剑指三星/台积电！Intel1.8nm计划提前！
- 来源：OFweek电子工程网
- 2023/7/24 11:47:34
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英特尔本周透露了Intel 18A(1.8nm 工艺)最新消息，并公布了计划采用 Intel 18A的两位第三方客户，分别为波音公司和诺斯洛普?格鲁曼公司。
此前，在客户方面，英特尔宣布，AWS亚马逊云将成为首个采用英特尔代工服务(IFS)先进封装解决方案的客户，而高通将成为采用Intel 20A先进制程工艺的客户，并和联发科宣布建立战略合作伙伴关系，而英特尔未来最先进的Intel 3以及Intel 20A/18A也都将会对外开放。
看来，台积电2nm制程提前进入倒计时，三星良率大增开始与各大厂商合作生产后，让Intel也开始坐不住了。
Intel 18A制程推进加快
Intel 18A (1.8nm)制程是英特尔新命名的制程之一。2020 年，英特尔提出 Intel 7、Intel 4、Intel 3 及 Intel 20A、Intel 18A 等先进制程，并计划一年推出一代。18A工艺基于20A工艺改良而成，采用了PowerVia背面供电、RibbonFET全环绕栅极等最新工艺，并被称为超越台积电工艺技术的节点。
英伟达、高通、Microsoft、IBM、Cadence和Synopsys也参与了该计划，并帮助开发18A测试芯片。英特尔表示，18A工艺开发“继续走上正轨”。Intel 18A 制程原规划是在 2025 年量产，现在推进速度超于预期，将提前半年在 2024 年下半年量产。
在英特尔数据中心和人工智能事业部投资者网络研讨会上，可以看到，英特尔至强路线图增加了一个新成员——第二代高能效至强Clearwater Forest。该芯片预计在2025年上市，将采用Intel 18A。这个跳过Intel 20A、直接用上Intel 18A的决定，传递出英特尔对其未来节点顺利推进的信心。
英特尔高级副总裁暨中国区董事长王锐表示，Intel 7 已经大规模量产，Intel 4 将于今年下半年上场，将用于酷睿处理器(Meter Lake)，Intel 3 正在按计划推进，Intel 20A(2 纳米)、Intel 18A(1.8 纳米)的测试芯片已经流片，由此看来，Intel 18A计划的提前落地已是板上钉钉。
Intel 18A划时代的两大创新技术
在去年的“英特尔加速创新：制程工艺和封装技术线上发布会”上，英特尔CEO帕特-基尔辛格(Pat Gelsinger)发表了演讲，展示了一系列底层技术创新，这些技术将驱动英特尔到2025年乃至更远未来的新产品开发，也将会运用到18A当中，其中两大开创性技术——RibbonFET的全新晶体管架构以及名为PowerVia的技术更是史无前例。
全新晶体管架构——RibbonFET
步入Intel 20A阶段，英特尔的工艺名称指的是埃而不是纳米，这也意味着英特尔将从FinFET设计过渡到一种新的晶体管(GAAFET)，而英特尔将其称之为RibbonFET(也有的芯片厂商将其称为MCBFET)。
人们预计，随着摩尔定律逼近极限，FinFET设计无法再为先进工艺制程提供支持时，GAAFET设计将会成为主流。相比之下，FinFET依赖于源极/漏极的多个量化鳍片和多个鳍片轨迹的单元高度，而GAAFET支持可变长度的单个鳍片，从而允许在功率、性能或面积方面优化每个单独单元器件的电流。
据英特尔介绍，RibbonFET是一个Gate All Around晶体管，从设计上看，这个全新设计将栅极完全包裹在通道周围，可实现更好的控制，并在所有电压下都能获得更高的驱动电流。新的晶体管架构加快了晶体管开关速度，最终可打造出更高性能的产品。通过堆叠多个通道，即纳米带，可以实现与多个鳍片相同的驱动电流，但占用的空间更小。通过对纳米带的部署，英特尔可以使得带的宽度可以被调整，以适应多种应用。
