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Intel 20A:1nm不够用了,英特尔将制程节点提升了一个计量 ...

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 楼主| 大覃神 发表于 2021-11-30 11:42:10 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
机械之心报道

机械之心编辑部

  1  = 10^–10 米 = 0.1 纳米。
今年 2 月,英特尔新 CEO 帕特 · 基辛格(Pat Gelsinger)正式上任,这位曾在英特尔工作过 30 年之久的元老概述了他「IDM 2.0」的愿景。

在新线路图中,除了采用外界芯片代工之外,制程技术的成长是一个重要方面,这一切都在 7 月 27 日的 Intel Accelerated 大会上揭开了答案。

明天上午,英特尔首席履行官 Pat Gelsinger 和英特尔的高级副总裁、技术开辟司理 Ann Kelleher 博士等人向我们先容了英特尔从今年到 2025 年,直至更远未来的具体成长线路。

「从芯片设想、生产测试再到整合全链条,这是只要英特尔才能实现的才能,英特尔的题目只是需要继续加速速度,」Pat Gelsinger 说道。

英特尔的下一个节点不是 10nm 而是 Intel 7,再往后是 Intel 4、Intel 3,进入 GAA 时代后会是 Intel 20A。
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Pat Gelsinger 暗示:「英特尔正在重新斟酌若何公布和品牌化其在芯片方面的创新功效。」

英特尔的最新公密告布了英特尔未来 5 年的处置器线路图、新的芯片和封装技术,而且做出了「annual cadence of innovation」的许诺。终极方针是让英特尔到 2025 年重新夺回处置器范畴的带领职位。

英特尔未来推出的产物将不再利用基于纳米的节点命名法,而是利用英特尔自己推出的一种全新命名方式。英特尔暗示新的命名方式将更正确地描写全部芯片行业的工艺节点。这类变化将从英特尔将在今年晚些时辰公布的 12th Gen Alder Lake 起头。

英特尔第三代 10 纳米芯片将被称为「Intel 7」,而不再像客岁的 10 纳米 SuperFin 芯片一样基于纳米命名。

这听起来似乎是一种营销战略,旨在让英特尔行将推出的 10nm 芯片与 AMD 的产物相比更具合作力。今朝 AMD 的产物已经经过台积电推出了 7nm 制程芯片,苹果也已经推出 5nm 制程的 M1 芯片。

虽然这些技术看起来是领先的,但现实上却不完全如此。在芯片的命名中,由于 3D 封装技术和半导体设想物理属性的进步,节点称号现实上并不指芯片上晶体管的巨细。

从技术角度看,英特尔的 10 纳米芯片与台积电或三星等合作对手的「7 纳米」品牌硬件大致相当,英特尔利用与之类似的生产技术,并供给可媲美的晶体管密度。在贸易硬件范畴也是如此,例如英特尔的 10nm 芯片可与 AMD 的 7nm 锐龙芯片合作市场。

是以,英特尔此次「品牌重塑」是对于该公司技术节点先容方式的一次重要改变。

英特尔新的架构线路图。
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在业内,本来人们利用栅极的巨细来表现制程技术。而在当前阶段,芯片才能的成长已经很洪流平上取决于其他技术了。

「数字的递加将继续暗示技术的演进,可是人们需要大白未来的制程演进与数字已经没有间接关系了。」英特尔中国研讨院院长宋继强暗示。

英特尔的架构线路和新技术

下面我们来看看英特尔的新线路图,以及现实意义。

Intel 7 是英特尔第三代 10 nm 技术的新称号,也是英特尔 10 纳米 SuperFin(别名英特尔的第二代 10 nm 制程芯片,其中最引人注视标是第 11 代 Tiger Lake)的继任者。英特尔暗示,与上一代相比,新的 Intel 7 硬件将在每瓦性能方面供给大约 10% 到 15% 的性能提升,大概说,假如硬件制造商希望连结性能稳定,则 Intel 7 将会进步电源效力和电池寿命。

