Intel在上个月末公布未来五年制程工艺的线路图，其中最引人瞩目的是，启用全新的工艺制程命名方式，淡化制程参数这一指标，衡量标准更加立体，包括芯片性能、功耗、晶体管密度等各类指标。未来今年，Intel 7、Intel 4、Intel 20A等工艺将会相继问世，Intel有望重新站上行业巅峰。
2021年7月27日，Intel召开了制程工艺和封装技术线上发布会，公布了未来五年内制程工艺的线路图，包括全新的工艺命名方式、具体的问世时间以及带来的技术创新。未来五年，Intel 7工艺（10nm制程）、Intel 4工艺（7nm制程）、Intel 3工艺、Intel 20A工艺将会陆续问世。
·Intel近些年制程方面吃了大亏
提到Intel，我们就不得不提到它的老牌竞争对手——AMD，Intel和AMD在处理器市场一直就是一对欢喜冤家。Intel之所以下定决心进行彻底改变，也来自AMD方面的竞争压力。时间退回到2015年，Intel推出了六代酷睿，正式开始了14nm的征程。彼时，AMD还被称为“农企”，代号为Piledrever，中文翻译过来就是推土机架构，制程为32nm，比Intel落后了一倍。
但自从锐龙处理器推出之后，AMD便开始奋起直追，开始使用全新的Zen架构。从锐龙1000处理器开始使用14nm工艺，之后再到12nm、7nm，基本每年都有新突破。而Intel方面就显得进步稍显缓慢了，制程从14nm到14nm+再到14nm+++，到如今已经沿用了6年，如果单从制程方面看不出来明显变化，所以在普通消费者眼中Intel近些年被戏称为“牙膏厂”，“AMD,Yes！”的口号喊得越来越响。另外，AMD将要开始使用5m制程。Intel被AMD弯道超车，很大的原因就是Intel在14nm制程停滞不前。
·芯片制程并不能真实反映出实际性能
Intel的创始人戈登·摩尔早在1965年就提出了著名的摩尔定律，即：随着制程和工艺的进步，集成电路上可以容纳的晶体管数目大约每经过18个月便会增加一倍。简而言之，就是处理器的性能每两年性能就会翻一倍。这个定律从本质上是属于摩尔的个人经验之谈，但是直到今天还依然适用，同时Intel也是摩尔定律的坚定捍卫者。
摩尔定律中提出了一个重要的指标——晶体管数目，若以晶体管数目为衡量指标，就会发现Intel并不落后。在这里需要向大家说明的是，Intel拥有自己的晶圆厂，从芯片的研发到生产完全依靠自己。AMD只负责芯片的研发，生产则主要依靠工厂代工，诸如三星、台积电、GF等，所以我们就比较下不同厂商芯片晶体管数目的差异。以14nm制程为例，Intel的晶体管密度为43.5，而三星为32.5，在相同的制程中，单位面积内容纳的晶体管数量是不同的，Intel远远高于三星。
在10nm制程上，台积电的晶体管密度为48.1，Intel则为100.8，领先前者两倍左右。台积电采用7nm制程的时候，晶体管密度达到了95.3，才勉强追上Intel 10nm制程。所以若以晶体管数目为衡量指标，可以发现Intel在性能方面表现并不逊色。台积电在近两年持续推进5nm制程，在晶体管数量上才开始超越Intel。所以也就出现了Intel的10nm或者14nm制程依然可以和AMD 7nm对标的情况。
·启用全新的制程工艺命名方式 重塑行业标准
所以单单用芯片制程来衡量芯片的性能并不科学，同一制程不同厂商的芯片晶体管密度有较大差异。所以，芯片制程这个指标实在过于单一，不能反映出处理器真正的制造水平和性能，在更多的时候只是为了厂商营销之用。
Intel从十一代酷睿开始正式启用10nm制程，还是对标AMD的7nm。但是如果还是沿用之前的命名方式，就会显得一直逊于对手，Intel必然不会采取如此不明智的营销策略。所以淡化制程工艺这一指标，采用全新的命名方式。
离消费者最近的是Intel 7工艺，它将在年底的十二代酷睿Alder Lake处理器中首次搭载，就是大家比较熟悉的10nn制程。该技术通过FinFET 晶体管优化，和现有的10nm制程相比，每瓦的能耗比可以提升10%—15%左右。Intel 7工艺有如此巨大的进步，得益于产品细节的优化，Intel 7工艺拥有更高应变性能、更低电阻的材料、新型高密度蚀刻技术、流线型结构，同时还采用更高的金属堆栈实现布线优化。
Intel 4工艺是原先的7nm制程，预计将在2022年下半年投产，2023年开始正式出货。Intel 7工艺将完全采用EUV光刻技术，这对于Intel具有里程碑意义，EUV光刻技术采用高度复杂的透镜和反射镜光学系统，将 13.5 纳米波长的光对焦，从而在硅片上刻印极微小的图样。相对于Intel 7工艺，每瓦能耗比将提升20%左右。
Intel 3工艺将在2023年下半年开始投产，与Intel 4工艺相比，能耗比提高18%左右，同时在更多工序上普及EUV工艺，提高了内在驱动电流，通过减少通孔电阻，优化了互连金属堆栈。
Intel 20A工艺将在2024年推出，它将标志着处理器工艺进入埃米级时代，将采用PowerVia 和 RibbonFET 这两项突破性技术。PowerVia 是英特尔独有、业界首个背面电能传输网络，它消除晶圆正面的供电布线需求，优化信号布线，同时减少下垂和降低干扰。RibbonFET 是英特尔研发的 Gate All Around 晶体管，可以提供更快的晶体管开关速度，同时以更小的占用空间实现与多鳍结构相同的驱动电流。
写在最后
早先，AMD被称为“农企”的之时，Intel在工艺制程方面力压AMD，锐龙处理器的推出让AMD完美逆袭，使得Intel不得不祭出大招。 Intel在芯片竞争之中扳回一城，近三年的发展至关重要。今年下半年开始，Intel 7工艺就要落地，也是Intel重新打开市场、建立用户口碑的重要时期。2023年Intel将要打翻身之仗，普及Intel 4工艺，将使用EUV光刻工艺进行7nm芯片的生产，晶体管密度达到了1.8亿晶体管每平方毫米，Intel将从晶体管数量上追上友商的5nm、3mn。2024年，芯片工艺进入埃米级时代之后，Intel有望重新掌握行业领导力。
另外，如今用户的使用需求不断细化，过于单一的参数指标难以衡量出产品的优劣。处理器市场亦是如此，单一的芯片制程也很难直接体现出处理器的性能。Intel全新的工艺制程命名方式，衡量的指标更加立体，可以减轻对消费者的误导，改善用户体验。同时也有利于芯片厂商更加注重于技术的突破和性能的提升，进而推动行业的良性发展。
（文章图片来自百度、知乎、Intel官方网站等平台）
网友评论