真正意義上的超級(jí)10nm領(lǐng)先對(duì)手？1平方毫米堆積1億晶體管

　　英特爾此前已經(jīng)談?wù)撨^(guò)多次 10 納米的 Cannon Lake 芯片了，每一次對(duì)于發(fā)布時(shí)間都有一種新的說(shuō)法。今年年初的時(shí)候曾表示，公司對(duì) 10 納米很有信心，不出意外 Cannon Lake 會(huì)出現(xiàn)在今年的 2 合 1 設(shè)備上。

　　上周二，英特爾也搶了一回頭條，因?yàn)樾酒揞^邏輯技術(shù)部門副主席Kaizad Mistry宣布，他們已經(jīng)有能力在1平方毫米中塞下1億個(gè)晶體管，“絕對(duì)是行業(yè)歷史上史無(wú)前例的。”對(duì)，這也可以算是個(gè)“里程碑”式的進(jìn)步。

　　在同等面積內(nèi)塞入更多晶體管意味著電路設(shè)計(jì)能得到有效瘦身，不但能降低芯片制造成本，還意味著在同等體積上，芯片能獲得更多功能。

　　這條“里程碑”式的新聞?wù)Q生于英特爾首屆“技術(shù)與制造日”活動(dòng)，在這次活動(dòng)上，我們不但得以一窺芯片巨頭的芯片布局和封裝技術(shù)，還聽(tīng)到了一個(gè)振奮人心的論斷——摩爾定律未死，至少對(duì)英特爾是這樣的。

　　“1平方毫米中塞下1億個(gè)晶體管”只是個(gè)文藝的說(shuō)法，用專業(yè)名詞來(lái)講，這就是我們?cè)缇投劅o(wú)數(shù)次的10nm。

　　什么？這也叫里程碑？搭載驍龍835（10nm）的GalaxyS8都快上市了拜托。不過(guò)，英特爾還真不服氣，它認(rèn)為現(xiàn)在友商口中的所謂10nm已經(jīng)是用過(guò)了美圖秀秀的磨皮版，掩蓋了柵極間距、晶體管密度等關(guān)鍵指標(biāo)，自家14nm工藝足以媲美那些所謂的10nm了。

　　今年一月份在總結(jié)英特爾10nm芯片路線圖時(shí)，芯片巨頭還沒(méi)有公開(kāi)晶體管的具體尺寸。不過(guò)本周，最終數(shù)據(jù)終于出爐了，英特爾的10nm節(jié)點(diǎn)將鰭片間距做到了34nm，而最小金屬間距則做到了36nm（這兩個(gè)數(shù)據(jù)在14nm節(jié)點(diǎn)時(shí)分別為42nm和52nm）。

　　在這次活動(dòng)上，MarkBohr（工藝架構(gòu)與整合資深研究員）直接換了個(gè)打法，英特爾不想再和三星、臺(tái)積電玩“數(shù)字”游戲了，以后英特爾要用密度度量法來(lái)定義工藝節(jié)點(diǎn)。

　　如果采用這種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算，英特爾最近幾年都是兩倍兩倍的提升晶體管密度。舉例來(lái)說(shuō)，22nm進(jìn)化為14nm的時(shí)候，晶體管密度提升了2.5倍，14nm進(jìn)化為10nm時(shí)，密度則又提升了2.7倍。最重要的是，10nm芯片在運(yùn)算速度和功耗上有了較大進(jìn)步（Bohr更看重后者的表現(xiàn)）。

　　不過(guò)，英特爾這種度量方法到底能不能在整個(gè)業(yè)界推行現(xiàn)在還是個(gè)未知數(shù)。

　　EETimes采訪了多位業(yè)內(nèi)人士，一位不具名的臺(tái)積電發(fā)言人表示：“英特爾怎么算的算數(shù)讓我有些暈。舉例來(lái)說(shuō)，它們第一代14nmBroadwell芯片每平方毫米有1840萬(wàn)個(gè)晶體管，但換了新的度量方式，晶體管怎么突然變成3750萬(wàn)了？英特爾是在玩文字游戲吧？”

　　因此，英特爾口中的1億個(gè)晶體管還是可以挑出些刺的。不過(guò)，芯片巨頭依然強(qiáng)調(diào)每次技術(shù)節(jié)點(diǎn)升級(jí)就能讓同等面積下晶體管數(shù)量翻番的概念，英特爾將這種升級(jí)策略稱之為“超標(biāo)度”。

