英特尔官方揭秘：为什么 7nm 被命名为 Intel 4？

编译|吴优

编辑|李帅飞

今年7月，英特尔公布了最新的半导体制程和先进封装路线图：预计四年内完成5个工艺节点的推进，在高NAEUV、3D-IC、小芯片、混合键合方面都提出新的战略目标——再一次向世界展示了英特尔的创新力。

路线公布当天，雷锋网就发文对此进行了深度解读。不过，这一展示英特尔雄心的战略路线图依然有很多细节等待挖掘。

近日，在接受国外半导体媒体SemiconductorEngineering采访时，英特尔高级副总裁兼技术开发部总经理AnnKelleher，围绕英特尔最新的路线图展开了进一步讨论，回答了很多战略细节。

英特尔高级副总裁兼技术开发部总经理AnnKelleher

新路线制定耗费6个月，当下是节点重命名的最佳时机

在英特尔最新公布的路线图中，最引人注目的是工艺节点的命名更新，不再采用10nm、7nm的命名规则，而是称之为Intel7、Intel4、Intel3、Intel18A和Intel20A。

事实上，改变命名方式是为了消除外界对英特尔乃至整个芯片行业的误解。Kelleher表示，整个行业在节点命名方面已经不再一致，如果仔细查阅相关论文，就能够找到为什么“英特尔10nm相当于台积电7nm”的最佳答案。

“因此我们不得不考虑怎样做才能更容易让客户理解并权衡。现在，当客户再次看到我们的工艺节点名称时，能更好地做出决策。”

今年3月，英特尔对外公布了IDM2.0的愿景，并在过去6个月的时间里花费了大量精力制定了详细的路线图。

“路线图阐明了我们将如何恢复性能上的领先地位。鉴于我们正在向IDM2.0，因此现在是重命名的最佳时刻。”Kelleher同时表示，目前公司将精力集中在转型升级上，解释节点名称并不是重点。

对于最终能否恢复性能上的领先地位，Kelleher信心满满。

Kelleher称，首先英特尔已经确定了项目路线，正投入大量的资金和研究；其次英特尔的技术开发部门拥有世界一流的工程师，正在转向行业标准提供设计支持。

去年年底，英特尔宣布7nm（现在的Intel4）技术延迟让业界大失所望，现如今7nm又有了新进展。

“那时我们在整体工艺开发和缺陷密度方面重新设定了里程碑，同时开始研究并简化制造流程。我们在流程中增加了对EUV的使用，就能从原始版本切换到今年的新版本。”Kelleher说道。

在英特尔工艺路线图中，计划今年年底发布Intel7，2022年投入生产Intel4并于2023年发布基于Intel4相关产品；Intel3将于2023年下半年推出，Intel20A将在2024年紧随其后，再下一步便是Intel18A。

“我们从一个节点到下一个节点，每瓦性能增益比其他任何节点都要好，一定程度上能够弥补外部竞争基准上的时间差距。但是，如果想要追赶并继续前行，则需要加快脚步。凭借这一可靠的路线图，我们能够实现这一目标。”

保持EUV竞争优势，三年前已决定入股高数值孔径EUV光刻机

在英特尔公布的逻辑路线图中，伴随制程路线同时出现的，是2024年英特尔将要推出全新晶体架构RibbonFET。

“RibbonFET是业内对Gate-all-around的另一种命名，也有人称之为Nanosheet或Nanoribbon，它是继FinFET的下一代晶体管架构。我们在Intel3之前一直使用FinFET，并将继续改进该工艺。等实现Intel20A时，我们将在与行业其他产品大致相同的等效节点上使用RibbonFET。”Kelleher如此说道。

同为IDM，与三星计划在3nm工艺中引入Gate-all-around技术相比，英特尔引入Gate-all-around技术更晚。对此，Kelleher解释道，“基于内在优化，我们知道我们可以在FinEFT路线图上做出额外的改进，那么为什么不在过渡到新架构之前获得这些收益呢？我们可以从现有的FinFET中得到更多，然后才进入过渡阶段。”

由于晶体管架构的升级，芯片制造过程中面临涉及EUV等工艺以及供电难题，英特尔如何解决这些问题？Kelleher在此次采访中给出了答案。

“近些年，EUV逐渐成熟，在芯片制造中应用更加广泛，几何图形图案化变得更加容易。EUV发展初期，最关键的问题是能否实现多层图案化，如今在这一方面取得进步，成为实现Gate-all-around的关键推动因素。”

“除了以上问题之外，还必须根据构建功能区本身以及想要达到的高度考虑堆栈高度，还必须考虑如何处理基板以及同基板的隔离。这些都是需要解决的问题。我们有办法应对挑战，减少缺陷，并在一定时间内完成交付。”

Kelleher还表示，英特尔在制造Intel20A时，依然可以使用台积电0.33数值孔径的光刻机完成光刻，2025年以后才会使用同ASML合作开发的高数值孔径EUV（High-NAEUV）。

“此外，我们还将混合使用EUV、高数值孔径EUV以及其他浸入式和干式光刻机。”

事实上，英特尔对高数值孔径EUV的关注在三年前已初现端倪——同ASML探讨下一代EUV光刻机并决定进行秘密投资。

“高数值孔径EUV能够图案化更小的几何形状和更小的间距，还可以延长双图案EUV。我们已经签约了第一批设备。我们没有在10nm，即Intel7上使用EUV，但将在Intel4制造过程中使用EUV光刻机。”

“我们希望在向前发展的过程中，能够保持EUV的领先优势。”

在电源方面，英特尔则是采用一项创新技术PowerVia。这项供电技术能够从晶圆背面提供电力，为晶圆正面腾出更对空间，不会对功率造成影响。

改变合作方式，提供“点菜”服务

获得客户信任是英特尔向IDM2.0升级的重要一步，因此英特尔将如何处理同其他企业的关系也备受关注。此次对话中，Kelleher表示，英特尔改变了与设备供应商、材料供应商和EDA供应商的合作方式。

“设备供应商已经取得很多被行业检验的成功经验，因此我们不需要再在设备上做创新。有可能的情况下，我们要从生态系统中汲取最好的经验，以便于我们能够集中资源在我们擅长且领先的领域做出创新。”

“此外，我们在风险评估方面做了很多工作。通过风险评估，我们可以决定需要制定哪些类型的应急计划以及为计划准备的时间。”

而在将为客户提供服务的方式上，Kelleher表示，英特尔正试图在给定的时间为客户提供尽可能好的产品。

“我们更像是一个可以点菜的菜单而不是固定的菜单。我们的设计、制造封装团队就如何在未来做出最好的产品进行了大量积极的讨论，发现实现之一目标的方法有很多，供应链本身也变得更加复杂。接下来我们将根据特定产品及其特定功能，讨论如何使用最佳的制造工艺和供应链实现这一目标。”

文章编译自https://semiengineering.com/inside-intels-ambitious-roadmap/雷锋网雷锋网雷锋网