英特爾晶圓廠下半年量產(chǎn)intel4 7nm制程工藝芯片，性能可媲美臺(tái)積電5nm三星3nm
眾所周知的是，英特爾在芯片制造領(lǐng)域一直不溫不火的，占有大頭的依舊是臺(tái)積電和三星。但是，在上周，英特爾突然宣布自己位于愛(ài)爾蘭的Fab 34晶圓廠完成了第一臺(tái)EUV光刻機(jī)的安裝，已經(jīng)成為了歐洲第一個(gè)具備EUV工藝的晶圓廠。按照英特爾的說(shuō)法，F(xiàn)ab 34晶圓廠將在今年下半年量產(chǎn)intel47nm制程工藝芯片，性能可媲美臺(tái)積電5nm三星3nm!
關(guān)于英特爾為何要將7nm制程工藝的芯片命名為Intel 4呢?有專家表示，英特爾認(rèn)為自己的7nm制程工藝芯片能夠媲美臺(tái)積電5nm和三星3nm制程工藝，所以自持編出來(lái)個(gè)4，想從命名上扳回一局，以掩飾自己工藝落后的現(xiàn)實(shí)。那么，intel 4工藝真的很厲害，足以和三星臺(tái)積電工藝媲美嗎?我們來(lái)用摩爾定律分析一波，看英特爾是否在夸大。
按照英特爾intel 3的7nm制程工藝來(lái)看，其晶體管密度為1.8億/mm2，臺(tái)積電5nm制程工藝的晶體管密度為1.73億/mm2，比英特爾的還少一點(diǎn)。至于臺(tái)積電的3nm制程工藝，晶體管數(shù)高達(dá)2.9億/mm2，與英特爾5nm制程工藝，也就是intel 3的制程工藝差不多。而對(duì)于三星就不用多說(shuō)了，良品率就是一大關(guān)，晶體管數(shù)更比不上intel 4了。由此可見(jiàn)，intel 4還是有一定實(shí)力的，媲美也是完全可以的。
近兩年來(lái)，由于芯片荒和快速內(nèi)卷，早已造成了芯片的工藝造價(jià)，這上面尤其是臺(tái)積電和三星的XXnm為代表。雖然這是不對(duì)的，但對(duì)于芯片制造上游和芯片應(yīng)用下游來(lái)說(shuō)，更先進(jìn)的工藝會(huì)更噱頭，就如同國(guó)內(nèi)手機(jī)搶首發(fā)一樣，搶的并不是最先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，而僅僅是一個(gè)賺錢(qián)的噱頭。一個(gè)愿打一個(gè)愿挨，所以大家也就不再介意，轉(zhuǎn)而成為了“假的能掙錢(qián)就是真的”。
也因此，目前僅有英特爾遵循摩爾定律，但這種“腳踏實(shí)地”的產(chǎn)出會(huì)很小，繼而會(huì)讓很多人認(rèn)為他的工藝落后。所以，英特爾為應(yīng)對(duì)這一情況，將自己的工藝與其他廠商進(jìn)行命名上的區(qū)別，讓大家不知道這是幾納米制程工藝，也算是英特爾應(yīng)對(duì)如今“浮躁”大環(huán)境的一個(gè)“小聰明”。不過(guò)，早日做出來(lái)和良品率依舊是王道，英特爾加油吧!
在今年1月份，一臺(tái)光刻膠顯影設(shè)備飛越大西洋運(yùn)抵工廠，完成了英特爾Fab 34晶圓廠的首臺(tái)設(shè)備的安裝工作，未來(lái)將與EUV掃描儀一起運(yùn)行。上周，英特爾位于愛(ài)爾蘭的Fab 34晶圓廠完成了第一臺(tái)EUV光刻機(jī)的安裝，這是歐洲首個(gè)具備EUV工藝的晶圓廠。
據(jù)了解，這臺(tái)EUV光刻機(jī)由ASML制造，先運(yùn)到了英特爾位于美國(guó)俄勒岡州的基地，然后再運(yùn)往歐洲。不清楚為什么英特爾沒(méi)有選擇直接運(yùn)到愛(ài)爾蘭，或許是要測(cè)試這臺(tái)EUV光刻機(jī)，確保符合要求后再運(yùn)往新工廠。在英特爾公布的視頻中，大約有100多名ASML工程師到了Fab 34晶圓廠協(xié)助安裝，同時(shí)英特爾從美國(guó)派來(lái)了工程師，負(fù)責(zé)培訓(xùn)Fab 34晶圓廠的員工如何使用EUV光刻機(jī)。
英特爾沒(méi)有公布這臺(tái)EUV光刻機(jī)的型號(hào)，不過(guò)以英特爾的財(cái)力和對(duì)未來(lái)的規(guī)劃，相信會(huì)是最新的型號(hào)之一。英特爾向ASML訂購(gòu)了多臺(tái)EUV光刻機(jī)，這是其第一臺(tái)，英特爾稱之為“Intel 4工藝技術(shù)的關(guān)鍵推動(dòng)者”。ASML的這臺(tái)EUV光刻機(jī)需要四架運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送，然后再由35輛貨車(chē)運(yùn)輸，才能送抵Fab 34晶圓廠。英特爾自去年12月起，就分批發(fā)送這臺(tái)EUV光刻機(jī)，花了幾個(gè)月的時(shí)間才完成運(yùn)送。
Fab 34晶圓廠是在2019年開(kāi)始動(dòng)工，計(jì)劃2023年正式投產(chǎn)。英特爾曾表示，愛(ài)爾蘭晶圓廠是其全球晶圓廠擴(kuò)建計(jì)劃的一部分，為了滿足全球迅速增長(zhǎng)的芯片需求，同時(shí)也為英特爾的Intel 4工藝量產(chǎn)鋪路，未來(lái)將用于生產(chǎn)Meteor Lake和Granite Rapids等芯片。
目前，英特爾已經(jīng)將這種芯片用于機(jī)械臂、神經(jīng)擬態(tài)皮膚、機(jī)器嗅覺(jué)等場(chǎng)景。
