摩爾定律的下一步：10納米

2017年，英特爾希望憑藉其製造優勢保持競爭中的領先地位。

如今，有關摩爾定律未來的預測變得越來越令人沮喪。

但英特爾的前景——至少在未來幾年內——無疑還是光明的。

在2017年的某個時間，英特爾將推出首款搭載其最新10納米晶片製造技術的處理器。

英特爾表示，利用該技術生產的電晶體比之前的更加便宜，這也符合摩爾定律幾十年來的發展趨勢，但與廣為流傳的「電晶體生產成本已經降到了最低點」這種說法正相反。

在未來的幾年裡，英特爾計劃進一步改進其電晶體設計，也將首次根據其他公司的需求來優化其製造技術。

其他公司希望利用英特爾的設施來生產基於ARM架構的晶片，ARM架構在現代移動處理器中十分普遍。

雖然並不總是如此，但如今很少有晶片製造技術疊代的名稱或「節點」能夠與晶片上任何特性的維度相匹配。

然而，英特爾基於10納米技術的電晶體仍然比現在的14納米晶片上的電晶體密度——以及其他公司的10納米電晶體密度——更高，英特爾高級院士馬克•波爾（Mark Bohr）如是說。

到目前為止，英特爾幾乎沒有給出有關新一代技術的具體數字。

但控制其開關的電晶體各極的長度以及各極之間的距離（即極間距）都會有所減小。

最小的極間距將從70納米降低到54納米，其邏輯單元（用於執行標準邏輯功能的電晶體組合）大小還不到14納米邏輯單元大小的46%。

波爾表示，這比幾年前的微型程度還要更進一步，有助於遏制最近的一個趨勢：新型晶片製造技術的疊代正在逐漸放緩。

「重要的是，這種節點以及基於這種技術的產品將有望消除產業界有關摩爾定律正在放緩的擔憂。

」波爾說。

英特爾聲稱，即便相比於14納米技術，10納米技術製造全晶片晶圓的成本較高，但單位電晶體的成本還是會比以前更低。

10納米晶片還可以提高開關速度和降低能量消耗。

但時鐘頻率並不容易提高，幾年來一直如此。

「除了降低電晶體成本之外，這些新技術的目標主要是降低功率或提高能效。

」波爾說。

他還指出，體積的進一步減小和效率的進一步提升還會讓其更具吸引力，有助於在伺服器晶片上增加核數，也有益於在GPU上增加執行單元。

過去，英特爾一般會每兩年引入新製造技術來對其電晶體進行升級。

但在14納米技術上，英特爾提供的應該算是一種半節點：在推出10納米之前先對其14納米電晶體進行一系列改進。

在10納米技術上，英特爾打算推出兩種半節點產品（10納米+和10納米++），之後再推出7納米的下一代製造技術。

從某種程度上來說，這也是為了應對下一代晶片製造技術發展之路上越來越多的挑戰，波爾說：「如果你需要花更長的時間才能研製出10納米或7納米技術，那麼你下一步能採取的最好措施就是不斷改進你現有的技術，以便每年都能夠推出更好的產品。

」

不斷演進的鑄造市場：先推向市場的是基於10納米技術的晶片。

但國際商業策略公司（IBS）預測蘋果和其他公司將會把注意力集中於下一個節點技術——7納米。

三星和台灣積體電路製造公司（TSMC）也正在製造10納米晶片；三星在2016年10月宣布其是第一家將在2017年初實現10納米晶片設備量產的公司。

格羅方德公司選擇在2018年初直接製造7納米產品。

超大規模集成電路（VLSI）研究機構是一家專門從事半導體行業發展分析的公司，其執行長丹•哈奇森（Dan Hutcheson）說，大家都雄心勃勃地努力突破微型化的極限。

「大家都在尋求突破。

」哈奇森表示。

但並非全都步調一致：他說，如果你對10納米的產品進行比較，在尺寸特徵上，「英特爾大概仍然領先兩年」。

除此之外，哈奇森還說，英特爾與其他晶片製造商的一個不同之處在於其製造流程的管控與統一。

這就為其鑄造服務提供了一個巨大優勢，利用英特爾的生產線可為其他公司製造晶片。

晶片代製造是英特爾的一個新領域。

加入ARM處理器製造能力是很重要的一步。

「沒有ARM是很難實現鑄造的，因為這是標準架構。

」 哈奇森說。

英特爾稱，首先出貨的10納米晶片將會是公司自己的處理器，然後才是為其他公司製造的晶片產品，那也許得等到2018年了。

作者：Rachel Courtland