▲圖片來源于英特爾
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,英特爾提出了未來制程工藝和封裝技術(shù)路線圖。
今天,英特爾公司今天公布了公司有史以來最詳細(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)未來的新產(chǎn)品開發(fā)。除了公布其近十多年來首個(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:“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以來的首個(gè)全新晶體管架構(gòu)。該技術(shù)加快了晶體管開關(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),通過消除晶圓正面供電布線需求來優(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: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金屬柵極的過渡,并在22納米時(shí)率先引入FinFET。憑借RibbonFET和PowerVia兩大開創(chuàng)性技術(shù),Intel 20A將成為制程技術(shù)的另一個(gè)分水嶺?!?br/>
▲英特爾高級(jí)副總裁兼技術(shù)開發(fā)總經(jīng)理Ann Kelleher博士
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開創(chuàng)了下一代Foveros技術(shù),通過高性能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發(fā),這鞏固了英特爾作為美國唯一一家同時(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)和國家安全。
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