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钛媒体|英特尔被挤下芯片王座


钛媒体|英特尔被挤下芯片王座
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图片来源@视觉中国
近日 ， 全球芯片巨头英特尔在新一季财报中披露 ， 其原定于2020年底推出的7nm CPU芯片 ， 将推迟6个月 ， 而解决量产的良率问题将滞后12个月 ， 同时计划将部分高端芯片制造业务外包出去 。
这一消息震惊了华尔街 ， 直接导致英特尔当日市值暴跌415亿美元 。 彭博社对此发表评论称：“英特尔芯片自主制造是过去成功关键 ， 一旦外包 ， 将把龙头地位让给台积电 ， 结束英特尔乃至美国称霸半导体产业的时代 。 ”
据悉 ， 就在英特尔财报宣布后没几天 ， 英特尔首席工程师Murthy Renduchintala离职 ， 为7nm制程进展不顺负责 ， 更增添了一丝悲壮的意味 。
相比之下 ， 英特尔的“对手们”表现实在亮眼：AMD基于7nm架构的Ryzeen 4000芯片早已上市 ， 台积电更是宣布其3nm制程将在2021年风险量产 ， 2022年下半年量产 ， 中国大陆的中芯国际到2020年底也能量产接近7nm的N+1工艺 ， 根据高盛预测 ， 中芯国际将在2022年升级到7nm工艺 。
众所周知 ， 英特尔曾是芯片界无可争议的巨无霸 ， 如今在芯片制造核心工艺上彻底失去了优势 ， 缘由何在？
10nm制程“难产”五年 ， 英特尔被挤下王座过去几十年中 ， 英特尔一手包揽芯片研发、设计、制造、封测各个环节 ， 在X86架构PC时代取得巨大成功 ， 由此稳坐PC芯片制造领域的头把交椅 。
然而 ， 随着智能手机的普及 ， 移动端处理器开始抢占PC端处理器市场份额 。 彼时 ， 苹果、高通、联发科纷纷抛弃了英特尔的X86架构 ， 转向了价格低廉、性能更为稳定的ARM架构 。 意识到危机的英特尔 ， 推出了Atom低功耗X86处理器产品线 ， 但完全被ARM压制 ， 不得不黯然离开移动处理器市场 。
进军移动市场失败 ， 英特尔重新将资源集中到PC芯片领域 。 2007年 ， 英特尔推出了“Tick-Tock”战略 ， 每两年为一个周期 ， Tick年升级工艺 ， Tock年升级处理器架构 ， 按照这一节奏 ， 英特尔大约每24个月可以让晶体管数量翻一番 。
到2014年 ， 英特尔率先实现14nm制程量产 ， 然而此时“Tick-Tock”战略逐渐失效了 。 之后的5年里 ， 英特尔像挤牙膏一样不断优化14nm制程 ， 先后推出第六代Sky Lake、第七代Kaby Lake、第八代Kaby Lake-R/Coffee Lake/Whiskey Lake ， 及第九代Coffee Lake-R酷睿处理器 。
英特尔何尝不想摆脱“牙膏厂”的名号 ， 但迟迟无法突破更为先进的10nm制程技术瓶颈 ， 让这家芯片巨头深陷泥潭之中 。
那么 ， 英特尔的制程升级之路为何走得如此艰难？
据了解 ， 英特尔在10nm制程上 ， 运用后段的SAQP（自校准四重图形）方法 ， 凭借深厚的技术积淀 ， 硬生生将DUV即深紫外线技术推到了10nm（以往这项技术在25nm就停滞不前了） ， 但弊端是良率太低 ， 导致其量产计划一拖再拖 。
同时 ， 在导线材料上 ， 英特尔声称将在10纳米加工技术的两层超薄布线层中使用“钴”互联 ， 电迁移减少了1/10至1/5 ， 电阻率是原来使用“铜”材料的一半 。 改善后的互连线路将有助于半导体行业克服线路问题 ， 进一步缩小晶体管尺寸 。
然而 ， 由于钴的延展性和导热性很差 ， 也非常脆弱 ， 且基础成本是“铜”材料的5到6倍 ， 应用上的难产 ， 导致英特尔在工艺上开始落后于对手 。
另外 ， 随着技术进步 ， EUV光刻工具成为唯一能够处理7nm和更先进工艺的设备 ， 但英特尔在EUV工艺的导入上非常保守 。
钛媒体注意到 ， 直到2018年12月 ， 英特尔才对外界改口 ， 将采用EVU技术来生产7nm芯片 ， 而彼时台积电、三星等芯片巨头已花费数年时间研发EVU技术 ， 英特尔迎头追赶也需时日 ， 就这样再次错过超车机会 。
直到2019年 ， 英特尔的10nm制程才面世 ， 这比原计划足足晚了3年 。 作为对比 ， 2018年 ， 台积电就实现7nm量产 ， 2020年实现5nm量产 ， 2021年上半年将进行3nm制程试产 ， 2022年实现3nm量产 。


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