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英特尔公布未来十年技术路线图:10 年后推 1.4 纳米工艺

网易科技 2019-12-11

据外媒报道,在今年的 IEEE 国际电子设备会议(IEDM)上,芯片巨头英特尔发布了 2019 年到 2029 年未来十年制造工艺扩展路线图,包括 2029 年推出 1.4 纳米制造工艺。英特尔预计其制造工艺节点技术将保持 2 年一飞跃的节奏,从 2019 年的 10 纳米工艺开始,到 2021 年转向 7 纳米 EUV(极紫外光刻),然后在 2023 年采用 5 纳米,2025 年 3 纳米,2027 年 2 纳米,最终到 2029 年的 1.4 纳米。

这是英特尔首次提到 1.4 纳米工艺,相当于 12 个硅原子所占的位置,因此也证实了英特尔的发展方向。

或许值得注意的是,在今年的 IEDM 大会上,有些演讲涉及的工艺尺寸为 0.3 纳米的技术,使用的是所谓的 "2D 自组装 " 材料。尽管不是第一次听说这样的工艺,但在硅芯片制造领域,却是首次有人如此提及。显然,英特尔 ( 及其合作伙伴 ) 需要克服的问题很多。

技术迭代和反向移植

在两代工艺节点之间,英特尔将会引入 + 和 ++ 工艺迭代版本,以便从每个节点中提取尽可能多的优化性能。唯一的例外是 10 纳米工艺,它已经处于 10+ 版本阶段,所以我们将在 2020 年和 2021 年分别看到 10++ 和 10+++ 版本。英特尔相信,他们可以每年都做到这一点,但也要有重叠的团队,以确保一个完整的工艺节点可以与另一个重叠。

英特尔路线图的有趣之处还在于,它提到了 " 反向移植 "(back porting)。这是在芯片设计时就要考虑到的一种工艺节点能力。尽管英特尔表示,他们正在将芯片设计从工艺节点技术中分离出来,但在某些时候,为了开始在硅中布局,工艺节点过程是锁定的,特别是当它进入掩码创建时,因此在具体实施上并不容易。

不过,路线图中显示,英特尔将允许存在这样一种工作流程,即任何第一代 7 纳米设计可以反向移植到 10++ 版本上,任何第一代 5 纳米设计可以反向移植到 7++ 版本上,然后是 3 纳米反向移植到 5++,2 纳米反向移植到 3++ 上,依此类推。有人可能会说,这个路线图对日期的限定可能不是那么严格,我们已经看到英特尔的 10 纳米技术需要很长时间才成熟起来,因此,期望公司在两年的时间里,在主要的工艺技术节点上以一年速度进行更新的节奏前进,似乎显得过于乐观。

请注意,当涉及到英特尔时,这并不是第一次提到 " 反向移植 " 硬件设计。由于英特尔 10 纳米工艺技术目前处于延迟阶段,有广泛的传闻称,英特尔未来的某些 CPU 微体系结构设计,最终可能会使用非常成功的 14 纳米工艺。

研发努力

通常情况下,随着工艺节点的开发,需要有不同的团队负责每个节点的工作。这副路线图说明,英特尔目前正在开发其 10++ 优化以及 7 纳米系列工艺。其想法是,从设计角度来看,+ 版每一代更新都可以轻松实现,因为这个数字代表了完整的节点优势。

有趣的是,我们看到英特尔的 7 纳米工艺基于 10++ 版本开发,而英特尔认为未来的 5 纳米工艺也会基于 7 纳米工艺的设计,3 纳米基于 5 纳米设计。毫无疑问,每次 +/++ 迭代的某些优化将在需要时被移植到未来的设计中。

在这副路线图中,我们看到英特尔的 5 纳米工艺目前还处于定义阶段。在这次 IEDM 会议上,有很多关于 5 纳米工艺的讨论,所以其中有些改进 ( 如制造、材料、一致性等 ) 最终将被应用于英特尔的 5 纳米工艺中,这取决于他们与哪些设计公司合作 ( 历史上是应用材料公司 ) 。

除了 5 纳米工艺开发,我们还可以看看英特尔的 3 纳米、2 纳米以及 1.4 纳米工艺蓝图,该公司目前正处于 " 寻路 " 模式中。展望未来,英特尔正在考虑新材料、新晶体管设计等。同样值得指出的是,基于新的路线图,英特尔显然仍然相信摩尔定律。

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