EN CN
注册

【IC设计】英特尔公布全新节点命名方式,加速部署全新制程与先进封装

来源:科技新报    原作者:Atkinson    

处理器大厂英特尔27日正式首次详尽揭露制程与封装技术最新蓝图,并宣布一系列半导体制程节点命名方式,为2025年之后产品注入动力。 除首次发布全新晶体管架构RibbonFET外,尚有称为PowerVia的业界首款背部供电方案。 英特尔强调迅速转往下一世代EUV工具的计划,称为高数值孔径(High NA)EUV。 英特尔有望获得业界首款 High NA EUV 量产工具。

英特尔表示,产业早已意识到,目前以纳米为基础的制程节点命名方式,并不符合自1997年起采用闸极长度为准的传统。 英特尔最新公布制程节点全新命名结构,创造清晰且一致性架构,给予客户更精确的制程节点认知。 新命名将10纳米SuperFin加强版正名为7纳米,7纳米正名为4纳米。 还首次宣布3纳米要在2023下半年投片量产,也公布2纳米/20A Angstrom埃米制程将在2024年量产,为高通产品代工。

英特尔指出将自4纳米制程全面使用极紫外光(EUV)微影技术,并自2022下半年准备量产,2023年出货。 随着英特尔成立Intel Foundry Services,重要性更胜以往。 执行长Pat Gelsinger表示,各种创新不仅开展英特尔产品路线规划,也对晶圆代工客户相当重要。

英特尔技术专家以新节点命名方式,详述未来制程与效能蓝图,以及各节点的创新技术:

Intel 7:基于FinFET(鳍式场效晶体管)优化,相较Intel 10纳米SuperFin每瓦效能可提升大约10%~15%。 Intel 7 将用在 2021 年 Alder Lake 客户端产品,以及 2022 年第一季量产 Sapphire Rapids 数据中心产品。

Intel 4:全面使用极紫外光(EUV)微影技术,透过超短波长光,印制极小形状。 伴随每瓦效能提升约20%,以及面积改进,Intel 4将于2022下半年准备量产,2023年开始出货,客户端Meteor Lake和数据中心Granite Rapids将率先采用。

Intel 3:汲取FinFET优化优势与提升EUV使用比例,以及更多面积改进,Intel 3相较Intel 4约提供18%每瓦效能成长幅度。 Intel 3 将于 2023 下半年开始生产。

Intel 20A:以 RibbonFET 和 PowerVia 突破性技术开创埃米(angstrom)时代。 RibbonFET为英特尔环绕式栅极(Gate All Around)晶体管成果,亦是2011年推出FinFET后,首次全新晶体管架构。 此技术于较小面积堆迭多鳍片,相同驱动电流提供更快晶体管开关速度。 PowerVia 为英特尔独特、业界首次实现的背部供电,藉由移除晶圆正面供电回路,以达最佳化讯号传递工作。 Intel 20A预计将于2024年逐步量产。 英特尔也很高兴公布高通(Qualcomm)将采用Intel 20A制程。

2025与未来:Intel 20A之后,改良自RibbonFET的Intel 18A进入开发阶段,预计2025年初问世,将为晶体管带来另一次重大性能提升。 英特尔正在定义、建立与布署下一代EUV工具,称为高数值孔径EUV,并有望获得业界首套量产工具。 英特尔正与ASML紧密合作,确保这项业界突破技术成功超越当代EUV。

英特尔强调,拥有基础制程创新的悠久历史,推动产业前进并破除限制。 90纳米领衔转换至应变硅,45纳米采用高介电常数金属闸极,22纳米导入鳍式场效晶体管,Intel 20A将是另一个制程技术分水岭,提供2个突破性创新:RibbonFET和PowerVia。

英特尔也说明新IDM 2.0策略,表示对实现摩尔定律优势而言,先进封装技术越来越重要。 英特尔宣布 AWS 将是第一个采用 IFS 封装解决方案的客户,并同步提供下列先进封装蓝图远见。 先进封装布局详细内容如下:

EMIB:2017 年产品出货开始,以首款 2.5D 嵌入式桥接解决方案持续引领产业。 Sapphire Rapids 将会是首款量产出货,具 EMIB (embedded multi-die interconnect bridge) 的 Intel Xeon 数据中心产品。 也是业界首款具备 4 个方块芯片的设备,提供等于单一芯片设计的效能。 Sapphire Rapids 之后,下一代 EMIB 将从 55 微米凸点间距降至 45 微米。

Foveros:汲取晶圆级封装能力优势,提供首款 3D 堆迭解决方案。 Meteor Lake 将是 Foveros 客户端产品实作的第二世代,具 36 微米凸点间距,芯片块横跨多种制程节点,热设计功耗 5~125 瓦。

Foveros Omni:采用芯片与芯片连结与模块化设计,提供不受限的灵活高效能 3D 堆迭技术。 Foveros Omni允许混合多个顶层芯片块与多个基底芯片块,以及横跨多种晶圆厂节点的分拆芯片(diedisaggregation)设计,预计2023年量产。

Foveros Direct:为降低互连电阻,改采直接铜对铜接合技术,模糊晶圆制造终点与封装起点的界线。 Foveros Direct 能达到低于 10 微米的凸点间距,提升 3D 堆迭一个等级互连密度,为原先认为无法达成的功能性芯片分割开启新页。 Foveros Direct 是Foveros Omni的补充技术,同样预计2023年问世。

封面图片来源:拍信网