绝缘栅

作者

宇多田

出品

虎嗅科技组

封面

视觉中国

自从去年英特尔被%确凿证据证实了在10nm制程上的延期,以及在7nm制程上全面落后于台积电,丧失全球制程领导地位后,大众舆论对这家美国唯一从设计、制造到封测全覆盖的半导体企业的态度,呈现出惊人的一致变化:

除了竞争对手和看热闹不嫌事大一样的顺便踩一脚,这种“批判趋势”到最后似乎演变成——这家半导体顶级巨头剩下的日子似乎屈指可数了。

技术创新层面遭遇的危机也蔓延至他们的财务数据上,从年Q1到年Q3,英特尔净利润连续3个季度下滑;而历来作为数据中心市场的绝对王者,英特尔这一业务板块的收入也在三个季度内持续下降。

年5月,权威市场调研机构ICInsights发布的《年Q1全球Top15半导体公司业绩与排名》指出,英特尔虽然位列第一,但却是所有厂商中唯一一家营收下滑的企业。

图片来自ICInsights

英特尔当然焦虑。这种焦虑可能体现在:

受到资本市场巨大压力,年年初突然换帅,重新启用有40年制造技术履历的帕特·基辛格(PatGlsingr)为新任CEO。

迅速接受了阿斯麦比自己更为先进的EUV制造工艺,用了大约两个季度的时间修复了7nm技术。

在制造环节投入巨资。今年3月,帕特·基辛格正式公布十分关键的“IDM2.0”战略,宣布重返晶圆代工市场,同时宣布投资亿美元在美国亚利桑那州新建两座晶圆厂;5月再次宣布,投资35亿美元升级新墨西哥州工厂,投资亿美元在以色列兴建的芯片厂,还计划在欧盟建厂。

越来越多的英特尔半导体技术专家现身说法,为自己的制造技术正名,强调“每家晶圆厂的制程数据有对外宣传的差异”。

当然,根据虎嗅平台的观察和媒体反应,在国内大大小小的人工智能、物联网以及数据中心市场活动上,你能越来越多次看到英特尔出现的身影。

英特尔CEO帕特·基辛格

以重新夺回“制程节点”为目标的英特尔,今年3月发布的“IDM2.0战略”就以大手笔和”绝不放弃制造”的态度虽然引起产业重视,但因为表现不佳的财报状况持续受到争议;

而昨天,包括CEO基辛格在内的4位英特尔高级制造技术专家,再次通过大范围公开英特尔的制程技术和实现路径,向半导体产业投掷了一枚“新炸弹”:

英特尔的确在10nm和7nm有所延迟(如果感兴趣,可以看我的这篇文章《英特尔退位,台积电称王》),但在5nm节点上,英特尔自认为非但没有延迟,反而会完成超越。

为了应对台积电等对手的“制程虚假宣传”,以及纠正大家对制程的认知误区,英特尔直接舍弃了“10nm,7nm,5nm,3nm”这一本质上由摩尔定律决定的说法,而是直接采用%英特尔主观视角的新命名体系——Intl7,Intl4,Intl3,Intl20A,Intl18A。

这一次公开的Intl20A,本质对应的就是5nm制程。这是一个英特尔近2年来闭口不谈的制程节点,相关时间计划基本到7nm就戛然截止了。英特尔首次宣布将通过Intl20A,进入“埃米时代”。

Intl20A背后两大关键技术非常值得注意。其中,这个制程将会采用全新的晶体管结构Gat-All-Around,并非是为22nm以下制程产品化立下汗马功劳的FinFET结构。

换言之,这种应用了新材料的新结构芯片,将会对传统制程概念,产生重大改变。就如一位半导体技术专家告诉虎嗅:“这种新的材料结构,制程这些几纳米啥的就没那么大的关系了。”

英特尔新制程命名体系:快醒醒,客户们

关于制程的命名问题,被产业诟病已久。

譬如我们曾在《英特尔退位,台积电称王》这篇文章里提及,业内不少工程师认为,英特尔在对待“纳米”制程数字的态度更实在,甚至表示“英特尔的10nm芯片对标的其实是台积电的7nm,甚至比后者的7nm都好”。