早在去年的国际VLSI会议上英特尔就曾披露过关于GAAFET设计的相关信息，当时被告知英特尔批量实施GAAFET设计的时间会在5年内。如今，英特尔的20A工艺将采用RibbonFET设计，根据上述路线图，很可能在2024年底实现规模化量产。
当然，GAAFET设计也并非英特尔独家专属，台积电预计将在2nm工艺上采用GAAFET设计，而三星将在其3nm工艺节点中引入GAAFET设计，其中三星可能是第一个迈入GAAFET大门的。
全新技术——PowerVia
PowerVia，是由英特尔工程师开发的全新背面电能传输网络，也将在Intel 20A中首次采用。众所周知，现代电路的制造过程从晶体管层M0作为最小层开始，在此之上以越来越大的尺寸添加额外的金属层，以解决晶体管与处理器不同部分之间所需的所有布线。这种传统的互连技术产生的电源线和信号线的互混，导致了布线效率低下的问题，会影响性能和功耗。
通过PowerVia技术，英特尔把电源线置于晶体管层的下面，通过消除晶圆正面的电源布线需求，可腾出更多的资源用于优化信号布线并减少时延。通过减少下垂和降低干扰，也有助于实现更好的电能传输。该技术降低了设计上的IR压降，这在更先进的工艺节点技术上越来越难以实现以提高性能。当该技术在高性能处理器上大量使用时，将会很有趣。
据悉，采用Intel 18A工艺，通过RibbonFET和PowerVia技术，消费电子产品(如智能手机、平板电脑和笔记本电脑)可能获得更高的性能和更长的电池续航时间，提高处理器和其他电子组件的功耗效率。这将使得消费电子产品能够更好地满足用户的需求并提供更好的用户体验。
在汽车电子领域，Intel 18A工艺将带来更强大的计算能力和更低的功耗。这将支持更先进的驾驶辅助功能和自动驾驶技术，例如感知和决策算法的实时处理和高度复杂的计算任务。同时，功耗效率的提高有助于减少电子系统的能耗，从而提高燃油经济性和电动汽车的续航里程。
随着AI领域浪潮的到来，Intel 18A工艺出现将提供更高性能的处理器，以支持更强大的AI算法和应用程序。这对于深度学习、机器学习和自然语言处理等复杂的AI任务尤为重要。高性能的处理能力加上低功耗的特性，将推动AI技术在各个领域的广泛应用，包括医疗保健、金融、物流和安全等领域。
Intel 18A工艺的提前落地对整个芯片市场可以说是一个“深水炸弹”，必定会在如今平静的半导体市场党旗阵阵涟漪，引发连锁效应。
虽然如今半导体行业仍处于下行周期，但据WSTS预测，下一年半导体将会逐步恢复生机，全球半导体将会达到万亿美元的庞大市场。此时Intel宣布A18计划的加快推进，看来，Intel已经抓紧步伐，已经在各个层次与三星，台积电提前展开博弈，当然这仅仅靠18A计划一个小小棋子，面对这两大半导体巨头，是难以实现它的雄心壮志，当然Intel早有预料，并提前进行了半导体领域的两大战略布局——制程与代工的齐头并进。
Intel两大战略布局其一——四年五节点，先夺下一代EUV技术
四年五节点计划
英特尔CEO在创新大会上就曾表示国，英特尔计划在4年内搞定5代CPU工艺，也就是从今年到2025年这4年，要搞定从Intel 7到Intel 18A的这5代工艺，其中Intel 7代表的是12代酷睿上首发的工艺，对比的是台积电、三星的7nm工艺，而intel 20A指的是2nm，intel 18A指的1.8nm，
目前Intel 7已实现大规模量产，并用于客户端和服务器端；Intel 4已经准备就绪，为投产做好准备，预计2023年下半年基于Intel 4的Meteor Lake将量产；Intel 3正按计划推进中；Intel 18A将于2024年上半年量产；Intel 20A将于2024年下半年量产，预计相关产品将会在2025年推出。如今20A和18A看来受AI浪潮、半导体环境逐渐复苏等系列因素影响，Intel已经计划让它们提前落地了。
下一代EUV技术——极紫外光刻工艺
除四年五节点计划外，英特尔在极紫外光刻(EUV)工艺上也有自己的新规划，据悉，英特尔将成为光刻机龙头ASML下一代EUV技术(High-NA EUV)的主要客户。英特尔有望率先获得业界第一台High-NA EUV光刻机，并计划在2025年成为首家在生产中实际采用High-NA EUV的芯片制造商。