2018年初，英特爾推出了其首款神經(jīng)擬態(tài)芯片Loihi，采用14nm制程。
英特爾表示，Loihi 2是對(duì)第一代的重大升級(jí)，也是使用英特爾第一個(gè)EUV工藝節(jié)點(diǎn)Intel 4制造的芯片，意為等效于4nm，實(shí)際為7nm工藝。
由于使用了全新工藝，Loihi 2相比前代面積縮小了一半，但仍然包含100萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元，數(shù)量是前代的8倍，處理速度是前代的10倍。
Loihi 2共有128個(gè)神經(jīng)擬態(tài)核心，這128個(gè)內(nèi)核每一個(gè)都有192KB的靈活內(nèi)存，每個(gè)神經(jīng)元可以根據(jù)模型分配多達(dá)4096個(gè)狀態(tài)，而之前的限制只有24個(gè)。
與普通的CPU和GPU不同，神經(jīng)擬態(tài)沒(méi)有外部?jī)?nèi)存。每個(gè)神經(jīng)元都有一小部分內(nèi)存供其專用。主要作用是分配給不同神經(jīng)元輸入的權(quán)重、最近活動(dòng)的緩存以及峰值發(fā)送到的所有其他神經(jīng)元的列表。
Loihi 2可以根據(jù)用途選擇各種不同連接選項(xiàng)，這一點(diǎn)上有些類似于FPGA。
除了硬件產(chǎn)品外，英特爾還發(fā)布了用于Loihi芯片的軟件，一個(gè)名為L(zhǎng)ava的新開(kāi)發(fā)框架。
該框架以及相關(guān)庫(kù)都用Python編寫(xiě)，并在GitHub上開(kāi)源，開(kāi)發(fā)人員無(wú)需訪問(wèn)硬件即可為L(zhǎng)oihi開(kāi)發(fā)程序。
生物神經(jīng)元包含樹(shù)突和軸突。
Loihi芯片上執(zhí)行單元的一部分充當(dāng)“樹(shù)突”，根據(jù)過(guò)去行為的權(quán)重處理來(lái)自通信網(wǎng)絡(luò)的傳入信號(hào)。
然后它使用數(shù)學(xué)公式來(lái)確定活動(dòng)何時(shí)越過(guò)臨界閾值，并在超過(guò)臨界閾值時(shí)觸發(fā)其自身的尖峰信號(hào)。之后執(zhí)行單元的“軸突”查找與哪些其他執(zhí)行單元通信，并向每個(gè)執(zhí)行單元發(fā)送尖峰信號(hào)。
芯片制程的不斷微縮，令全球集成電路產(chǎn)業(yè)即將迎來(lái)摩爾定律的物理極限。但一眾晶圓代工廠并沒(méi)有因此而止步不前，反而是在嘗試用各種各樣的手段將摩爾定律延續(xù)下去。
放眼全球晶圓代工領(lǐng)域，三星電子和臺(tái)積電已經(jīng)在3nm工藝節(jié)點(diǎn)上展開(kāi)激烈競(jìng)爭(zhēng)。后者更曾透露，其已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了1nm技術(shù)突破的消息。
除了三星電子和臺(tái)積電之外，老牌IDM巨頭英特爾也試圖追趕上來(lái)，在全球缺芯的大環(huán)境下完成IDM 2.0戰(zhàn)略。
令人遺憾的是，即便換了“統(tǒng)帥”，英特爾的7nm芯片量產(chǎn)時(shí)間仍然被推遲。但這似乎并不重要，因?yàn)橛⑻貭柕?nm芯片雖然還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，但3nm芯片卻傳來(lái)了新消息。
7月7日，日經(jīng)新聞報(bào)道稱，蘋(píng)果公司和英特爾正在測(cè)試臺(tái)積電的新一代制程技術(shù)，即3nm工藝。
這意味著，上述兩位科技巨頭將成為臺(tái)積電3nm的首批客戶。旗下相關(guān)芯片的產(chǎn)出時(shí)間，預(yù)計(jì)會(huì)在2020年下半年到2023年初。
按照此前臺(tái)積電官方公布的量產(chǎn)計(jì)劃，初期產(chǎn)能會(huì)在2022年下半年投入使用。但根據(jù)多方消息來(lái)看，臺(tái)積電的初期產(chǎn)能已經(jīng)被蘋(píng)果公司一手包攬。
這意味著，英特爾找臺(tái)積電代工的3nm芯片，預(yù)計(jì)在2023年年初亮相。雖然相比蘋(píng)果公司晚了些，但對(duì)于連7nm都沒(méi)能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的英特爾而言，已經(jīng)算是跨越式發(fā)展。
在筆者看來(lái)，英特爾的跨越式發(fā)展并非是激進(jìn)的選擇，而是真的有所依仗。英特爾畢竟是當(dāng)年半導(dǎo)體領(lǐng)域的IDM龍頭企業(yè)，即便是臺(tái)積電也甘居其后。
只不過(guò)隨著時(shí)代的發(fā)展，轉(zhuǎn)型慢思路不變通的英特爾才落了下風(fēng)。可多年來(lái)該公司積累的技術(shù)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)仍然不容小覷。
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