Intel 10nm SuperFin變革晶體管：性能提升超15％

這些年，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的日益復(fù)雜化，先進(jìn)制造工藝的推進(jìn)越來越充滿挑戰(zhàn)性，同時(shí)由于沒有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不同廠商的“數(shù)字游戲”讓這個(gè)問題更加復(fù)雜化，也讓大量普通用戶產(chǎn)生了誤解。

作為半導(dǎo)體行業(yè)的龍頭老大，Intel曾經(jīng)一直站在先進(jìn)制造工藝的最前沿，領(lǐng)導(dǎo)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，但是近兩年，Intel似乎大大落伍了，14nm常年苦苦支撐，10nm一再推遲而且無法達(dá)到高性能，7nm最近又跳票了……

三星、臺(tái)積電則非常活躍，8nm、7nm、6nm、5nm……一刻不停。盡管很多行業(yè)專家和Intel都一再?gòu)?qiáng)調(diào)，不同工廠的工藝沒有直接可比性，“數(shù)字游戲”更是誤導(dǎo)人，但在很多人心目中，Intel似乎真的落伍了。

真的嗎？當(dāng)然不是。

Intel今天就拋出了一枚重磅炸彈，10nm工藝節(jié)點(diǎn)上加入了全新的“SuperFin”晶體管，實(shí)現(xiàn)了歷史上最大幅度的節(jié)點(diǎn)內(nèi)性能提升，僅此一點(diǎn)就足以和完全的節(jié)點(diǎn)跨越相媲美。

簡(jiǎn)單地說，SuperFin的加入，幾乎等效于讓10nm變成(真正的)7nm！

歷史上，Intel一直在晶體管這一對(duì)半導(dǎo)體工藝的基石進(jìn)行變革創(chuàng)新，比如90nm時(shí)代的應(yīng)變硅(Strained Silicon)、45nm時(shí)代的高K金屬柵極(HKMG)、22nm時(shí)代的FinFET立體晶體管。

即便是飽受爭(zhēng)議的14nm工藝，Intel也在一直不斷改進(jìn)，通過各種技術(shù)的加入，如今的加強(qiáng)版14nm在性能上相比第一代已經(jīng)提升了超過20％，堪比完全的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換。

在這一代的10nm工藝節(jié)點(diǎn)上，Intel同樣融入了諸多新技術(shù)，比如自對(duì)齊四重曝光(SAQP)、鈷局部互連、有源柵極上接觸(COAG)等等，但它們帶來的挑戰(zhàn)也讓新工藝的規(guī)模量產(chǎn)和高良品率很難在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到理想水平。

盡管如此，Intel也沒有追隨改名打法，而是繼續(xù)從底層技術(shù)改進(jìn)工藝。

在最新的加強(qiáng)版10nm工藝上，Intel將增強(qiáng)型FinFET晶體、Super MIM(金屬-絕緣體-金屬)電容器相結(jié)合，打造了全新的SuperFin，能夠提供增強(qiáng)的外延源極/漏極、改進(jìn)的柵極工藝，額外的柵極間距。

SuperFi在技術(shù)層面是相當(dāng)復(fù)雜的，這里我們就長(zhǎng)話短說，只講講它的主要技術(shù)特性，以及能帶來的好處，也就是如何實(shí)現(xiàn)更高的性能，簡(jiǎn)單來說有五點(diǎn)：

1、增強(qiáng)源極和漏極上晶體結(jié)構(gòu)的外延長(zhǎng)度，從而增加應(yīng)變并減小電阻，以允許更多電流通過通道。

2、改進(jìn)柵極工藝，以實(shí)現(xiàn)更高的通道遷移率，從而使電荷載流子更快地移動(dòng)。

3、提供額外的柵極間距選項(xiàng)，可為需要最高性能的芯片功能提供更高的驅(qū)動(dòng)電流。

4、使用新型薄壁阻隔將過孔電阻降低了30％，從而提升了互連性能表現(xiàn)。

5、與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比，在同等的占位面積內(nèi)電容增加了5倍，從而減少了電壓下降，顯著提高了產(chǎn)品性能。

該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)得益于一類新型的高K電介質(zhì)材料，它可以堆疊在厚度僅為幾埃米(也就是零點(diǎn)幾納米)的超薄層中，從而形成重復(fù)的“超晶格”結(jié)構(gòu)。這也是Intel獨(dú)有的技術(shù)。

Intel聲稱，通過SuperFin晶體管技術(shù)等創(chuàng)新的加強(qiáng)，10nm工藝可以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)內(nèi)超過15％的性能提升！

當(dāng)然，一如之前的各代工藝，Intel 10nm也不會(huì)到此為止，后續(xù)還會(huì)有更多大招加入，繼續(xù)提升性能—;—;看起來還是10nm，但已經(jīng)不再是簡(jiǎn)單的10nm。

10nm SuperFin晶體管技術(shù)將在代號(hào)Tiger Lake的下一代移動(dòng)酷睿處理器中首發(fā)，現(xiàn)已投產(chǎn)，OEM筆記本將在今年晚些時(shí)候的假日購(gòu)物季上市。