;后两家的工艺是在20nm工艺上改良的?#23548;?#24037;艺水平是有水分的

                从技术水平来看英特尔的14nm工艺在栅极距gate pitch鳍片间距fin pitch金属栅距metal pitch等关键指标上都是遥遥领先于其他厂商的工艺的所以在晶体管密度上英特尔的14nm工艺可以达到每平方毫米3750万个晶体管而三星台积电的工艺只有2900万3050万个晶体管/平方毫米只比20nm工艺好一点

                所以在这一代工艺开始三星的14nm工艺?#23548;?#19978;应该是17nm工艺台积电的16nm其实应该是叫19nm制程工艺的命名已经变成了数字游戏英特尔的14nm工艺密度是这两家的1.3倍多优势很明显

                CPU

                此外英特尔的14nm工艺也不是一成不变的?#23548;?#19978;从2015年到2017年已经发展出了三代14nm工艺——14nm14nm+及14nm++?#38405;?#21450;功耗一直在改良?#38405;?#25552;升了26%功耗降低了52%这也是为什么从Skylake处理器以来英特尔的酷睿处理器频率一直在提升第一代14nm工艺的Skylake处理器酷睿i7-6700K的加速频率不过4.2GHz最多4核8线程而到了14nm++工艺的Coffee Lake处理器中CPU核心数提升到了6核8核酷睿i9-9900K的单核双核加速频率甚至达到了5.0GHz这个提升幅度在改?#21450;?#24037;艺中是无出其右的

                如果英特尔学会耍滑头他们的三代14nm工艺完全可以学三星台积电那样?#30452;?#21629;名为14nm12nm11nm工艺

                 

                ·制程工艺的数字游戏三星台积电带头坏了规矩

                英特尔在制程工艺竞争上为什么“落后”与其说英特尔老实诚?#36965;?#19981;如说台积电三星狡猾利用了媒体及网友对技术的无知当然英特尔在10nm工艺上的延期也给了他们的一个机会把制程工艺变成了一场数字游戏因为在20nm节点之后半导体工艺越来越难对工艺节点的定义有了分歧三星台积电才有把落后工艺改成先进工艺的可能

                经过多年的科普现在的网友中很多人都知道了半导体工艺越先进芯片的?#38405;?#23601;越好功耗还更?#20572;?#26680;?#25343;?#31215;还会减小所以芯片的产能会增加由此带来成本的下降所以半导体工艺越先进自然是越好的台积电三星就是抓住了这样的心理将自家工艺命名为更先进的工艺在营销上占了?#25103;?/p>

                但是对半导体制程工艺的命名不论是国?#39318;?#32455;ITRS国际半导体技术蓝图还是光刻机巨头ASML都是有?#32454;?#26631;准的而英特尔是?#32454;?#36981;守国际规则的但三星台积电在最小栅极线宽上玩起了数字游戏但英特尔院士Mark Bohr表示线宽仅仅代表工艺节点但要衡量这个工艺的?#27809;Gate Pitch栅极间距Fin Pitc鳍片间距Fin Pitch最小金属间距Logic Cell Height逻辑单元高度的参数更具参?#23478;?#20041;

                CPU

                为了更好地衡量半导体工艺技术水平英特尔院士Mark Bohr提出了新的定义标准如上图所示英特尔表示使用标准的NAND+SFF扫描触发器公式才能更准确地估算逻辑晶体管的密度

                不过台积电三星显然是不会听英特尔建议的他?#19988;?#32463;从制程工艺命名的数字游戏中尝到?#20040;?#24590;么可能现在自废武功去削弱自己在市场营销上的优势呢所以改变这个问题的关键还是得靠英特尔早点拿出10nm工艺

                 

                ·英特尔10nm工艺一个打俩直面友商7nm工艺

                在10nm工艺上英特尔是走过弯路的主要是技术指标定的太高导致量产困难所以进度是落后了但是高指标的背后意味着英特尔的10nm工艺技术优势强大它不仅比友商的10nmnm工艺更先进比其他两家的7nm工艺也不遑多让

                CPU

                半导体工艺一般的微缩水平是0.7x换算成面积之后就是新一代工艺的晶体管面积为前代的0.49x也就是说晶体管密度翻倍就是正常的摩尔定律进化水平了而在14nm节点上英特尔实现了2.5倍的晶体管密度在10nm节点上他们的步子更大了实现了2.7x倍的晶体管微缩比业界标准的2x水平高出很多

                除此之外TechInsight此前分析了英特尔首款10nm芯片酷睿i3-8121发现10nm工艺使用了第三代FinFET立体晶体管技术晶体管密度达到了每平方毫米1.008亿个(符合官?#21483;?#31216;)是目前14nm的足足2.7倍

