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,并將為包括樂金電子(LG Electronics)在內(nèi)的廠商生產(chǎn)ARM核心手機芯片;為此Intel與ARM的Artisan物理層IP部門合作,推出采用ARM的64位核心 之10納米工藝參考設(shè)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(xù)強化其半導體工藝技術(shù)能力,并凸顯了該公司需要透過剛起步的晶圓代工業(yè)務(wù)來充分參與手機市場。

此外中國芯片設(shè)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組件將于下一季開始提供樣品;該組件采用創(chuàng)新的封裝技術(shù),號稱能提供比現(xiàn)有2.5D技術(shù)更低的成本。

Intel的10納米工藝節(jié)點仍在開發(fā)階段,將可達到54納米的閘極間距(gate pitch);Intel制造部門資深院士Mark Bohr表示:“這會是數(shù)年來所有半導體業(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(xù)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,盡管晶圓成本隨著工藝步驟以及光罩層數(shù)增加而持續(xù)提升:“摩爾定律(Moore’s law)仍然活躍,晶體管成本也持續(xù)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(來源:Intel)

市場研究機構(gòu)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)一路走來十分低調(diào),看起來甚至像是已經(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(gòu)的Android手機以及物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備生產(chǎn)芯片:“很多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都會是采用ARM架構(gòu)。”

Intel的14納米與10納米工藝節(jié)點,預期將提供比以往都緊密的邏輯區(qū)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,各個世代節(jié)點之間的時間差距仍將維持在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(jié)點能有更多的應用、延長它們的生命周期;而在二十年前,我們會是在某個工藝節(jié)點量產(chǎn)兩年之后就讓它功成身退;”因此Intel已經(jīng)準備好開始生產(chǎn)下一代的14+節(jié)點芯片,性能可望提升12%;至于其10納米工藝節(jié)點,預期將會有10+、 10++等衍生技術(shù),但Bohr婉拒透露更多細節(jié)。20160819-INTEL 220160819-INTEL 3Intel預期在10納米節(jié)點提供最緊密的邏輯晶體管區(qū)域,并一直到7納米節(jié)點持續(xù)降低晶體管成本

EUV微影與EMIB封裝技術(shù)

Intel的10納米節(jié)點仍將只使用浸潤式微影(immersion lithography)技術(shù),而Bohr表示,開發(fā)中的7納米工藝節(jié)點:“一開始將會以采用全浸潤式微影來設(shè)計,不過一旦EUV工具正常運作時間達到九成以上、產(chǎn)能也更高,我們會很樂意將部份層數(shù)改為EUV,以減少光罩數(shù)量;”而對于EUV的量產(chǎn),他表示有合理的信心,但很難說會是在一年之內(nèi)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(jié)點仍維持領(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(mask shop)無人能及。”

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(即過去的Altera)總經(jīng)理在IDF上展示了以EMIB連結(jié)4個外部Serdes的 Stratix 10組件。

EMIB 以無須完整硅中介層(silicon interposer)的方式連結(jié)并排的裸晶,可因此降低成本并超越光罩極限擴展組件規(guī)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),未來的Stratix產(chǎn)品將采用EMIB鏈接內(nèi)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)將專注于兩個關(guān)鍵市場:網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)與手機:“手機應用是晶圓代工市場的最大宗。”

這樣的決策對Intel來說是合理的,為了尋求大量設(shè)計填滿其晶圓廠產(chǎn)能;不過對軍事航天芯片設(shè)計業(yè)者來說可能會感到失望,這些廠商正抱怨失去了IBM那樣在進行國防項目時的可信任伙伴,卻又不容易取得Intel節(jié)點的相關(guān)信息。

Intel的14納米節(jié)點已經(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(qū)塊,也能提供晶圓代工客戶。Intel的晶圓代工部門在一年前經(jīng)歷管理層變動;而今年稍早Intel則決定放棄手機應用處理器業(yè)務(wù)。