　　英特爾的RuthBrain表示，在14nm芯片上，公司開(kāi)始使用名為自對(duì)準(zhǔn)雙重曝光工藝（SADP）的技術(shù)。SADP是多重成像技術(shù)的一種，通過(guò)該技術(shù)芯片就能繼續(xù)用193nm沉浸式光刻技術(shù)生產(chǎn)了。

　　Brain認(rèn)為其他公司的多重曝光技術(shù)更加簡(jiǎn)單，光刻時(shí)會(huì)發(fā)生些許偏離。需要注意的是，這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵是光刻機(jī)在每次曝光時(shí)都找準(zhǔn)同一地點(diǎn)，一旦出現(xiàn)偏差，芯片表現(xiàn)和良率都將受到影響，而SADP技術(shù)能回避這一問(wèn)題。

　　在10nm芯片上，英特爾又用上了自對(duì)準(zhǔn)四重曝光工藝（SAQP），未來(lái)該技術(shù)將繼續(xù)用在芯片巨頭的7nm芯片中。

　　當(dāng)然，未來(lái)極紫外光刻技術(shù)（EUV）可能也會(huì)進(jìn)入芯片制造領(lǐng)域，原本的193nm紫外光將縮小到13.5nm。

　　在介紹新的技術(shù)突破時(shí)，工程師總喜歡輕描淡寫期間遇到的困難?！澳柖捎腥さ牡胤骄驮谟谒膶?shí)現(xiàn)看起來(lái)命中注定，但其中的艱難很難用言語(yǔ)來(lái)描述，想不斷突破必須有創(chuàng)新。”Mistry說(shuō)道。

　　Mistry表示，眼下FinFET晶體管還是業(yè)內(nèi)標(biāo)桿，但2011年可能就會(huì)過(guò)時(shí)?！霸谛酒袠I(yè)，每前進(jìn)一步都非常困難，但一旦做成了，就變成了理所當(dāng)然，這就是摩爾定律的魔力?！?/p>

　　超級(jí)10nm領(lǐng)先一切對(duì)手 性能升25%功耗降45%

　　最近英特爾又發(fā)話了，聲稱 Cannon Lake 將是公司的黃金產(chǎn)品，工藝制程上遠(yuǎn)勝于激進(jìn)的三星和臺(tái)積電。

　　按照英特爾的說(shuō)法，Cannon Lake 是超濃縮的產(chǎn)品，晶體管數(shù)量可以是上一代的兩倍，而在這一優(yōu)勢(shì)下，將有助于 CPU 性能提升 25% 左右，并且功耗降低至少 45%。英特爾稱，年底上市的 10 納米芯片在 1 平方毫米內(nèi)可以塞進(jìn) 1 億個(gè)晶體管，鰭片間距做到34nm，最小金屬間距則做到 36nm。

　　很顯然，英特爾將摩爾定律的希望寄托到了 Cannon Lake 身上，畢竟按照該定律，集成電路的晶體管數(shù)量大約每?jī)赡暝黾右槐?。雖然摩爾定律在大多數(shù)分析看來(lái)已經(jīng)死亡，而且英特爾也將芯片真正更新?lián)Q代的周期調(diào)整到了 36 個(gè)月，但現(xiàn)在英特爾依然對(duì)該定律的前景看好。

　　“英特爾將延續(xù)摩爾定律?！?這是英特爾在近日 Technology and Manufacturing Day 活動(dòng)上通過(guò) PPT 所表達(dá)的態(tài)度，不過(guò)沒(méi)有強(qiáng)調(diào)定律的內(nèi)容，而是更多的談及了經(jīng)濟(jì)學(xué)，聲稱保持在合理價(jià)格范圍內(nèi)，自己可以提供越來(lái)越強(qiáng)大的芯片。

　　英特爾還確認(rèn)，接下來(lái) 10 納米芯片也會(huì)分為三步走，分別是 10 納米、10 納米+ 和 10 納米++，走完這三步才會(huì)進(jìn)入到 7 納米工藝制程。其中 10 納米 + 工藝相比 10 納米 CPU 性能再次提升 15%，且功耗再降低 30% 左右。