英特爾談工藝：堅守摩爾定律優勢依舊明顯

作者 / 李健 《電子產品世界》編輯

　　當一直處于半導體工藝領先地位的英特爾在量產晶圓方面被TSMC和Samsung超越之際，英特爾選擇了在中國舉辦精尖制造日，本期高端訪談就由英特爾執行副總裁兼制造、運營與銷售事業部總裁STACY J. SMITH來帶大家領略英特爾的工藝細節。

摩爾定律沒有失效

　　摩爾定律只是工藝演進的時間節點在延長，但超微縮技術讓英特爾能夠加速推進密度的提升，借助節點內優化，產品功能每年都可以實現增強。

　　目前整個行業都在放緩工藝發展的進程，但工藝的進步并不僅僅在于每一代工藝的更新，而是每一年都在進步，盡管從22納米、14納米、10納米制程技術可能中間的時間更長，但是諸如14納米和10納米的晶體管密度都超過了以往的制程技術，每一代英特爾邁出的步伐都在加大，這樣可以保證摩爾定律為業界指出的歷史趨勢。摩爾定律的創始人之一戈登·摩爾指出需要一年半到兩年的時間去換代，現在可能需要更長的時間，但是英特爾能夠實現更高的密度提升以延續其發展。此外還有非常重要的一點，正是因為每個制程技術更高的生命周期，英特爾能夠實現同一節點內每一年的增強，把它稱為14nm+、14nm++的命名方式，對于10納米制程技術也是這樣。英特爾每一年都做捆綁的架構、性能、功能的優化，讓客戶得到更好的優化惠及。特別的，Smith強調雖然工藝節點的更新時間在放緩，但超微縮技術的力量是非常強的，超微縮技術能夠讓14納米和10納米上的晶片面積縮小0.5倍以上。這從根本上來說非常重要的一點。

　　從另一個層面上，Smith為大家展示了成本方面的變化，從Broadwell到Skylake，Skylake和Haswell的成本非常類似。如果做一個比較，KabyLake的成本比Haswell要低一些，但KabyLake比Haswell的晶體管數量多了8億個，KabyLake全新更高類級的產品的低成本正是因為架構的完善以及摩爾定律來推動實現的。所以摩爾定律仍然是一種真理的存在。它的成本與上一代是類似的。Smith特別談到，摩爾定律帶來的優勢有兩點，第一，每一次成本都會降低;第二，能夠不斷地實現產品的逐年提升。所以針對質疑摩爾定律是否失效這個問題，如果將其量化為摩爾定律是否能夠帶來同樣的效益。簡潔的回答，是的，因為微縮技術正在進一步發展。

10納米工藝王者歸來

　　隨著競爭對手相繼推出10納米的先進工藝，英特爾的10納米工藝遲遲沒有宣布量產，因為作為摩爾定律堅定執行者和正統繼承人的英特爾幾十年來第一次失去了在半導體工藝量產級制程的數字層面的領先，迫于各方的壓力，英特爾不得不面對這樣的質疑聲“你是否失去了半導體工藝的領先地位?”

　　這一次，在北京的活動現場，Smith代表英特爾對這個問題做了正面的回應，因為超微縮技術的使用處理得更好，所以英特爾仍然是按照摩爾定律在推動14納米制程技術。“相比于競爭對手在FinFET(三柵極晶體管)的技術上密度并沒有提升，他們稱之為低節點，他們的曲線和我們的曲線的差距越來越大，開始出現越來越大的分歧。結果使得市場上友商10納米的制程技術晶體管密度只相當于英特爾14納米制程晶體管密度，卻晚于英特爾14納米制程三年。業界沿用的這樣一種節點命名的方式導致了觀念的混淆，我們認為制程技術應該以實踐來度量。”

　　Smith介紹，英特爾在14納米工藝上開啟了超微縮技術，使得在14納米工藝上的應用前所未有地實現了0.37倍的邏輯單元性能提升。在10納米上英特爾也不斷推動超微縮技術的應用，鰭片間距從42納米降低到34納米，最小金屬間隔從52納米微縮到36納米，英特爾是業界首家開始使用這種超微縮的方法在10納米工藝上的廠商，來更好地實現雙圖案成形，單元高度、柵極間距也分別從399納米降低到272納米以及70納米到54納米。除此之外，英特爾還采用多項技術進一步提升10nm工藝的實際效果。對比14納米技術，英特爾的10納米鰭片的高度提高約25%，間距縮小約25%。相比14納米，借助鰭片間距和金屬間距微縮特性，10納米單元高度降低為0.68倍。微縮技術的使用不僅僅針對邏輯單元，而SRAM單元也不斷針對微處理器產品采用超微縮技術，進一步提升他們的密度以及效能比。對比14納米，SRAM單元面積縮小了約0.6倍。

重要的發布

　　作為制造業務的負責人，Smith這次主導了三項非常重要的技術和策略的發布。

　　英特爾公司首次從北京向全世界直播10納米晶圓的全球首發。英特爾的10納米技術是一整代的技術進步，比友商在密度上高了很多，將性能提升到了一個全新境界。

　　其次，英特爾宣布推出全球首個面向低功耗物聯網以及移動產品的FinFET技術工藝22FFL，基于已經被驗證的22納米和14納米技術，全新的超低漏電晶體管也搭載其中，使其漏電率降低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。

　　再者，Smith代表英特爾開啟強化代工服務的戰略新重點，希望將其領先業界的半導體制造水平開放給有需要的客戶，希望在各個市場細分環節的客戶都有更好的選擇權，幫助他們有更多的選擇空間。

　　本文來源于《電子產品世界》2017年第10期第1頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。