这也是基辛格上任后,多次在公开场合呼吁大家正确理解“制程数字”:

“包括英特尔在内,使用着各不相同的制程节点命名和编号方案,这些方案既不指代任何具体的度量方法,也无法全面展现如何实现芯片能效和性能的最佳平衡。”

这就像是车展上那些号称自己芯片达到几百几千Tops的汽车,也像是加州每年发布的《自动驾驶接管报告》——没有统一测试条件和足够的企业诚信度,就绝对不配说出“谁比谁性能好”的结论。

所以,英特尔这次兴师动众地更换了命名体系,美名曰:“让客户对整个行业的制程节点演进有一个更准确认知,进而做出更明智的决策”,其实主要目的就是对付台积电和三星不那么太靠谱的5nm和3nm制程名字。

年下半年将推出的Intl7(是不是至少看起来像是7nm?),其实就是英特尔之前发布的10nmEnhancdSuprFin;

年上半年发布的Intl4(至少看起来像4nm?),其实就是英特尔之前PPT的7nm;

年下半年发布的Intl3,其实就是英特尔之前PPT上的7nm+;

年上半年发布的Intl20A(看起来像不像2nm?),其实就是英特尔标准下的5nm;

年上半年发布Intl18A,其实就是英特尔标准下的5nm+。

图片来自英特尔

实际上,随着晶体管结构的愈加复杂,早在21世纪初,产业内就开始对芯片的纳米制程命名有了“分化趋势”。

我们都清楚,微处理器是由以特定方式连接起来的数十亿晶体管组成。这些晶体管充当了“开关”的角色,负责处理电子数据的1和0。

基辛格解释,在晶体管顶部有一个区域叫“栅极”,它决定了晶体管是开启还是关闭。而“制程节点”指代的是晶体管所需的数千个制造步骤组成的复杂方案。

而所有最顶级半导体公司几乎都有同一个目标——让这些芯片变得更小、更快、更便宜、更高能效——最好的例子莫过于苹果的5nm制程芯片M1(有太多关于M1的测评可以去看,我也买了一台M1的MacbookAir,爱不释手)。

最初,制程工艺“节点”的名称与晶体管的栅极长度相对应,并以“微米”为度量单位。随着晶体管越变越小,栅极的长度越来越微缩,产业开始以纳米为度量单位。

而关于制程命名改变的关键节点出现在年。

“随着技术进步和应变硅(straindsilicon)等其他创新技术的出现,除了缩小晶体管,更快、更便宜和更高能效也变得同样重要。”基辛格认为,从这时开始,传统命名方法不再与实际的晶体管栅极长度相匹配。

换言之,晶体管尺寸在某种程度上不是唯一的决定因素,它们之间的“互连”等因素也不能忽略。

年,在英特尔推出FinFET晶体管结构技术后,行业进一步分化。这是一种构建晶体管的全新方式,具有独特的形状和结构。

这个结构就是将停滞不前的22nm继续往下缩进的关键技术。但要很显然,从22nm开始,不要说大众,就连产业内对制程数字的理解与它的实际“坐标”也开始逐渐脱离。

这也是英特尔如今建立新命名体系的根本缘由。

正如虎嗅之前在采访工程师时得到的答案:“英特尔在制造工艺标准制定上相对更激进,要求也更高。但的确制程延迟了1~2年,说落后并不意味着他们没有追赶的可能性。”

但英特尔这次大刀阔斧的制程更名,也许不是不相信自己,而是嗅到了市场和资本已经被“命名”困惑已久(譬如开头),甚至依此来做出商务判断的残酷现实。

不过我们想到了一个问题——即便推出了新命名产品,客户没有理由不问一句:“你这intl7到底几纳米?对标的是台积电的几纳米?”

说实话,我们更想知道英特尔在遇到这个问题时怎么回答。

誓死捍卫摩尔定律?

基辛格在这次可谓是极为详尽的“制程技术科普会”上,至少提了三次关于“摩尔定律不会消亡,英特尔会通过各种方法,如改材料、晶体管结构,以及封装等角度,继续来延续摩尔定律”的决心。

实话讲,除了这个意味深长的新命名体系,英特尔最有趣且最应该受到

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