IEDM 2022 慶祝晶體管誕生 75 周年頒獎(jiǎng)典禮結(jié)束后，英特爾執(zhí)行副總裁兼技術(shù)開(kāi)發(fā)總經(jīng)理 Ann Kelleher 發(fā)表了主題演講，標(biāo)題是 慶祝晶體管問(wèn)世 75 周年！展望下一代創(chuàng)新機(jī)會(huì)。

我認(rèn)為 Ann 的工作是整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)中最具挑戰(zhàn)性的工作之一，她在演講快結(jié)束時(shí)展示的一張幻燈片說(shuō)明了這一點(diǎn)：

您可能知道英特爾遲遲未推出它過(guò)去稱為 10nm 而現(xiàn)在稱為 Intel 7 的產(chǎn)品。它現(xiàn)在處于大批量制造 (HVM) 階段，并且正在推出 Alder Lake、Raptor Lake 和 Sapphire Rapids。

下一代工藝是Intel 4，以前叫7nm。它是“制造就緒”。我不太確定這到底是什么意思。它要么正在使用，要么將用于制造流星湖。正如我在帖子HOT CHIPS Day 2: AI...and More Hot Chiplets中所寫(xiě)，Meteor Lake 是一個(gè) 3D 異構(gòu)集成設(shè)計(jì)：

它有一個(gè) CPU 塊、一個(gè) GPU 塊、一個(gè) SoC 塊、一個(gè) I/O 擴(kuò)展器塊，以及在它們下面的一個(gè)基礎(chǔ)塊。Meteor Lake 已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室啟動(dòng)。

我認(rèn)為只有 CPU 和 GPU 塊是在 Intel 4 中構(gòu)建的。

Intel 3應(yīng)該會(huì)在明年下半年準(zhǔn)備就緒。

下一個(gè)工藝是Intel 20A（A代表Ångström），計(jì)劃2024年上半年（用于Arrow Lake）。這是帶狀 FET（環(huán)柵）工藝。

那么 Intel 18A 意味著在 2024 年下半年準(zhǔn)備就緒（可能是 Lunar Lake 的進(jìn)程）。這一過(guò)程將提供給代工廠客戶。如果屆時(shí) ASML 可以使它工作，該節(jié)點(diǎn)計(jì)劃成為第一個(gè)使用 High-NA EUV 的節(jié)點(diǎn)（請(qǐng)參閱我的帖子什么是高 NA EUV？）。

這是三到四年內(nèi)的五代過(guò)程（取決于你從哪里開(kāi)始計(jì)算）。我不認(rèn)為任何公司曾經(jīng)試圖做如此雄心勃勃的事情。當(dāng)然，未來(lái)幾年將證明英特爾能否成功做到這一點(diǎn)并“超越”競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。其中一些可能只是命名。Intel 18A 可能是 Intel 20A 的光學(xué)縮小版，而不是真正的工藝節(jié)點(diǎn)。

安的主題演講

關(guān)鍵信息安以她的關(guān)鍵信息開(kāi)場(chǎng)：

  • 摩爾定律關(guān)乎創(chuàng)新，對(duì)于滿足計(jì)算需求至關(guān)重要。好吧，這有點(diǎn)像“母性與蘋(píng)果派”。
  • 基于系統(tǒng)的技術(shù)協(xié)同優(yōu)化 (STCO) 是創(chuàng)新的下一個(gè)重大發(fā)展。這是作為全新的東西呈現(xiàn)的，但事實(shí)證明我第一次提到 STCO 是在 2018 年 6 月，在我的 Imec路線圖中。
  • 挑戰(zhàn)和機(jī)遇很多，需要在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中不斷創(chuàng)新。這就是她在演講中花費(fèi)大量時(shí)間的內(nèi)容。

未來(lái)是stco

正如我上面所說(shuō)，她的一個(gè)頂級(jí)觀點(diǎn)是未來(lái)屬于STCO。除其他外，這意味著使用小芯片（英特爾通常稱之為“tiles”）和使用設(shè)計(jì)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程接口（如背面配電或通過(guò)支柱）來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。當(dāng)然，整個(gè)系統(tǒng)的集成、封裝的設(shè)計(jì)、制造都是有流程的。英特爾有兩種 3D 封裝技術(shù)，稱為 Foveros 和 EMIB，它們有不同的風(fēng)格。Foveros Direct 是一種直接的銅對(duì)銅組裝方法。

stco水平

系統(tǒng)的 STCO 從應(yīng)用程序和工作負(fù)載以及軟件負(fù)載開(kāi)始。這在高層次上推動(dòng)了系統(tǒng)架構(gòu)，基本上是如何將設(shè)計(jì)劃分為小芯片。在小芯片中，有基礎(chǔ) IP（標(biāo)準(zhǔn)單元、內(nèi)存），還有核心和加速器 IP（對(duì)于代工，英特爾支持 x86、Arm 和 RISC-V）。底部是 Ann 的領(lǐng)域：晶體管和互連，以及用于制造它們的半導(dǎo)體工藝。

Ann 演講的中間部分是深入各個(gè)領(lǐng)域，并尋找未來(lái)的機(jī)會(huì)。一篇博客文章要涵蓋的內(nèi)容太多了，所以我只列出主題領(lǐng)域：

  • 人們
  • 晶體管
  • 互連
  • 材料
  • 可靠性
  • 記憶
  • 圖案化
  • 軟件
  • 分解
  • 制造業(yè)
  • 高級(jí)封裝

在介紹了流程路線圖的狀態(tài)（我用它來(lái)打開(kāi)這篇文章）之后，Ann 總結(jié)了英特爾正在研究的研究領(lǐng)域：

  • 基于小芯片設(shè)計(jì)的密度和布局靈活性額外提高 10 倍。
  • 允許繼續(xù)縮放的超薄材料（一旦 RibbonFET (GAA) 耗盡，就使用 2D 材料制作晶體管）。
  • 能源效率（硅基 GaN）和存儲(chǔ)器（FeRAM 磁電設(shè)備）的新可能性。

摩爾定律到一萬(wàn)億個(gè)晶體管

她的最后一張幻燈片是英特爾如何將自己視為“摩爾定律的管家”。當(dāng)然，戈登摩爾是英特爾的創(chuàng)始人之一，也是 1979 年至 1987 年的首席執(zhí)行官。英特爾的目標(biāo)是到 2030 年實(shí)現(xiàn) 1 萬(wàn)億個(gè)晶體管設(shè)計(jì)。