英特尔2025 年工艺路线图

英特尔或在2025年夺回制程技术领先地位。

在英特尔的路线图中,该公司在向新制造工艺过渡方面取得了重大进展。

Intel 7和Intel 4已经完成,Intel 3、20A 和 18A 将在未来几年推出。 Intel 7 是该公司的 10nm 工艺,Intel 4是其 7nm 工艺。这些名称可能会产生误导,但芯片中的纳米测量现在大多是营销术语。

Intel 4 是近期的趋势,用于 Meteor Lake,它主要采用这种工艺制造。然而,它是第一个使用极紫外光刻技术的处理器,可以实现更高的产量和面积缩放,从而提高能效。Intel 3 是 Intel 4 的后续产品,旨在用于数据中心,预计每瓦性能将提高 18%。Intel 20A 将与 Arrow Lake 处理器一起首次亮相,采用 PowerVia 和 RibbonFET 技术,每瓦性能比 Intel 提高 15%。

Intel 18A 是最先进的节点,预计将于 2024 年下半年开始生产,每瓦性能将提升 10%。

英特尔去年在 Raptor Lake Refresh 发布会上推出了 Meteor Lake 笔记本电脑处理器,并再次更新了该公司于 2021 年首次发布的制程节点路线图。在那张路线图中,该公司表示希望在四年内实现五个节点,这是多年来其他公司从未实现过的。英特尔自己的路线图指出,它的目标是在 2025 年实现“工艺领先”。按照英特尔的标准,工艺领先意味着每瓦性能最高。

在笔者分析英特尔的路线图时发现,Lunar Lake 完全没有被涵盖。它不在路线图之内,原因很简单,Lunar Lake 不是采用英特尔的任何工艺生产的。Lunar Lake 由台积电生产,尽管它应该是第一款采用Intel 18A 生产的芯片。Lunar Lake 本质上是 Meteor Lake 的后续产品,混合了台积电 N3B 和台积电 N6。未来,英特尔将重新采用英特尔的制造工艺,但 Lunar Lake 今年已外包给台积电。

英特尔 2025 年前的路线图

Intel Process Roadmap

在上述路线图中,英特尔已完成向Intel 7和Intel 4的过渡,Intel 3、20A 和 18A 将在未来几年内推出。作为参考,Intel 7是该公司对其 10nm 工艺的命名,Intel 4是其对其 7nm 工艺的命名。这些名称的来源(尽管有人可能会认为它们具有误导性),尽管Intel 7是基于 10nm 工艺制造的,但其晶体管密度与台积电的 7nm 非常相似。Intel 4也是如此,WikiChip 实际上得出的结论是,Intel 4的密度很可能略高于台积电的 5nm N5 工艺。

话虽如此,20A 和 18A 的情况就变得非常有趣了。据说 20A(该公司的 2nm 工艺)是英特尔实现“工艺平价”的阶段,并将在 Arrow Lake 上首次亮相,这也是该公司首次使用 PowerVia 和 RibbonFET,然后 18A 将是 1.8nm,同时使用 PowerVia 和 RibbonFET。有关更详细的细分,请查看下面制作的图表。

Intel Process Roadmap 英特尔路线图

在平面 MOSFET 时代,纳米测量更为重要,因为它们是客观测量,但转向 3D FinFET 技术已将纳米测量变成了单纯的营销术语。

Intel 7

Intel Process Roadmap

Intel 7 以前被称为 Intel 10nm Enhanced SuperFin(10 ESF),后来该公司将其更名为 Intel 7,本质上是为了与制造业其他领域的命名惯例保持一致。虽然有人可能会说这是误导,但芯片中的纳米测量目前只不过是一种营销手段,而且这种做法已经持续了很多年。

Intel 7 是英特尔使用深紫外光刻 (DUV) 的最后一项工艺。Intel 7 曾用于生产 Alder Lake、Raptor Lake 以及最近宣布的与 Meteor Lake 一起推出的 Raptor Lake Refresh。然而,Meteor Lake 是在 Intel 4 上生产的。

Raptor Lake Refresh 很可能是Intel 7的最后一款产品,英特尔承诺未来将转向新的工艺节点。由于 Meteor Lake 搭载在Intel 4上,我们不太可能看到任何在此制造节点上运行的新芯片。

Intel 4

Intel Process Roadmap

Meteor Lake大部分都是基于 Intel 4 制造的。Meteor Lake 新 CPU 的计算机 Tile 是基于 Intel 4 制造的,但图形 Tile 是基于 TSMC N3 制造的。这两个 Tile(以及 SoC Tile 和 I/O Tile)使用英特尔的 Foveros 3D 封装技术集成。

