英特爾(Intel)透露,其10納米工藝性能可望超越其他晶圓代工廠(chǎng),并將為包括樂(lè )金電子(LG Electronics)在內的廠(chǎng)商生產(chǎn)ARM核心手機芯片;為此Intel與ARM的Artisan物理層IP部門(mén)合作,推出采用ARM的64位核心 之10納米工藝參考設計。

上述新信息是Intel在近日于美國舊金山舉行的該公司年度技術(shù)論壇IDF(Intel Developer Forum)期間發(fā)布,顯示這家處理器巨擘正持續強化其半導體工藝技術(shù)能力,并凸顯了該公司需要透過(guò)剛起步的晶圓代工業(yè)務(wù)來(lái)充分參與手機市場(chǎng)。

此外中國芯片設計企業(yè)展訊(Spreadtum)將以Intel目前的14納米工藝生產(chǎn)手機芯片。還有Intel的14納米Stratix 10系列FPGA組件將于下一季開(kāi)始提供樣品;該組件采用創(chuàng )新的封裝技術(shù),號稱(chēng)能提供比現有2.5D技術(shù)更低的成本。

Intel的10納米工藝節點(diǎn)仍在開(kāi)發(fā)階段,將可達到54納米的閘極間距(gate pitch);Intel制造部門(mén)資深院士Mark Bohr表示:“這會(huì )是數年來(lái)所有半導體業(yè)者可量產(chǎn)之技術(shù)中,閘極間距最緊密的;”他指出,Intel的10納米與7納米工藝將繼續朝向提供更高密度芯片 以及更低晶體管單位成本的趨勢發(fā)展。

Bohr補充,盡管晶圓成本隨著(zhù)工藝步驟以及光罩層數增加而持續提升:“摩爾定律(Moore’s law)仍然活躍,晶體管成本也持續下降,至少在Intel這里是這樣。”20160819-INTEL 1Intel表示其10納米工藝的晶體管閘極間距比同業(yè)領(lǐng)先兩年(來(lái)源:Intel)

市場(chǎng)研究機構VLSI Research 總經(jīng)理G. Dan Hutcheson表示,Intel僅兩歲半的晶圓代工業(yè)務(wù)一路走來(lái)十分低調,看起來(lái)甚至像是已經(jīng)退出了,但藉由新公布的合作案,Intel已經(jīng)準備好為采用ARM架構的Android手機以及物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設備生產(chǎn)芯片:“很多物聯(lián)網(wǎng)設備都會(huì )是采用ARM架構。”

Intel的14納米與10納米工藝節點(diǎn),預期將提供比以往都緊密的邏輯區域以及更低的晶體管成本,但Bohr表示,有鑒于晶圓片成本以及工藝復雜度不斷提高,各個(gè)世代節點(diǎn)之間的時(shí)間差距仍將維持在2~2.5年。

他指出:“我們正投資更多心力在衍生技術(shù)上,好讓這些非常昂貴的工藝節點(diǎn)能有更多的應用、延長(cháng)它們的生命周期;而在二十年前,我們會(huì )是在某個(gè)工藝節點(diǎn)量產(chǎn)兩年之后就讓它功成身退;”因此Intel已經(jīng)準備好開(kāi)始生產(chǎn)下一代的14+節點(diǎn)芯片,性能可望提升12%;至于其10納米工藝節點(diǎn),預期將會(huì )有10+、 10++等衍生技術(shù),但Bohr婉拒透露更多細節。20160819-INTEL 220160819-INTEL 3Intel預期在10納米節點(diǎn)提供最緊密的邏輯晶體管區域,并一直到7納米節點(diǎn)持續降低晶體管成本

EUV微影與EMIB封裝技術(shù)

Intel的10納米節點(diǎn)仍將只使用浸潤式微影(immersion lithography)技術(shù),而B(niǎo)ohr表示,開(kāi)發(fā)中的7納米工藝節點(diǎn):“一開(kāi)始將會(huì )以采用全浸潤式微影來(lái)設計,不過(guò)一旦EUV工具正常運作時(shí)間達到九成以上、產(chǎn)能也更高,我們會(huì )很樂(lè )意將部份層數改為EUV,以減少光罩數量;”而對于EUV的量產(chǎn),他表示有合理的信心,但很難說(shuō)會(huì )是在一年之內或是還要三年。

VLSI Research的Hutcheson表示,盡管有臺積電(TSMC)等同業(yè)緊追在后,Intel在10納米節點(diǎn)仍維持領(lǐng)先地位:“Intel的微影技術(shù)是只要能取得工具,馬上就能做──他們的光罩廠(chǎng)(mask shop)無(wú)人能及。”

Intel在封裝領(lǐng)域似乎也因為其一年多前發(fā)表的嵌入式多芯片互連橋接技術(shù)(embedded multi-die interconnect bridge,EMIB)而擁有成本優(yōu)勢;該公司FPGA事業(yè)群(即過(guò)去的Altera)總經(jīng)理在IDF上展示了以EMIB連結4個(gè)外部Serdes的 Stratix 10組件。

EMIB 以無(wú)須完整硅中介層(silicon interposer)的方式連結并排的裸晶,可因此降低成本并超越光罩極限擴展組件規模;而Intel晶圓代工事業(yè)群另一位主管Zane Ball表示,EMIB工藝也很容易生產(chǎn),未來(lái)的Stratix產(chǎn)品將采用EMIB鏈接內存以及模擬組件,搭配14納米與10納米的芯片。

對此Hutcheson表示,與Xilinx等競爭對手采用的硅中介層方案相較,EMIB技術(shù)顯然能以更低的成本達到相同的性能;而晶圓代工業(yè)者在封裝技術(shù)上的較勁也越來(lái)越激烈。20160819-INTEL 4Stratix 10將是首款采用EMIB技術(shù)的組件

Ball表示,Intel的晶圓代工業(yè)務(wù)將專(zhuān)注于兩個(gè)關(guān)鍵市場(chǎng):網(wǎng)絡(luò )基礎建設與手機:“手機應用是晶圓代工市場(chǎng)的最大宗。”

這樣的決策對Intel來(lái)說(shuō)是合理的,為了尋求大量設計填滿(mǎn)其晶圓廠(chǎng)產(chǎn)能;不過(guò)對軍事航天芯片設計業(yè)者來(lái)說(shuō)可能會(huì )感到失望,這些廠(chǎng)商正抱怨失去了IBM那樣在進(jìn)行國防項目時(shí)的可信任伙伴,卻又不容易取得Intel節點(diǎn)的相關(guān)信息。

Intel的14納米節點(diǎn)已經(jīng)生產(chǎn)了Achronix的FPGA以及Netronome網(wǎng)絡(luò )處理器,其Serdes技術(shù)包括56Gbit/second的PAM-4 功能區塊,也能提供晶圓代工客戶(hù)。Intel的晶圓代工部門(mén)在一年前經(jīng)歷管理層變動(dòng);而今年稍早Intel則決定放棄手機應用處理器業(yè)務(wù)。