淺析英特爾加速制程工藝和封裝技術(shù)創(chuàng)新

新聞重點(diǎn)

1. 英特爾制程工藝和封裝技術(shù)創(chuàng)新路線圖，為從現(xiàn)在到2025年乃至更遠(yuǎn)未來(lái)的下一波產(chǎn)品注入動(dòng)力。

2. 兩項(xiàng)突破性制程技術(shù)：英特爾近十多年來(lái)推出的首個(gè)全新晶體管架構(gòu)RibbonFET，以及業(yè)界首個(gè)背面電能傳輸網(wǎng)絡(luò)PowerVia。

3. 隨著英特爾進(jìn)入半導(dǎo)體埃米時(shí)代，更新的節(jié)點(diǎn)命名體系將創(chuàng)建一致的框架，來(lái)幫助客戶和行業(yè)對(duì)制程節(jié)點(diǎn)演進(jìn)建立更準(zhǔn)確的認(rèn)知。

4. 英特爾代工服務(wù)（IFS）勢(shì)頭強(qiáng)勁，并首次公布合作客戶名單。

2021年7月27日，英特爾CEO帕特·基辛格在“英特爾加速創(chuàng)新：制程工藝和封裝技術(shù)線上發(fā)布會(huì)”上發(fā)表演講。在這次線上發(fā)布會(huì)中，英特爾提出了未來(lái)制程工藝和封裝技術(shù)路線圖。（圖片來(lái)源：英特爾）

今天，英特爾公司公布了公司有史以來(lái)最詳細(xì)的制程工藝和封裝技術(shù)路線圖，展示了一系列底層技術(shù)創(chuàng)新，這些創(chuàng)新技術(shù)將不斷驅(qū)動(dòng)從現(xiàn)在到2025年乃至更遠(yuǎn)未來(lái)的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。除了公布其近十多年來(lái)首個(gè)全新晶體管架構(gòu) RibbonFET 和業(yè)界首個(gè)全新的背面電能傳輸網(wǎng)絡(luò)PowerVia之外，英特爾還重點(diǎn)介紹了迅速采用下一代極紫外光刻（EUV）技術(shù)的計(jì)劃，即高數(shù)值孔徑（High-NA）EUV。英特爾有望率先獲得業(yè)界第一臺(tái)High-NA EUV光刻機(jī)。

基于英特爾在先進(jìn)封裝領(lǐng)域毋庸置疑的領(lǐng)先性，我們正在加快制程工藝創(chuàng)新的路線圖，以確保到 2025 年制程性能再度領(lǐng)先業(yè)界。英特爾正利用我們無(wú)可比擬的持續(xù)創(chuàng)新的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)從晶體管到系統(tǒng)層面的全面技術(shù)進(jìn)步。在窮盡元素周期表之前，我們將堅(jiān)持不懈地追尋摩爾定律的腳步，并持續(xù)利用硅的神奇力量不斷推進(jìn)創(chuàng)新。

—— 帕特·基辛格

英特爾公司CEO

業(yè)界早就意識(shí)到，從1997年開(kāi)始，基于納米的傳統(tǒng)制程節(jié)點(diǎn)命名方法，不再與晶體管實(shí)際的柵極長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)。如今，英特爾為其制程節(jié)點(diǎn)引入了全新的命名體系，創(chuàng)建了一個(gè)清晰、一致的框架，幫助客戶對(duì)整個(gè)行業(yè)的制程節(jié)點(diǎn)演進(jìn)建立一個(gè)更準(zhǔn)確的認(rèn)知。隨著英特爾代工服務(wù)（IFS）的推出，讓客戶清晰了解情況比以往任何時(shí)候都顯得更加重要?；粮裾f(shuō)：“今天公布的創(chuàng)新技術(shù)不僅有助于英特爾規(guī)劃產(chǎn)品路線圖，同時(shí)對(duì)我們的代工服務(wù)客戶也至關(guān)重要。業(yè)界對(duì)英特爾代工服務(wù)（IFS）有強(qiáng)烈的興趣，今天我很高興我們宣布了首次合作的兩位重要客戶。英特爾代工服務(wù)已揚(yáng)帆起航！”

英特爾技術(shù)專家詳述了以下路線圖，其中包含新的節(jié)點(diǎn)命名和實(shí)現(xiàn)每個(gè)制程節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)新技術(shù)：

基于FinFET晶體管優(yōu)化，Intel 7與Intel 10nm SuperFin相比，每瓦性能將提升約10%-15%。2021年即將推出的Alder Lake客戶端產(chǎn)品將會(huì)采Intel 7工藝，之后是面向數(shù)據(jù)中心的 Sapphire Rapids預(yù)計(jì)將于 2022 年第一季度投產(chǎn)。

Intel 4完全采用EUV光刻技術(shù)，可使用超短波長(zhǎng)的光，刻印極微小的圖樣。憑借每瓦性能約20%的提升以及芯片面積的改進(jìn)，Intel 4將在2022年下半年投產(chǎn)，并于2023年出貨，這些產(chǎn)品包括面向客戶端的Meteor Lake和面向數(shù)據(jù)中心的Granite Rapids。

Intel 3憑借FinFET的進(jìn)一步優(yōu)化和在更多工序中增加對(duì)EUV使用，較之Intel 4將在每瓦性能上實(shí)現(xiàn)約18%的提升，在芯片面積上也會(huì)有額外改進(jìn)。Intel 3將于2023年下半年開(kāi)始用于相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)。