然而,与Intel 4相比,一个重大变化是,它是英特尔首次利用极紫外光刻技术的制造工艺。这可以实现更高的产量和面积缩放,从而最大限度地提高能效。正如英特尔所说,与Intel 7相比,Intel 4的高性能逻辑库面积缩放是Intel 7的两倍。这是该公司的 7nm 工艺,再次类似于业内其他制造厂所称的 5nm 和 4nm 工艺的能力。

到目前为止,Intel 4看起来取得了成功,而 Core Ultra 是英特尔的一大变革……至少在Acer Swift Go 14中是如此。英特尔在这方面的进展将特别有趣,但笔者预计英特尔在 CPU 生产方面可能不再处于劣势。

Intel 3

Intel 3 是 Intel 4 的后续产品,但预计性能功耗比 Intel 4 提升 18%。它拥有更密集的高性能库,但目前仅针对数据中心使用,包括 Sierra Forest 和 Granite Rapids。目前你不会在任何消费级 CPU 中看到这个。笔者对这个节点了解不多,但考虑到它更注重企业,普通消费者不必太在意它。

Intel 20A

Intel Process Roadmap

英特尔知道,在制造工艺方面,它在某种程度上落后于其他行业,并且它计划在 2024 年下半年推出并生产用于其 Arrow Lake 处理器的 Intel 20A。这也将首次推出该公司的 PowerVia 和 RibbonFET,其中 RibbonFET 只是栅极全场效应晶体管 (GAAFET) 的另一个名称(由英特尔起)。台积电正在将其 2nm N2 节点转向 GAAFET,而三星正在将其 3nm 3GAE 工艺节点转向 GAAFET。

PowerVia 的特别之处在于它允许在整个芯片中进行背面供电,其中信号线和电源线被分离并分别进行优化。使用正面供电(目前业界的标准)时,由于空间原因,存在很大的瓶颈,同时也可能引发电源完整性和信号干扰等问题。PowerVia 将信号线和电源线分开,理论上可以实现更好的供电。

背面供电并不是一个新概念,但多年来它一直是个难题。如果你考虑到 PowerVia 中的晶体管现在处于电源和信号之间的夹层中(晶体管是芯片中最难制造的部分,因为它们最有可能出现缺陷),那么在你已经为其他部分投入资源之后,你正在生产芯片最难的部分。再加上晶体管是 CPU 中产生大部分热量的地方,现在你需要通过一层电源或信号传输来冷却 CPU,你就会明白为什么技术很难做好。

据称,该节点的每瓦性能比Intel 3 提高了 15%。据报道,英特尔第 15 代 Arrow Lake 将采用这一工艺制造,这意味着PC电脑应该在今年首次体验到它。

英特尔18A

英特尔的 18A 是迄今为止最先进的节点,它将于 2024 年下半年开始生产。这将用于生产未来的消费级 Lake CPU 和未来的数据中心 CPU,每瓦性能提升高达 10%。目前还没有太多关于它的细节被分享,它在 RibbonFET 和 PowerVia 上的投入翻了一番。Panther Lake 将以这个工艺节点首次亮相,采用 Cougar Cove P-Cores。

自该节点首次亮相以来,唯一的变化是它最初应该使用高 NA EUV 光刻技术,但情况已不再如此。部分原因是英特尔的 18A 节点推出时间略早于最初预期,该公司将其推迟到 2024 年底而不是 2025 年。由于生产 EUV 光刻机的荷兰公司 ASML 仍在 2025 年推出其首款高 NA 扫描仪 (Twinscan EXE:5200),这意味着英特尔必须在 2024 年跳过它。顺便说一句,对于任何 EUV,公司都必须求助于 ASML,所以没有其他选择。

英特尔仍有望在 2024 年下半年开始生产 18A。

英特尔的路线图雄心勃勃

Intel Process Roadmap

现在您了解了英特尔今年和明年的路线图,可以说它绝对是雄心勃勃的。英特尔自己将其宣传为“四年五个节点”,因为他们知道这有多么令人印象深刻。虽然您可能预料到在此过程中可能会出现一些小问题,但自英特尔于 2021 年首次公布该计划以来,唯一的变化是将Intel 18A提前到更早的发布时间。其他一切都保持不变。

此后,该公司宣布将推出 18A-P,随后还将推出英特尔 14A 和 14A-E。其中,P 代表性能改进,E 代表功能扩展。这些都着眼于未来,直到 2027 年,但表明英特尔有宏伟的计划,不仅要赶上,还要主导其余的竞争对手。

英特尔是否会继续保持其渐进式的增加还有待观察,但该公司唯一需要做出的改变是比预期更早推出其最先进的节点,这是一个好兆头。虽然目前尚不清楚英特尔在更先进的工艺方面(尤其是当它达到 RibbonFET 时)是否会成为台积电和三星的强大竞争对手。Meteor Lake 是一个良好的开端,大家都迫不及待地想看看英特尔还有什么准备。