Intel|英特尔退位,台积电称王( 二 )
而错过EUV(极紫外光刻)技术 , 就是英特尔在10nm制程节点遭遇的一场“劫难” 。
工艺的升级与摩尔定律有关:一块集成电路上可容纳的晶体管数目 , 约每隔18~24个月便会增加一倍 , 性能也将提升一倍 。
因此 , 从14nm、7nm再到5nm , 每一次缩短芯片制程(单位:微米μm、纳米nm) , 相当于在一块同等大小的芯片上 , 塞进更多晶体管 。这样可节省更多时间和能量 , 运行效率也就更高 。
但这也意味着 , 制造工艺的难度将呈指数级变大 。新技术的“掺入” , 成为缩小制程数字的关键 。
在EUV技术被采用前 , 各大晶圆厂光刻晶圆的方法是采用DUV(深紫外线) 。但这项技术在缩进制程到DUV25nm时 , 就停滞不前了 。
不过 , 实力强大的英特尔凭借双工作台模式(自校准双重图形) , 又利用DUV技术把制程往前推到了10nm , 但这已到达极致 。
这个时候 , 业内普遍认为只有EUV技术 , 能够满足10nm以下的晶圆制造 , 甚至可以向5nm、3nm冲刺 。
但是EUV需要极为精准的光源 , 整个光刻过程实现难度极高 。在2019年之前 , 仍无一家晶圆厂完全掌握这项关键技术 。
然而 , 就是在10nm这个关键制程节点上 , 一直跑在最前面的英特尔 , 却选择了与台积电以及三星截然不同的技术路线——
为了绕过EUV , 他们采用了最新工艺——自校准四重图形(SAQP)技术 。此外 , 他们也在互连层启用了一种叫做“钴”的材料做导线 , 替代了“铜”这种成熟材料 。2017年 , 他们在IEEE国际电子组件会议(IEDM)高调展示了这些技术 , 以彰显自己是多么与众不同 。
而3年过去 , 结果说明了一切 。
【Intel|英特尔退位,台积电称王】截止目前 , 只有在2019年取得EUV技术重大突破的台积电 , 具备了数据还不错的10nm以下芯片产量和功率特性 。而另一家使用EUV技术的三星一直被传产量存在问题 。
“14nm用自校准双重图形时 , 一开始的产量很差 , 所以才造成了两个季度的延迟 。但后来所有问题都慢慢解决了 , 所以问题才不严重 。” 一位行业人士透露 , 14nm的延迟自然影响到了10nm , 但制程技术问题一直是最大的隐患 。
而那时 , 恰逢英特尔拼了老命都要挤入移动市场 , 啥都想做 。所以 , 工程师们那时接到的“命令”是 , 要做出可以适配移动设备、电脑以及服务器的一系列产品 , 而且一定要比竞争对手好 。
“为了达到管理层设定的目标 , 制造团队就必须更有创造性 。为了实现目标 , 他们采用了一堆‘前无古人后无来者’的新生产技术 。除了SAQP和钴 , 还用钌做衬垫 , 用钨做触点……一堆新技术的混合调制 , 成了将10nm工艺推入深渊的炸弹级操作 。
然而这些尝试几乎都没有成功 。就拿材料来说 , 相比铜 , 钴的延展性和导热性很差 , 而且极其脆弱 , 导致晶圆上的电压极其不稳定 , 进一步降低了性能和功耗 。”
有工程师透露 , 2018年英特尔10nm芯片刚量产时 , 实际良率低于1% , 功耗甚至高于22nm 。
“从决定半导体行业发展的本质来看 , EUV决定了英特尔与台积电之间的成败 。”2018年12月 , 英特尔终于对外改口 , 只要EUV技术成熟且成本大幅降低 , 他们就会使用EUV技术生产7nm芯片 。但这个模糊的说法遭到了当时分析机构的质疑 , 因为他们彻底错过了2016~2018年台积电、三星等企业大力研发EUV技术的黄金时期 。
“三星如果产量都有问题 , 那英特尔可能会更慢一些 , 它缺少台积电和三星的经验 。” 一位半导体从业者认为 , 英特尔也许会赶上 , 但绝对不轻松 。
“虽然EUV技术还没有为大批量生产做好准备 , 特别是英特尔这种芯片出货量极大的公司 。但英特尔对EUV采取的策略是十分危险的 。这相当于你在祈求老天‘让别人都失败吧’ , 而不是指望自己获得成功 。”有人把英特尔错过EUV的原因 , 总结为“过于雄心勃勃” 。但是在面对技术节点的选择时 , 的确有时候更像是一种“赌博”——
如果英特尔应用在10nm上的制造工艺成功了 , 那么他们在行业里将保持至少2年的领先优势;而失败了 , 则需要坦然面对与台积电平起平坐 , 甚至向后者俯首称臣的结果 。
推荐阅读
- Lenovo|联想Yoga 9i新机推广视频曝光 采用英特尔11代酷睿处理器
- Intel|英特尔11代酷睿Tiger Lake推广视频曝光
- Intel|Intel:10nm工艺不受7nm延期影响 正常上市
- Intel|最强10nm 11代酷睿i7低压U现身:暴走4.8GHz睿频
- Intel|基准测试数据证实了Tiger Lake-U高端移动处理器的睿频与核显速率
- Intel|全新晶体管:Intel 10nm吹响反攻号角
- 【IT之家】英特尔发出11代酷睿发布会邀请函:一款JBL耳机IT之家2020-08-27 17:07:320阅
- Intel|Intel 11代酷睿处理器来了:下月发布、品牌LOGO大“换血”
- Intel|11代酷睿单核给力 15W奔腾掀翻45W高端CPU
- Intel|Intel复仇者联盟珍藏版十代酷睿国内上架:价格不变
