英特尔代工业务迎来重大变革!
在idm2.0以及“四年五个制程节点”目标指引下,同时面对ai时代到来所激发的巨大创新浪潮,英特尔首次宣布推出为ai时代所打造,且更具可持续性的系统级代工—— foundry(英特尔代工)。除此之外,英特尔还披露了intel 18a之外的多个全新制程节点路线图,以及相关生态系统合作进展,旨在未来数年内确立并巩固其制程技术领先性,并为英特尔业务寻求新的拓展与增长驱动力。英特尔代工的阶段性目标,是希望在2030年成为全球前两大代工厂。
英特尔代工的定位及服务
intel foundry无疑开启了属于英特尔的“系统代工”新时代,它囊括了从晶圆厂到测试再到先进封装的整个代工服务。除了晶圆光刻技术外,英特尔代工还会向客户全面开放其先进封装、芯片组装及测试等完整生态业务。其服务不仅在于为客户制造芯片,同时也力求成为芯片生产的“一站式”供应商。如果客户愿意,英特尔代工将为其提供完整的,甚至是个性化的代工服务。
全新路线图延伸至2027年
宣布英特尔代工的同时,全新的制程节点路线图也浮出水面。现阶段,英特尔正在稳步推进四年五个制程节点路线图,此前已经公布了intel 7、intel 4、intel 3、intel 20a和intel 18a五个节点,而本次则全新公布了8个后续节点,再加上此前已经公布过的tower 65nm以及与umc联合开放的12nm节点,英特尔在制程节点方面的推进已经延伸到2027年。
本次公布的全新路线图包含了intel 3-t/3-e/3-pt、intel 18a-p和intel 14a/14a-e六个先进制程,以及intel 16和16-e两个成熟制程。数字部分的命名无需做过多解释,全新引入的p、e、t节点演化是新路线图里的全新元素。同时在高性能/高密度赛道上intel 18a的后继者intel 14a,也是非常重要的新节点。
下面我们看看这些全新节点所代表的含义。
首先是intel 14a,它是intel 18a的“正统续作”,并且将首次使用高数值孔径(high-na) euv光刻机来打造。高数值孔径euv光刻技术允许在不依赖多重图案化的情况下处理晶圆,确保更高的良品率。目前,英特尔已经获得了全球首款高数值孔径扫描仪。
其次我们来看看同一制程节点上的不同演化,它们使用p、e、t这样的英文字母做后缀来加以区分。
p,表示相应制程节点更新主要聚焦在性能提升,提供5%到10%的每瓦性能改进。这些节点相对于基础节点提供了更好的能效表现。
e,表示功能扩展,如支持更高的电压、更高的温度功耗等,这些节点比基础节点性能要略高一些,但一般来说每瓦性能提升不会超过5%。
t,表示该节点应用了3d堆叠的硅通孔技术(tsv),可以看作是较为特殊的节点版本。tsv是一种高级半导体封装和集成技术,用于将多个芯片堆叠在一起以提高性能和密度。目前,英特尔在芯片封装中广泛使用2.5d和3d封装技术,tsv以及混合键合都是foveros 3d封装下的重要技术,利用tsv和混合键合技术,将允许凸块间距小于10微米,因此即使在一平方毫米内,英特尔也能实现大量的芯片间连接。
理解了这些字母后缀的含义,再回看上面的路线图,我们对英特尔未来几年制程技术的发展就有了一个比较清晰的认知。
以intel 18a为例,这一节点将在今年内正式公布,并且会在2025年获得更高性能的18a-p演化版本;而作为英特尔首个大批量euv节点,intel 3的演化版本可谓是相当丰富,如tsv技术加持的intel 3-t,功能增强型的intel 3-e,甚至最终会演化到更高性能设计的第二个支持tsv节点版本的intel 3-pt。值得注意的是,tsv技术只在intel 3节点上使用。
第三个新要素是英特尔对于成熟制程节点的引入,包括此前未曾露面的intel 16/16e,tower semiconductor 65nm制程,以及年初刚刚宣布的umc联合开发的12nm制程节点。其中,intel 16/16e制程其实就是缘于22nm和14nm。intel 12将于2027年投产,并且仅在英特尔代工厂生产。
另外值得注意的是,英特尔宣布最近已经完成了intel 18a clearwater forest的流片。clearwater forest是sierra forest的后续产品,也就是至强产品线,这款产品还使用了intel 3制程工艺打造的基础芯片,并通过emib技术进行封装,并使用foveros direct(混合键合)进行芯片间连接。clearwater forest最终将与消费级的panther lake共同成为英特尔两大18a制程产品。
同时英特尔也希望借助ribbonfet晶体管以及powervia背面供电这些先进技术在intel 18a上的使用,重新获得领先的工艺地位,这也是为什么英特尔此前敢于说出“在intel 18a节点上重回巅峰”的底气。
英特尔代工客户已遍布各个制程节点
丰富的制程节点演化可以满足不同客户的需求,根据英特尔官方信息,目前英特尔在每个制程节点都拥有相应客户。比如在非常关键的intel 18a节点上,微软将通过英特尔代工生产相关芯片,以获得更强劲的人工智能加速器实力。
在ip及eda供应商方面,英特尔也已经与synopsys、cadence、siemens、ansys等在内的众多厂商达成深度合作,相关工具和ip皆已准备就绪,以帮助客户加速首推背面供电方案的intel 18a制程节点的先进芯片设计。此外,其eda与ip也已在英特尔各个制程节点上得到启用。
此外,英特尔还宣布了通过新兴企业支持计划(emerging business initiative)与arm的合作,并为基于arm架构的系统级芯片(socs)提供先进的代工服务。这一计划将更好地支持初创企业开发基于arm架构的技术,并提供必要ip、制造支持和资金援助,为arm和英特尔提供了促进创新和发展的重要机会。
可持续、环保等方面的承诺
英特尔代工业务不断拓宽的同时,也在继续秉承可持续理念。2023年,据初步估算,英特尔全球各地的工厂的可再生电力使用率达到了99%。在intel foundry direct connect大会上,英特尔重申了其承诺,即在2030年达成100%使用可再生电力,水资源正效益和零垃圾填埋。此外,英特尔还再次强调了其在2040年实现范围1和范围2温室气体(ghg)净零排放,2050年实现范围3温室气体净零上游排放的承诺。
结语
作为目前全球范围内极少数具备idm模式的芯片公司,英特尔拥有成熟的芯片设计、封装、验证和制造能力。因此在英特尔全面开放代工业务之后,几年来持续吸引众多客户参与其中。同时面对ai时代到来,英特尔代工将为众多相关企业提供可靠的芯片产品。
当然,英特尔当前也面临着极为复杂的竞争环境,idm这种重资产模式需要找到突破口去进一步释放产能与价值,进而寻求整体业务上的再增长,这是时代发展的必然,也是英特尔应对激烈竞争环境的重要举措。将代工业务开放给更多生态伙伴,释放重资产模式所面临的压力,对于英特尔而言无疑是一次新的变革与突破。
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