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【英特尔精尖制造日】来一场芯片技术大阅兵

 群nobwtq0z6joi 2017-12-01

一直以来,英特尔都是全球半导体行业的领军者。然而近些年来,英特尔着力于在大数据、物联网、无人驾驶、5G、人工智能等领域的企业转型,并且不断地在推进这些全新应用领域的技术和产品的发布。相比以前,谈论芯片技术和制造声量少了,于是坊间开始对英特尔是否还处于行业领先地位产生怀疑,甚至有声音在质疑摩尔定律是否依然存在。



本周的“英特尔精尖制造日”活动,可以看作是英特尔在芯片技术领域的一次阅兵。还原了芯片制造业目前的真实现状,展示了并证明了英特尔芯片技术仍然处于行业领先地位,同时还介绍了未来的发展趋势和最新产品。受邀参加的都是拥有多年从业经验,对技术有深刻理解的合作伙伴、分析师、媒体人等持续关注英特尔公司、产品和技术的老铁们。



因为现场平均每分钟会出现2次超级专业的词汇,类似鳍式场效应晶体管、栅极间距、有功栅极上触点……之类,更多的是在谈技术、讲原理,缺少以往发布会上的那些产品、技术的直观体验,所以作为“我们就是喜欢英特尔的技术强大”的热心粉丝确实有一定的围观难度。于是,我们把本次活动的重点环节,以及英特尔的芯片技术到底有多强大,做了一下通俗化的翻译,让大家也能看懂英特尔的技术依然处于业界的领军水平。


首先,必须明确的一点是摩尔定律依然有效存在,在它的指导下,英特尔的芯片每一年都持续降低产品价格并提升性能。摩尔定律依然是英特尔核心的竞争优势,目前英特尔在芯片的制造工艺上保持着大约三年的领先性。



当然你可以用现在行业内出现的10nm的案例来反驳。不得不承认10nm制程很先进,但是这就说明英特尔的14nm技术落后了吗?其实在鳍片间距、栅极间距、最小金属间距、逻辑单元面积等几个主要参数中,英特尔的14nm制程工艺与友商目前的10nm相当。举个特别通俗易懂的例子,咱老说工欲善其事,必先利其器。芯片的制程也就是我们说的10nm、14nm,就是器。就像顶级大厨用一把尺寸不是那么合手的刀,依然可以做到和熟练小学徒一样的庖丁解牛、游刃有余的。


在芯片加工领域,英特尔拥有世界顶尖的工程师、光刻机、材料工程、构架设计等等一系列的尖端技术。即便用14nm的器,也是一样可以做出和其它品牌用10nm的器才能加工出来的作品精细度。



于是,我们可以得出一个结论,芯片牛不牛,只看制程是不够的,想要公正的评估应该用【逻辑晶体管】密度,它决定了芯片在同样面积上有多少个有效的计算单元,也决定了激活这个芯片需要的电压、电流的大小,从而直接影响到芯片的功耗大小。当然,作为普通消费者是没必要会算,只要认准这个标准即可。

 


英特尔在精尖制造日上正式提出了逻辑晶体管密度的计算公式,旨在纠正一些数字小把戏对于消费者产生的认知误区。



如果你认为英特尔没有制造10nm制程处理器的能力?那就尴尬了,在精尖制造日上首次亮相了10nm制程的Cannon Lake的晶圆,并且宣布将在今年年底正式投产Cannon Lake处理器。

 


英特尔10nm FinFET(鳍式场效应晶体管,可以理解为一种芯片内部结构,类似于盖房子中的混凝土、砖混、木质等不同结构。)拥有世界上最密集的晶体管和最小的栅极间距,实现了业内最高密度的晶体管集成。


到底有多厉害呢,我们来看一组具体数字:英特尔的10nm制程技术能够达到每平方毫米超过1亿枚晶体管的集成,而之前就号称使用10nm制程的产品为5160万及4800万。英特尔10nm预计将会领先整整一代,归功于我们采用了超微缩技术。超微缩是指英特尔在14nm和10nm制程节点上提升2.7被晶体管密度的技术。



我们不仅将应用10nm制程来制造世界上最先进的酷睿家族处理器,我们在为企业级领域准备的FPGA芯片也将正式跨入10nm时代。最新的FPGA产品研发代号公布为“Falcon Mesa”。还有针对全新物联网芯片的22FFL制造工艺,它是22nm FinFET Low Power的缩写, 可以实现超低功耗的芯片拥有2GHz的制品,并且漏电降低100以上,这是保证物联网能够实现的重要基础配备。

 

英特尔还将正式启动为ARM处理器代工的工作。有英特尔生产的ARM Cortex-A75内核采用标准设计流程,可实现超过3GHz的频率,再看看目前时间上最先进的手机处理器,同样也是10nm制程,大核频率为2.45GHz,高低立现。



是不是被震撼到了?不仅这样,其实英特尔的顶尖工程师团队已经在研究5nm、3nm的制程了。从10nm再往下走,我们不能像以往节点一样,通过简单地缩小栅极宽度来推进制程。势必霈要昂贵的全新晶体管架构、沟道材料和内部连接。很可能将从运行电压在0.75-0.8V的硅器件,转而使用运行电压为0.5V的锗器件,这就需要在材料的研发和生产工艺完善上面下功夫。甚至需要更高端、更昂贵光刻机。


不巧,这些英特尔都有准备——包括能够实现低漏电、更高净电流的纳米线晶体管技术;全新的III-V材料晶体管技术;3D堆叠技术;密集内存、密集互联技术;EUV(极紫外光刻Extreme Ultraviolet Lithography)图案成形技术,甚至我们还更超前一部开始研发神经元计算单元和自旋电子,用以储备计算技术更进一步的划时代发展。



目前是智能互联的时代,数据洪流汹涌而生,对计算力的需求前所未有。未来我们很快会迈人工智能时代,会面临对计算力更大的饥渴。始终保持领先制程工艺,并不断提供跃升计算力的英特尔依旧会勤勤恳恳、兢兢业业的突破技术壁垒和持续创新突破,成为整个科技产业进步的有力推动者。


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