摩爾定律依然有效
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- 來源:全球半導體觀察
9月19日,半導體龍頭廠商英特爾在北京舉辦「精英製造日」活動,英特爾此舉意在解釋外界的三大疑惑:摩爾定律是否有效、10納米開發進度以及晶圓代工策略。
需要指出的是,在此英特爾會議之前,半導體產業界發生了一些頗有意思的事情。
首先是台積電股票市值從3月份開始超越英特爾,並持續到現在;其次是三星電子2017年第2季度半導體部門營收超越英特爾,結束英特爾24年統治地位。
一時間,業界紛紛質疑英特爾在半導體產業界的領導地位。
鑒於此,在本次會議上,英特爾也毫不含糊、單刀直入,對外界所有質疑一一解答。
摩爾定律依然有效
「晶片上的電晶體數量每隔24個月就將增加一倍。
」這一產業規律由英特爾創始人之一戈登·摩爾提出,由此被稱為摩爾定律。
實際上,其意義有兩層:1、每平方毫米的成本日漸上升;2、電晶體數量翻倍即是微縮,這代表著性能提升以及每個電晶體的成本下降。
不過,隨著半導體工藝製程微縮難度越來越大,業界對廠商能否追隨摩爾定律的腳步表示懷疑。
英特爾從22納米到14納米再到10納米的推出時間間隔都已超過24個月、甚至36個月。
這給了外界以口實,摩爾定律真的失效了!不過,英特爾正面回應了這一問題。
英特爾高級院士、技術與製造事業部製程架構與集成總監Mark Bohr表示,在電晶體微縮方面,英特爾一直在努力,從2007年的45納米開始到32納米以及22納米,英特爾讓每一代產品縮小大約38%,而發展到14納米和10納米之後,由於採用超微縮技術,英特爾讓晶片面積縮小大約55%。
此外,英特爾還根據實際性能表現總結出一個電晶體密度計算公式,其14納米和10納米的技術花的時間雖然超過兩年,但每一款技術對業界來說意味著很大的技術進步,因為它的電晶體密度確實提升非常大,所以計算下來,大概是電晶體密度每兩年提高約一倍。
除了讓晶片面積縮小之外,通過通過超微縮技術,英特爾還讓每個電晶體的平均成本呈下降趨勢,尤其在14-10納米的區間裡下降趨勢更加明顯。
顯而易見,隨著技術的發展,英特爾還在不斷地推動摩爾定律繼續向前。
Mark Bohr認為,10年內依然看不到摩爾定律的終點。
10納米姍姍來遲
在解釋完摩爾定律之後,英特爾在北京面向全球市場首發了旗下最新的10納米工藝製程。
根據Mark Bohr介紹,在10納米技術節點上,英特爾延續了14納米工藝上採用的超微縮技術,在這一代技術上,英特爾把鰭片間距降到34納米,最小金屬間隔從52納米微縮到36納米。
強大的超微縮能力和全新特性將電晶體密度提升2.7倍。
簡單來說,英特爾從22納米到14納米再到10納米不斷提高電晶體密度,除此之外也進一步提高了邏輯單元和性能優化表現。
對比14納米技術,10納米鰭片的高度提高約25%,間距縮小約25%。
從電磁環境下的顯微圖像可以看到到22納米、14納米10納米的鰭片高度不同。
在超微縮技術之上,英特爾還加入了多向革命性技術,其中一個是COAG(有功柵極上觸點),基於這些特有技術,英特爾可以進一步縮小晶片面積甚至可以達到10%。
由於台積電和三星10納米技術發布量產在前,英特爾此番不免要和競爭對手一較高下。
英特爾超微縮技術讓邏輯電晶體密度從37.5Mtr/mm2提高到100.8Mtr/mm2,提升幅度驚人。
通過對比,台積電10納米邏輯電晶體密度為48.1Mtr/mm2,三星則為51.6Mtr/mm2。
英特爾表示,其10納米技術領先競爭對手整整一代,並不是所有聲稱10納米技術就能夠真正做到10納米的。
另外,在其他相關規格方面,英特爾同樣做到技術領先。
首先,鰭片間距,英特爾的10納米技術是34納米,台積電和三星分別是36和34納米;柵極間距英特爾是54納米,台積電和三星的66、68納米;最小金屬間距英特爾36納米,台積電和三星分別是42和48納米;邏輯單元高度英特爾是272納米,台積電和三星分別是360以及420納米。
除了10納米之外,英特爾還推出了全新的22FFL技術,該技術是全球首個面向低功耗物聯網以及移動產品的FinFET技術。
該技術採用先進的FinFET電晶體,並基於已經被驗證的22納米以及14納米技術;搭載全新的超低漏電電晶體,使得漏電率降低100多倍;在22納米技術基礎上提供簡化的互聯技術以及設計規則,同時實現了更高水平的設計自動化,完整的射頻設計獲得了支持;成本角度來看,英特爾擁有更強大的競爭優勢。
代工策略開放包容
數據顯示,目前全球晶圓代工市場規模已經超過500億美元,高端晶圓代工規模達到230億美元。
從技術上來說,英特爾無疑是市場的領導者,但在相當廠的時間裡,英特爾製造工廠除了生產自家處理器和存儲器等產品之外,很少為其他客戶代工生產。
面對不斷增長的晶圓代工市場規模,三星此前已經表示將獨立旗下代工業務,英特爾自然也不例外。
在本次發布會上,英特爾表示,將開放更多的製造產能,服務更多的客戶。
英特爾公司技術與製造事業部副總裁、晶圓代工業務聯席總經理Zane Ball認為,在代工市場上,那些具備創新能力、融資能力和技術實力的企業每年都在大幅縮水,這意味著競爭更加殘酷,同時也給了有著豐富技術和IP的英特爾機會。
Zane Ball進一步表示,英特爾有完整的代工服務團隊,可以從任何層面支持客戶。
IDM廠商做代工,不免會和客戶在產品、產能方面產生競爭的關係。
對於這樣的擔憂,Zane Ball表示,英特爾在代工方面會有一個提前的生產計劃,會儘早的做好生產的安排,做決策的過程對客戶而言是透明的、明確的,而且是非常公平的,英特爾會以非常合理的方式來代工業務。
綜上,本次活動英特爾強調了摩爾定律仍然是有效的,仍然在向前發展;其技術上繼續保持行業的領先地位,至少領先三年的時間當然;至於晶圓代工方便,由於這是英特爾第一次明確表示將涉足這一領域,其未來的表現如何還需拭目以待。
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