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专访英特尔宋继强:除了使用最先进的光刻机,英特尔制程反超台积电还有哪些招数?
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吕栋lvdong@guancha.cn
最后更新: 2023-07-24 19:09:57【文/观察者网 吕栋】
在半导体领域,英特尔一直是无法忽视的存在,无论是X86还是CPU,都是这个美国芯片巨头亮眼的名片。不夸张地说,英特尔的发展史,基本上可以代表整个半导体行业的发展史。
但近些年,英特尔在强手如云的半导体行业却频频失意。首先是制造工艺推进不顺,导致先进制程被台积电反超,这不仅让英特尔被调侃为“牙膏厂”,也让AMD等对手趁机借助台积电的先进制程“蚕食”英特尔的份额,就连苹果也“一气之下”转投Arm阵营,自研CPU。
在最近这轮大模型爆火的过程中,英伟达凭借在GPU领域的地位出尽了风头。要知道,三年前英伟达才首次实现对英特尔市值的反超,如今英伟达市值已突破万亿美元,8倍于英特尔。尽管大模型仍然离不开CPU,但相比于“出圈”的英伟达,英特尔这轮存在感的确不高。
不可否认,放在当下,英特尔依然是半导体行业的重量级选手,但行业内外更关注的是,这个昔日的“芯片王者”如何才能重回巅峰。就在上个月,英特尔宣布调整产品业务部门与制造部门间的合作方式,将制造部门的损益单独核算,目标是2030年成为第二大外部代工厂。
而根据第三方数据,今年一季度,台积电在全球晶圆代工领域的份额超过60%,三星的份额虽然出现明显下滑,但仍有12.4%,并且台积电和三星已经宣称实现了3nm制程的量产。在这个“老三只能喝西北风”的芯片代工行业,英特尔如何从对手那里争夺客户,也成为外界关注的焦点。
针对英特尔目前的行业处境,以及该公司未来如何实现重要目标等相关话题,观察者网近期对英特尔研究院副总裁、英特尔中国研究院院长宋继强进行了深度专访,他在采访过程中详细阐述了英特尔重回行业领先地位的关键点,以及对英特尔坚持IDM模式的思考。
英特尔中国研究院院长宋继强
以下是专访实录:
观察者网:长期以来,英特尔都是半导体市场的主要参与者。但在近些年,台积电在制程上超越了英特尔,Arm架构CPU的成长势头也很快,同时英伟达也在不断凭借GPU抢走英特尔的存在感。在您看来,英特尔未来如何才能重返巅峰,或者说重现往日辉煌?
宋继强:首先,制程上的领先地位是一定要拿回来的,因为这个是基础。很多架构优化带来的效果,比制程带来的效果要少很多。一旦前进到一个新的制程节点,它自然而然就可以帮你提高很多计算效率,降低功耗和最后的成本,因为成本取决于芯片的面积,这是很清楚的。
前些年英特尔在制程方面,尤其是14nm到10nm的过程中产生一些滞后,这基本是由于英特尔在使用EUV极紫外光刻机技术上晚了一些。由于英特尔在做很多制程规划时看得较早,在英特尔开始去定义新制程的时候,EUV还不成熟,所以就没有把它作为一个可用选项。但是在推进制程的过程中,由于没有使用EUV,导致很多额外步骤的增加,以及产生良率问题,最后产品也相应有些延迟,这是双重效应。
明确发现这个问题后,我们采取的措施是,首先要尽快在Intel 4中全面采用EUV,这个已经在做,所以Intel 4和Intel 3属于全面采用EUV的节点,晶体管性能也会非常优秀。第二,我们接下来还会使用更高级的EUV,也就是高数值孔径EUV(据报道每台售价人民币19亿元)。因为随着晶体管尺寸的进一步缩小,不用高数值孔径EUV就会更难达到特征线宽,也会使良率和整个生产流程比较复杂。所以英特尔和ASML早就达成协议,第一批将高数值孔径EUV用在整个制程生产流程中。
英特尔制程路线图
此外,从Intel 20A制程节点开始,我们还使用了新的全环绕栅极(GAA)晶体管RibbonFET和背部供电技术PowerVia,这些都可以非常有效地缩小晶体管体积,又能保证设计达到很好的良率。
这两个技术都很重要,都是属于革命性的技术。要是去查学术资料的话,这些技术想法都是在十几年前提出的,要逐渐把它应用到真正的量产流程中是很困难的,因为要从材料、制造工艺、生产良率上全部做起来。目前来讲,我们对“四年五个制程节点”的整体进展是很有信心的,所以2024年Intel 20A就可以先推出,然后很快会过渡到作为Intel 20A提升的Intel 18A,进一步提升制程上的良率和晶体管的质量。对在Intel 18A(相当于1.8nm,英特尔预计2024年下半年量产)这个节点上拿回制程的领先性(台积电预计2nm在2025年量产),我们现在很有信心,大家可以拭目以待。
在制程领域拿回领先地位后,就是架构设计。英特尔在新的服务器处理器和PC、笔记本处理器当中,都在全面使用模块化(tile-based)方案,把很多小功能单元灵活地集成在一起,并且可以根据不同的使用导向,有的用性能核,有的用能效核,这样按照需要就可以组合出不同种类的产品,架构上就更加灵活了。以前更多是一个大的单芯片设计,现在在设计复杂度上增加了,而模块化本身就是基于Chiplet的思路,也会很考验是否能在封装上做好。
英特尔还有一个杀手锏,我们在先进封装领域也有很多自有创新技术,这部分也非常重要,因为在未来需要做多个不同尺寸、来自不同厂商的芯粒的互连,还要能够保证类似以前单芯片级别的传输带宽、功耗、信号质量,这是很不容易的事情。目前来讲,英特尔已在2.5D先进封装技术,就是EMIB(嵌入式多芯片互连桥接)技术和Foveros 3D先进封装技术上都有产品出来了,也就是说这些路都走通了,都能达到较高的良率。
观察者网:可以说制程是英特尔重回领先的基础?
宋继强:制程是非常重要的一个点,所以英特尔CEO经常强调,四年五个节点一定要执行出来,而不只是在PPT上秀出来。制程领先性拿回来后,很多东西就顺理成章可以实现,包括我们制程做好以后,一些大客户就开始使用,IFS(英特尔代工服务)的生意也就起来了。
观察者网:说到制造,最近英特尔对产品和制造部门进行调整,在这种“内部代工模式”中,制造比以前更独立了,但好像还没有完全把制造给剥离出去。
宋继强:不是剥离。
- 责任编辑: 吕栋 
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