首款基于 Intel 7 的产物最早将于今年推出,估计将于 2021 年末公布用于消耗级产物的 Alder Lake 芯片,以及将于 2022 年公布用于数据中心的 Sapphire Rapids 芯片。

Intel 4 是原 Intel 7nm 制程的正式架构,客岁炎天由于制造题目英特尔被迫推延到 2023 年。最初计划是在 2021 年推出,这是英特尔的下一个严重技术奔腾,利用的是极紫外 (EUV) 技术。作为对照,三星和台积电的 5 纳米节点产物已经利用了这一技术。它仍将利用英特尔自 2011 年以来一向利用的宽 FinFET 晶体管架构。

由于技术的改良,估计 Intel 4 晶体管密度将到达每平方毫米约 2-2.5 亿个晶体管,而台积电当前的 5 纳米节点上的晶体管密度约为每平方毫米 1.713 亿个。

英特尔暗示,Intel 4 将使每瓦性能进步约 20%,同时削减整体面积,估计将于 2022 年下半年投产,并计划在 2023 年推出第一批 Intel 4 产物(Meteor Lake 用于消耗级产物,Granite Rapids 用于数据中心)。

Intel 3 定于 2023 年下半年生产,是英特尔先前命名计划下的第二代 7 纳米产物的新称号。与 Intel 4 一样,它照旧是 FinFET 产物,虽然英特尔暗示它将供给额外的优化和利用 EUV ,与 Intel 4 相比,每瓦性能大约进步 18%。Intel 3 芯片的公布日期或产物称号尚未公布,但据猜测,它们要到 2024 年才能上市。

随后芯片制程将进入全新时代:Intel 20A,也即之前的 5nm 制程,将于 2024 年推出。A 代表 ngstrm(简称埃,标记 ,1  = 10^–10m= 0.1nm)。这是英特尔从 FinFETs 转向 Gate-All-Around (GAA)晶体管 RibbonFET 的重要标志。

英特尔还推出了新的 PowerVia 技术,可以在晶圆后背传输电路大幅提升晶体管密度,英特尔将是业内首个利用这一技术的公司。
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此外,英特尔架构线路图中没有列出的是英特尔 18A,估计将于 2025 年推出。英特尔 18A 将利用其率先获得的 ASML 公司最新 EUV 光刻机 High-NA EUV 机械,它可以停止加倍正确的光刻。

据 AnandTech 网站从英特尔处确认的消息,英特尔将向代工场客户供给英特尔 3 和英特尔 20A。

完整时候线以下图所示:

图源:AnandTech
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按照今朝获得的消息,英特尔制程节点新老命名之间更直观的对照以下:

图源:AnandTech
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除了全新的架构线路图之外,英特尔公布对 Foveros 芯片仓库封装技术停止了两项严重更新,而且第二代技术将于 2023 年的英特尔 4 Meteor Lake 处置器中初次亮相。
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Foveros 芯片仓库可以将数种硬件元素集成到单个芯片中,例如英特尔 Lakefield 芯片将 5 个 CPU 焦点、1 个集成 GPU 和 DRAM 堆叠在了一个松散的仓库中。与传统设想相比,这样做可以节省内部空间,并将多种分歧制程,甚至分歧品牌的小芯片集成为同一块大芯片,实现史无前例的性能。下图为具体的更新:Foveros Omni 和 Foveros Direct。

Foveros Omni 将更轻易地夹杂和婚配 tile,而不用管它们的尺寸若何,这样可以使得仓库中的 base tile 面积小于 top tile,从而答应堆叠芯片的更多样性。Foveros Direct 将实现组件之间间接的铜对铜(copper-to-copper)键合,从而下降电阻并削减凸点间距至 10 微米以下,让 3D 晶体管堆叠的互联密度提升一个数目级,让多芯片封装和单芯片之间的界限逐步模糊。

这两种全新的 Foveros 技术计划于 2023-24 年投入生产。


多个小芯片整合面临良品率的应战,英特尔暗示其具有强大的芯片测试才能,可以进步良率,减小废片的能够性。
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