                另外Intel 10nm的最小栅极间距(Gate Pitch)从70nm缩小到54nm最小金属间距(Metal Pitch)从52nm缩小到36nm同样远胜对手

                事实上与现有其他10nm以及未来的7nm相比Intel 10nm拥有最好的间距缩小指标

                BEOL后端工艺中首?#38382;?#29992;了金属铜钌(Ru)后者是一?#27490;?#37329;属

                BEOL后端和接触位上首?#38382;?#29992;自对齐曝光方案(self-aligned patterning scheme)

                6.2-Track高密度库实现超级缩放(Hyperscaling)

                Cell级别的COAG(Contact on active gate)技术

                CPU

                总之在10nm工艺上英特尔的工艺技术在?#38405;ܡ?#21151;耗密度核?#25343;?#31215;等方面依然是业界顶级水平的

                 

                ·10nm工艺遇到Sunny Cove架构

                尽管有过延期不过英特尔的10nm工艺已经确定在2019年量产了这两年的进展也顺利多了为了更好地发挥10nm工艺的优势英特尔还推出了全新的内核架构Sunny Cove将会用于10nm Ice Lake冰湖处理器中

                CPU

                根据英特尔所说SuunyCove架构主要改进是

                ·增强的微架构可并行执行更多操作

                ·可降低延迟的新算法

                ·增加关键缓冲区和?#25421;?#30340;大小可优化以数据为?#34892;?#30340;工作负载

                ·针对特定用例和算法的架构扩展例如提升?#29992;S阅?#30340;新指?#30591;?#22914;矢量AES和SHA-NI以及压缩/解压缩等其它关键用例

                CPU

                与14nm工艺的Skylake架构相比Sunny Cove架构在前端解码及后端执行管线?#20219;?#26550;构上都做了增强

                CPU

                在前端单元中Sunny Cove的L1数据?#25421;?#20174;32KB增?#25317;?8KB增加了50%L2?#25421;桢uop?#25421;?#20108;级TLB?#25421;?#37117;加大了

                CPU

                在执行方面Sunny Cove的寻?#36820;?#20803;从目前的4个增?#25317;?个执行单元的接口从8个增?#25317;?0个L1 Store带宽翻倍

                CPU

                此外Sunny Cove还提高了智能性分支预测单元准确率更高并改进了延迟

                最后Sunny Cove架构还在?#29992;ܡ?#23433;全等特定应用上做了加强最早之前有爆料称7-Zip的解压缩?#38405;?#25552;升了75%整体?#38405;?#38750;常值得期待

                 

                ·捍卫摩尔定律的又一大招Foreros 3D封装

                在升级10nm工艺及Sunny Cove架构之后英特尔这一?#20301;?#31085;出了更强力的杀手锏——Foreros封装技术这是一种3D封装技术可以根据需要将不同工艺不同架构的芯片单元整合到一起实现?#38405;?#19982;能效的灵活配置

                CPU

                根据英特尔所说该技术提供了极大的灵活性因为设计人员可在新的产品形态中“混搭”不同的技术专利模块与各种存储芯片和I/O配置并使得产品能够分解成更小的“芯片组合”其中I/OSRAM和电源传输电路可以集成在基础晶片中而高?#38405;?#36923;辑“芯片组合”则堆叠在顶部

                CPU

                英特尔预?#24179;?#20174;2019年下半年开始推出一系列采用Foveros技术的产品首款Foveros产品将整?#32454;阅?0nm计算堆叠“芯片组合”和低功耗22FFL基础晶片它将在小巧的产品形态中实现世界一流的?#38405;?#19982;功耗效率

                 

                总结

                摩尔定律已经提出50多年了过去一直是指导半导体工艺发展的金科玉律也是英特尔保持技术领先的关键在14nm到10nm工艺节点之间英特尔虽然遭遇了生产延期的考验但是巨人的转身也是很可怕的英特尔的10nm工艺技术非常先进以致于不仅完胜其他家的10nm工艺对阵他们的7nm工艺也不落下风

                CPU

                在10nm之外英特尔还推出了Sunny Cove架构以及Foreros 3D封装技术英特尔高级副总裁边?#23548;?#31639;解决方案首席架构师及架构图形解决方案总经理Raja Koduri此前表示英特尔在处理器架构存储互连安全和软件等六个工程领域都实现了创新

                为您推荐

                加载更多
                加载更多
                加载更多
                加载更多
                加载更多
                加载更多
                加载更多
                加载更多
                加载更多
                • 畅玩马里奥 国行版任天堂要来了 畅玩马里奥 国行版任天堂来了 不一样的私人定制智慧管家 不一样的私人定制智慧管家
                • 京东?#38469;?#21195;章券每日10点开抢 京东?#38469;?#21195;章券每日10点开抢 吃鸡装备小身?#37027;可?#28909; 吃鸡装备小身?#37027;可?#28909;
                • 花粉注意 荣耀20i首发评测 花粉注意 荣耀20i首发评测

                DIY论?#31243;优?#34892;

                最高点击 最高回复 最新
                最新资?#29420;?#32447;随时看 聊天吐槽赢奖品
                ͸Ԥ