英特爾：摩爾定律仍然有效，10納米制程工藝今年量產

發(fā)表于：2017-09-28  作者：dsm1219  關注度：136

至頂網服務器頻道 09月26日 新聞消息（文/鄒大斌）： 摩爾定律還有有效，還會持續(xù)多久？這問題時不時就會有人拿來討論一番。在日前舉行的“英特爾精尖制造日”上，這個問題再次被談及。在大會中，英特爾是非常正式的，用了大量事實來證明，摩爾定律至今仍然有效。除此之外，會上英特爾還宣布10納米制程工藝今年下半年會正式量產，并展示了英特爾制程工藝的多項重要進展，包括：英特爾10納米制程功耗和性能的最新細節(jié)、英特爾首款10納米FPGA的計劃，并宣布了業(yè)內首款面向數(shù)據中心應用的64層3D NAND產品已實現(xiàn)商用并出貨。

英特爾公司制造、運營與銷售集團總裁Stacy Smith摩爾定律依然有效

“今天是摩爾定律的盛會，英特爾過去、現(xiàn)在和未來一直都處在計算的中心，今后會繼續(xù)引領計算的潮流。”英特爾公司全球副總裁兼中國區(qū)總裁楊旭在“英特爾精尖制造日”的開場致辭中點出了這次會議的主題。

摩爾定律是戈登·摩爾1965提出的一個觀點或者說是一個觀察。他認為芯片上的晶體管數(shù)量每隔24個月將增加一倍。這一觀察得到行業(yè)的廣泛認可，被稱為摩爾定律。摩爾定律背后的含義就是，半導體行業(yè)我們產品的性能每兩年會翻一倍，每個晶體管的成本也隨之下降。其經濟學意義就是：就是按照特定節(jié)奏推動半導體制造能力的進步，我們就可以降低任何依賴于計算的商業(yè)模式的成本。

半個多世紀以來，半導體行業(yè)一直按照摩爾定律來前進，而推動進步的則是相比其他行業(yè)進步得更快的技術。之所以這么說是因為，如果農業(yè)按照摩爾定律的這種技術更新節(jié)奏，僅僅用一平方公里的土地就可以養(yǎng)活全世界的人口；如果是汽車行業(yè)使用1加侖的石油就能夠從地球抵達太陽。從這種比較中也可以看出半導體行業(yè)技術進步之快。

那么，在50多年后的今天摩爾定律還會有效嗎？或者說摩爾定律還會持續(xù)多久？

“我們一直在不斷推動摩爾定律的發(fā)展，盡管遇到了很多困難。特別是上世紀90年代以來，我們面臨著巨大的挑戰(zhàn)，但我們做出了很多創(chuàng)新找到了技術前進方案。事實證明，今天我們依舊在推動摩爾定律的發(fā)展。對摩爾定律究竟是否會失效，我們的答案是肯定不會。”英特爾公司制造、運營與銷售集團總裁Stacy Smith在演講時表示。

實際上，摩爾定律已經在不同層面上奠定了英特爾的發(fā)展以及整個行業(yè)的進步。Stacy Smith說，每一個制程節(jié)點的晶體管數(shù)量都會增加一倍，14和10納米制程技術其實都創(chuàng)了歷史紀錄，它實現(xiàn)了超過平常制程工藝的更高的晶體管密度，這些就是摩爾定律的原動力。

“制造成本正常的趨勢是不斷攀升，盡管成本攀升但是晶體管微縮，因此每個晶體管的成本是下降的，可以看到最后兩個制程節(jié)點的成本下降幅度是高于歷史趨勢的。它證明摩爾定律仍然有效。”Stacy Smith說。

晶體管縮微技術、22FFL及其他前沿技術

在“英特爾精尖制造日”上，英特爾高級院士、技術與制造事業(yè)部制程架構與集成總監(jiān)Mark Bohr帶來英特爾最權威的芯片技術解讀，他同時宣布，10納米制程工藝近年下半年會正式投產。

英特爾高級院士、技術與制造事業(yè)部制程架構與集成總監(jiān)Mark Bohr

10納米制程工藝中的最重要的技術之一就是晶體管超微縮技術，這是一項能提升性能、提高密度的關鍵技術。Mark Bohr認為，目前一些競爭友商公司的制程節(jié)點名稱并不準確，宣稱自己已經采用10納米制程工藝，這是誤導，也無法正確體現(xiàn)這個制程位于摩爾定律曲線的哪個位置。要分辨真假只需要比較一下晶圓上的晶體管密度即可。