High-NA EUV光刻机的目标是将制程推进到1nm及以下。在ASML的规划中，第二代EUV光刻机的型号将是NXE：5000系列，其物镜的NA将提升到0.55，进一步提高光刻精度，半导体工艺想要突破1nm制程，就必须靠下一代光刻机(High-NA EUV)。不过这也将更加昂贵，曾传出其成本超过一架飞机，约3亿美元。
ASML预计将在2022年完成第一台High-NA EUV光刻机系统的验证，并计划在2023年交付给客户。ASML宣布，它现在预计High-NA 设备将在 2025 年或 2026 年(由其客户)进入商业量产。英特尔正翘首以盼High-NA 生态系统的诞生，以抢得市场先机。
Intel两大战略布局其二——业务再拆分，全面入侵晶圆代工市场
英特尔在最近的线上分析师会议上宣布了企业结构的调整计划，重点发展晶圆代工业务。作为这一计划的一部分，英特尔计划在明年第一季度将晶圆代工事业(IFS)独立运作，并在财报中单独列出其损益情况，预计开始盈利。
这意味着英特尔将从原先的集成设计与制造(IDM)模式转变为设计、制造和封测独立运营的模式。此外，英特尔对拆分出来的晶圆代工部门寄予了很大的期望，希望他们能够处理好自家的订单，并且能够承接外部订单，以与台积电和三星一同争夺市场份额。
然而，根据数据显示，在2022年，英特尔的晶圆代工业务仅实现了8.95亿美元的营收，而台积电在同一年全年的合并营收为758.8亿美元，三星的晶圆代工业务营收约为29.93万亿韩元(约合229.7亿美元)。
显然，台积电目前保持着行业的头把交椅，难以撼动其领先地位。尽管目前看起来英特尔与三星之间的差距似乎有些遥远，实际上这是因为英特尔的晶圆代工业务的营收没有计算上自家内部产品业务部门的需求。
随着英特尔制造业务的完全独立，英特尔内部的产品业务部门将成为英特尔代工业务的最大客户，这将大幅提升英特尔代工业务的订单量和营收规模。除此之外，英特尔还通过稳固各客户合作关系、加快工程建设，进一步进军半导体市场。
和联发科宣布建立战略合作伙伴关系
早前，英特尔宣布与全球十大晶圆代工需求最大的客户中的7家积极探索合作关系。例如，英特尔和联发科在2022年7月宣布建立战略合作伙伴关系，联发科将利用英特尔的晶圆代工服务IFS来制造基于Intel 16工艺的芯片。英特尔还表示，最先进的Intel 3、Intel 20A和Intel 18A技术也将对外开放。
牵手高通AWS
先前提到，高通将成为采用Intel 20A先进制程工艺的客户，这还是开天辟地头一次。
众所周知，高通在手机芯片市场占据主导，该公司将使用英特尔的20A芯片制造工艺，并借助新的晶体管技术来降低芯片能耗。不过这件事还有点遥远，如果不跳票的话，也要在2024年以后才能看到高通采用英特尔的20A工艺，也就是说咱们至少还得等待3年。
三大工厂计划落地
英特尔计划在波兰弗罗茨瓦夫附近投资46亿美元建立一个半导体组装和测试工厂，预计该工厂将于2027年开始运营。该工厂将与英特尔在德国和爱尔兰的工厂紧密结合，共同构建一个整合半导体制造价值链的端到端解决方案。
此外，英特尔还与德国签署了一份修订后的意向书，计划在德国投资建设新的晶圆厂，并预计该厂将采用英特尔先进的埃时代晶体管技术。去年3月，英特尔宣布在德国投资170亿欧元建立巨型晶圆厂，这次与德国政府达成协议后，英特尔有望获得高达99亿欧元的补贴。
在同一天，据路透社报道，以色列总理内塔尼亚胡宣布，英特尔将在以色列投资250亿美元新建一家工厂，这是以色列历史上吸引的最大国际投资。这个位于Kiryat Gat的工厂预计将于2027年开始投产，并至少运营到2035年，将为数千名员工提供就业机会。根据协议，英特尔将支付7.5%的税率，高于目前的5%。
从技术到业务层面，英特尔多措并举，在今年可谓是凑足了底牌和三星、台积电叫板，2023年的半导体市场三大巨头愈演愈烈，你觉得今年冠亚季军又会花落谁家呢？
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