處理器 英特爾加速製程與封裝創新

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Intel Accelerated - 英特爾台灣媒體暨分析師線上記者會​

台灣時間2021年7月27日(周二)上午10:00~11:00,英特爾副總裁汪佳慧(Grace Wang)與英特爾創新科技總經理謝承儒(CJ Hsieh)將分享在IDM 2.0策略推動下,英特爾公司半導體製程及封裝技術創新的最新進展及藍圖​

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加速製程創新​

英特爾今日揭露製程技術最新的路線規劃,並展示將為2025年及其之後的產品注入動力的突破性技術。這份資料提供支持該路線的創新關鍵細節,同時解釋英特爾採用新款節點命名方式背後的原理。
前行之路
英特爾路線規劃建立在無與倫比、歷史悠遠的製程技術創新之上。透過汲取世界級研發產線的優勢,英特爾已引薦許多業界首創,並對半導體生態系具有深遠影響的技術,例如應變矽、高介電常數金屬閘極,以及3D鰭式場效電晶體。

今日英特爾正延續這項傳統-不僅是電晶體深度強化,更將創新向上延伸至互連結構以及標準元件層級。朝著創新的路線前進,開啟逐年製程改進的步伐。
英特爾各節點創新技術
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英特爾製程技術演進
英特爾各節點創新技術.png



創新內涵
下列是有關英特爾製程技術路線、每個節點背後的創新技術,以及公司新款節點命名的詳細資料:

Intel 7(先前稱為10nm Enhanced SuperFin)
透過提升應力、較低電阻材料、新穎高密度曝光技巧、簡化結構,以及使用更多金屬層達成較佳佈線……等FinFET最佳化,每瓦效能相較Intel 10nm SuperFin大約提供10%〜15%提升幅度[1]。Intel 7將會使用在2021年的client端Alder Lake產品,以及2022年首季量產的Sapphire Rapids資料中心產品。
Intel 4(先前稱為Intel 7nm)
相較Intel 7大約提供20%的每瓦效能提升幅度1,Intel 4將是英特爾首次全面採用極紫外光(EUV)微影的FinFET節點,其導入高度複雜的鏡片、反射鏡光學系統,聚焦於13.5nm波長的光,以便於矽晶圓上印製極小的形狀。相較先前技術所使用的193nm波長的光,是個相當重大的改進。Intel 4將於2022下半年準備量產,2023年開始出貨,並使用在client端Meteor Lake和資料中心端Granite Rapids。
Intel 3
Intel 3相較Intel 4能夠提供18%的每瓦效能成長幅度1。相對於標準全節點轉換,這款製程能夠達成更高的電晶體效能改進。Intel 3實作密度更高、效能更高的元件庫 、提升本徵驅動電流、降低貫孔電阻的最佳化互連金屬層,Intel 3相較Intel 4使用更高比例的EUV,將於2023下半年開始生產製造。
Intel 20A
以PowerVia和RibbonFET這2個突破性技術開創埃米(angstrom)時代。PowerVia為英特爾獨特、業界首次實作的背部供電-移除晶圓正面供電所需迴路,以達最佳化訊號佈線,同時降低衰減幅度以及減少雜訊。RibbonFET為英特爾環繞式閘極(gate-all-round)電晶體的實作成果,亦將是2011年推出FinFET後,首次全新電晶體架構。此技術於較小的面積當中堆疊多個鰭片,於相同的驅動電流提供更快的電晶體開關速度。Intel 20A預計將於2024年逐步量產。

數字背後的意義?
數十年以來,製程「節點」名稱對應的是部分實體電晶體形狀的真實長度。縱使業界多年前就已偏離這種作法,英特爾依然承襲歷史脈絡,採用能夠表示節點維度遞減的單位數字,例如奈米。

今日,橫跨整個產業所使用的多種命名與編號方式,已不再牽涉到任何測量方法,且無法針對如何達成電源效率與效能的絕佳平衡,訴說完整的故事。
揭曉製程路線規劃的同時,英特爾以關鍵技術參數,如效能、功耗與面積,引薦全新命名結構。從單一節點邁向下個節點,反映出這些關鍵指標改進的整體評估。[1]

隨著產業逐步邁向所謂的「1」節點,英特爾正轉換其命名方式,以因應下個創新時代。特別是Intel 3的下個節點將稱之為Intel 20A,呼應工程師們轉換至原子尺度打造裝置與材料的新世代 – 半導體的埃米時代。

命名更新後將創造出清晰且具有意義的架構,協助產業及客戶擁有更為精確的製程節點認知,以做出更明智的決策。隨著英特爾成立Intel Foundry Services(IFS,英特爾晶圓代工服務),這種重要性更勝以往。


[1] 英特爾的節點數字不代表任何電晶體或是結構上實體形狀的真實維度。它們也沒有指出效能、功耗或面積的具體改進水準,從單一節點轉往下個節點的下降幅度,並不必然與單一或是多個關鍵指標的改進水準成正比。從歷史上來看,新款英特爾節點數字完全基於面積/密度改良;如今,節點數字通常反映橫跨各項指標的整體改善情況,可以是基於效能、功耗、面積,或其它重要因素其中之一或更多可能組合的改進,並不一定單純基於面積/密度改良。


「摩爾定律不死。英特爾對於下一個創新十年,規劃清晰的道路走向1奈米及其未來。我很喜歡這麼說,直到週期表上的元素用罄之前,摩爾定律並不會結束,我們將持續發揮矽的魔力以照亮創新道路。」– 英特爾執行長 基辛格

英特爾副總裁汪佳慧Grace Wang
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英特爾創新科技總經理謝承儒CJ Hsieh
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