Intel 20A將憑借RibbonFET和PowerVia兩大突破性技術(shù)開(kāi)啟埃米時(shí)代。RibbonFET是英特爾對(duì)Gate All Around晶體管的實(shí)現(xiàn)，它將成為公司自2011年率先推出FinFET以來(lái)的首個(gè)全新晶體管架構(gòu)。該技術(shù)加快了晶體管開(kāi)關(guān)速度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與多鰭結(jié)構(gòu)相同的驅(qū)動(dòng)電流，但占用的空間更小。PowerVia是英特爾獨(dú)有的、業(yè)界首個(gè)背面電能傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)消除晶圓正面供電布線需求來(lái)優(yōu)化信號(hào)傳輸。Intel 20A預(yù)計(jì)將在2024年推出。英特爾也很高興能在Intel 20A制程工藝技術(shù)上，與高通公司進(jìn)行合作。

2025年及更遠(yuǎn)的未來(lái)：從Intel 20A更進(jìn)一步的Intel 18A節(jié)點(diǎn)也已在研發(fā)中，將于2025年初推出，它將對(duì)RibbonFET進(jìn)行改進(jìn)，在晶體管性能上實(shí)現(xiàn)又一次重大飛躍。英特爾還致力于定義、構(gòu)建和部署下一代High-NA EUV，有望率先獲得業(yè)界第一臺(tái)High-NA EUV光刻機(jī)。英特爾正與ASML密切合作，確保這一行業(yè)突破性技術(shù)取得成功，超越當(dāng)前一代EUV。

英特爾高級(jí)副總裁兼技術(shù)開(kāi)發(fā)總經(jīng)理Ann Kelleher博士表示：“英特爾有著悠久的制程工藝基礎(chǔ)性創(chuàng)新的歷史，這些創(chuàng)新均驅(qū)動(dòng)了行業(yè)的飛躍。我們引領(lǐng)了從90納米應(yīng)變硅向45納米高K金屬柵極的過(guò)渡，并在22納米時(shí)率先引入FinFET。憑借RibbonFET和PowerVia兩大開(kāi)創(chuàng)性技術(shù)，Intel 20A將成為制程技術(shù)的另一個(gè)分水嶺?！?/p>

隨著英特爾全新IDM 2.0戰(zhàn)略的實(shí)施，封裝對(duì)于實(shí)現(xiàn)摩爾定律的益處變得更加重要。英特爾宣布，AWS將成為首個(gè)使用英特爾代工服務(wù)（IFS）封裝解決方案的客戶。英特爾對(duì)領(lǐng)先行業(yè)的先進(jìn)封裝路線圖提出：

EMIB作為首個(gè)2.5D嵌入式橋接解決方案將繼續(xù)引領(lǐng)行業(yè)，英特爾自2017年以來(lái)一直在出貨EMIB產(chǎn)品。Sapphire Rapids將成為采用EMIB（嵌入式多芯片互連橋接）批量出貨的首個(gè)英特爾至強(qiáng)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品。它也將是業(yè)界首個(gè)提供幾乎與單片設(shè)計(jì)相同性能的，但整合了兩個(gè)光罩尺寸的器件。繼Sapphire Rapids之后，下一代EMIB的凸點(diǎn)間距將從55微米縮短至45微米。

Foveros利用晶圓級(jí)封裝能力，提供史上首個(gè)3D堆疊解決方案。Meteor Lake是在客戶端產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)Foveros技術(shù)的第二代部署。該產(chǎn)品具有36微米的凸點(diǎn)間距，不同晶片可基于多個(gè)制程節(jié)點(diǎn)，熱設(shè)計(jì)功率范圍為5-125W。

Foveros Omni開(kāi)創(chuàng)了下一代Foveros技術(shù)，通過(guò)高性能3D堆疊技術(shù)為裸片到裸片的互連和模塊化設(shè)計(jì)提供了無(wú)限制的靈活性。Foveros Omni允許裸片分解，將基于不同晶圓制程節(jié)點(diǎn)的多個(gè)頂片與多個(gè)基片混合搭配，預(yù)計(jì)將于2023年用到量產(chǎn)的產(chǎn)品中。

Foveros Direct實(shí)現(xiàn)了向直接銅對(duì)銅鍵合的轉(zhuǎn)變，它可以實(shí)現(xiàn)低電阻互連，并使得從晶圓制成到封裝開(kāi)始，兩者之間的界限不再那么截然。Foveros Direct實(shí)現(xiàn)了10微米以下的凸點(diǎn)間距，使3D堆疊的互連密度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，為功能性裸片分區(qū)提出了新的概念，這在以前是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。Foveros Direct是對(duì)Foveros Omni的補(bǔ)充，預(yù)計(jì)也將于2023年用到量產(chǎn)的產(chǎn)品中。

今天討論的突破性技術(shù)主要在英特爾俄勒岡州和亞利桑那州的工廠開(kāi)發(fā)，這鞏固了英特爾作為美國(guó)唯一一家同時(shí)擁有芯片研發(fā)和制造能力的領(lǐng)先企業(yè)的地位。此外，這些創(chuàng)新還得益于與美國(guó)和歐洲合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)的緊密合作。深入的合作關(guān)系是將基礎(chǔ)性創(chuàng)新從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)投入到量產(chǎn)制造的關(guān)鍵，英特爾致力于與各地政府合作，強(qiáng)化供應(yīng)鏈，并推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全。

線上發(fā)布會(huì)快結(jié)束的時(shí)候，英特爾宣布將舉辦“Intel Innovation”峰會(huì)并公布更多相關(guān)細(xì)節(jié)?！癐ntel Innovation”峰會(huì)將于2021年10月27日至28日在舊金山線下和線上舉行。

編輯：jq