他認為，要準確反映晶體管密度可以采用如上公式。因為這個公式用了兩個非常重要的邏輯概念，一個NAND單元，一個是比較復雜的掃描觸發(fā)器邏輯單元，這兩個概念用來更加準確的計算邏輯晶體管的密度。

“我們認為，這樣的計算方式更加準確地算出來每個邏輯單元面積上晶體管數(shù)量。如果用這種方式計算，會發(fā)現(xiàn)14納米和10納米的密度提升要比之前做的更多一些。原因就在于用了超微縮技術，使得我們在密度上得到更大優(yōu)化，分別為2.5倍和2.7倍。”Mark Bohr表示，“我們也可以發(fā)現(xiàn)，市場上友商10納米的制程技術晶體管密度只相當于英特爾14納米制程晶體管密度，卻晚于英特爾14納米制程三年。”

在10納米制程工藝中另一項重要技術是英特爾全新的22FFL技術。這時是全球首個面向低功耗物聯(lián)網以及移動產品的FinFET技術。Mark Bohr介紹說，英特爾使用了全球最先進的FinFET晶體管，而且是基于已經被驗證的22納米以及14納米技術。全新的超低漏電晶體管也搭載其中，漏電率降低100多倍。

“我們在22納米技術基礎上提供了簡化的互聯(lián)技術以及設計規(guī)則，同時實現(xiàn)了更高水平的設計自動化，完整的射頻設計獲得了支持。從成本角度來看對比其他28/22納米平面技術我們擁有更強大的競爭優(yōu)勢。”他說。

當然，英特爾不只在研發(fā)這些技術，10納米制程工藝中應用的技術還有很多，而且英特爾還在為即將到來的7納米、5納米和未來的3納米制程工藝進行技術儲備。演講中，Mark Bohr透露了部分技術，包括納米線晶體管（Nanowire Transistor）、III-V材料（ III-V Materials）、3D堆疊（3D Stacking）、高密度內存（Dense Memory）、微縮互聯(lián)（Scaling Interconnects）、極紫外（EUV）光刻技術（Extreme Ultraviolet Lithography）、自旋電子（Spintronics）、神經元計算（Neuromorphic Computing）等。

“這些技術至少讓摩爾定理延續(xù)10年。”Mark Bohr說。

輸出英特爾的晶圓生產能力

英特爾擁有全球最先進的芯片設計技術，同時也擁有全球最先進的芯片工廠。這兩者是英特爾引領芯片行業(yè)乃至確保摩爾定律持續(xù)有效的關鍵。如今，英特爾正在向外輸出工廠的生產能力進行代工。

“十多年前有18家公司有自己的領先的晶圓廠，但現(xiàn)在變成了4家，其中有3家是在投資開發(fā)規(guī)模量產型的制程技術，其中兩家公司是真正有一體化的器件的生產，之所以是這樣是因為這確實是一個技術難度很高的領域。”Stacy Smith表示。

Stacy Smith說，英特爾的芯片生產能力是業(yè)界非常稀缺的。“我們擁有非常獨特的競爭力。我們擁有全球規(guī)模，在全球擁有多家工廠；擁有全球頂尖的晶圓廠，保證了我們的高良品率；同時我們有足夠的產能來應對市場不斷變化的需求；我們還有自己全套的方法論，在現(xiàn)有的空間不斷地滿足摩爾定律的需求，我們能夠更快而且以更低的成本調整我們的生產。

值得一提的是，中國也是英特爾全球芯片生產基地布局中的一環(huán)，在中國大連英特爾有一個晶圓生產廠，在成都也有封裝測試廠。“進入中國32多年來，英特爾一直在中國持續(xù)投資。從2004年開始我們總計在華投資超過130億美元，這對于英特爾而言是一個核心競爭力，中國對我們來說是至關重要的一個市場。”楊旭說。

據悉，英特爾擁有眾多的代工客戶。比如，ARM最新的Cortex A75就是英特爾代工生產的。Cortex A75采用了最新的10納米工藝，在12周內就完成了從RTL到首次的Tape Out，性能高達3GHz以上，實現(xiàn)了250uW/MHz的功耗。而在中國市場，展訊通信科技也在和英特爾合作，展訊的 SC9861G-IA 和 SC9853I 移動 AP 均使用英特爾的 14 納米低功耗平臺制造而成。

演講中，英特爾公司技術與制造事業(yè)部副總裁、晶圓代工業(yè)務聯(lián)席總經理 Zane Ball表示，晶圓代工也是英特爾的一項重要的業(yè)務，英特爾對此業(yè)務很有信心，同時也給予很大的期望。