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Intel工藝展望:2022年邁向4納米

發布時間:2009/8/25 9:38:38 訪問次數:641

intel日本分公司在筑波市舉行了一次技術會議,內容頗為豐富,涉及半導體技術現狀與未來、nehalem微架構、atm主動管理技術、anti-thefe防盜技術、my wifi無線技術等等。

  其中有關半導體制造工藝的展望引起了我們的特別關注。近十幾年來,intel以每兩年升級一次的速度從0.25微米(um)一路走到了45納米(nm),中間歷經了0.18微米、0.13微米、90納米、65nm等四個世代,并帶來了多種技術革新,比如晶圓尺寸從200毫米到300毫米、內部互聯材料從鋁到銅、通道從硅到應變硅、柵極電介質從二氧化硅到高k材料、柵極電極從多晶硅到金屬……

  等到2010年初,32納米就將成為現實(也就是westmere家族的clarkdale和arrandale雙核心處理器),再往后仍然是兩年一次升級,相繼經過22納米、16納米、11納米、8納米、6納米,直到13年后的2022年達到4納米。當然了,這一過程仍會涉及大量技術進步,而且更加復雜、先進,比如晶體管會從平面型轉向finfet三維型。

  很顯然,intel對延續摩爾定律充滿了信心,不過這更像是一種愿景,具體發展進程還要邊走邊看了,畢竟半導體行業面臨的挑戰會越來越大。

  intel也確實用很大篇幅談到了半導體行業形勢的嚴峻,特別是資本支出(capex)。之前我們也說過,年投資超過10億美元的半導體巨頭在2006-2007年有多達16家,2008年只剩下一半,今年則估計僅有intel、三星、臺積電這三家。

  另外在1997年,全球范圍內擁有自家晶圓廠的半導體企業有127家之多,2001年減少到101家,2006年就只有84家了,而無工廠模式的收入比例在2000年還只有10%(17億美元),2007年已經達到27%(460億美元),預計2012年會有25%(1100億美元)。

  技術方面的挑戰則有光刻技術與設備、材料與設計、芯片封裝尺寸、測試時間與成本等四個方面。具體來說,光刻設備未來會使用遠紫外線(euv)技術(預計22-16納米世代)、元素周期表內被使用的元素日漸增多、芯片封裝必須適應小到消費電子設備達到高性能計算系統、平均測試成本在45納米和32納米世代不降反升。

  盡管挑戰巨大,但作為業內最大的半導體帝國,intel的資本支出規模仍然是其它廠商難以相比的。2008年intel資產、工廠和設備投資52億美元,研發投資57億美元,預計2009年前者略降、后者保持平穩。

  為了研發32納米技術并興建工廠,intel計劃在最近幾年內投資高達70億美元。

  intel還加大了對亞洲地區的投資力度,位于我國大連的fab 68和越南的a9/t9都已經在建設之中,前者是intel在亞洲的第一座300毫米晶圓廠。

  有趣的是,intel還列舉了歷史上美國政府的一些大規模投資項目,比如1803年從法國手里購買路易斯安那州、1933年的羅斯福新政、1947年的馬歇爾計劃(援助歐洲復興)、1958年成立國家航空航天局(nasa)、1969年的阿波羅登月工廠、1986年的儲蓄信貸機構危機、2009年的金融危機。

  nehalem微架構技術就不多做介紹了,不過下邊這張圖特別值得一看,它展示了intel的模塊化設計概念:處理器分為核心和非核心兩大部分,內核數量、內存類型、內存通道數、qpi連接數、緩存容量、電源管理技術、集成圖形核心等等都可以靈活調整,以滿足服務器、桌面、移動等不同領域的不同需求。

  在vpro atm主動管理技術展示環節,我們看到了特別有趣的一幕:下方的thinkpad筆記本已經藍屏死機,但控制臺依然能從它上邊獲取信息,這得益于軟件無關、基于硬件的內建到硬盤上的局域網串聯(serial over lan)、集成開發環境重定向(ide redirection)等技術。

  my wifi技術是一套針對家庭和辦公應用的無線網絡解決方案,能讓筆記本變成無線熱點,從而淘汰無線路由器。現場演示了由iphone向電腦或打印機發送照片、控制小機器人等。

intel日本分公司在筑波市舉行了一次技術會議,內容頗為豐富,涉及半導體技術現狀與未來、nehalem微架構、atm主動管理技術、anti-thefe防盜技術、my wifi無線技術等等。

  其中有關半導體制造工藝的展望引起了我們的特別關注。近十幾年來,intel以每兩年升級一次的速度從0.25微米(um)一路走到了45納米(nm),中間歷經了0.18微米、0.13微米、90納米、65nm等四個世代,并帶來了多種技術革新,比如晶圓尺寸從200毫米到300毫米、內部互聯材料從鋁到銅、通道從硅到應變硅、柵極電介質從二氧化硅到高k材料、柵極電極從多晶硅到金屬……

  等到2010年初,32納米就將成為現實(也就是westmere家族的clarkdale和arrandale雙核心處理器),再往后仍然是兩年一次升級,相繼經過22納米、16納米、11納米、8納米、6納米,直到13年后的2022年達到4納米。當然了,這一過程仍會涉及大量技術進步,而且更加復雜、先進,比如晶體管會從平面型轉向finfet三維型。

  很顯然,intel對延續摩爾定律充滿了信心,不過這更像是一種愿景,具體發展進程還要邊走邊看了,畢竟半導體行業面臨的挑戰會越來越大。

  intel也確實用很大篇幅談到了半導體行業形勢的嚴峻,特別是資本支出(capex)。之前我們也說過,年投資超過10億美元的半導體巨頭在2006-2007年有多達16家,2008年只剩下一半,今年則估計僅有intel、三星、臺積電這三家。

  另外在1997年,全球范圍內擁有自家晶圓廠的半導體企業有127家之多,2001年減少到101家,2006年就只有84家了,而無工廠模式的收入比例在2000年還只有10%(17億美元),2007年已經達到27%(460億美元),預計2012年會有25%(1100億美元)。

  技術方面的挑戰則有光刻技術與設備、材料與設計、芯片封裝尺寸、測試時間與成本等四個方面。具體來說,光刻設備未來會使用遠紫外線(euv)技術(預計22-16納米世代)、元素周期表內被使用的元素日漸增多、芯片封裝必須適應小到消費電子設備達到高性能計算系統、平均測試成本在45納米和32納米世代不降反升。

  盡管挑戰巨大,但作為業內最大的半導體帝國,intel的資本支出規模仍然是其它廠商難以相比的。2008年intel資產、工廠和設備投資52億美元,研發投資57億美元,預計2009年前者略降、后者保持平穩。

  為了研發32納米技術并興建工廠,intel計劃在最近幾年內投資高達70億美元。

  intel還加大了對亞洲地區的投資力度,位于我國大連的fab 68和越南的a9/t9都已經在建設之中,前者是intel在亞洲的第一座300毫米晶圓廠。

  有趣的是,intel還列舉了歷史上美國政府的一些大規模投資項目,比如1803年從法國手里購買路易斯安那州、1933年的羅斯福新政、1947年的馬歇爾計劃(援助歐洲復興)、1958年成立國家航空航天局(nasa)、1969年的阿波羅登月工廠、1986年的儲蓄信貸機構危機、2009年的金融危機。

  nehalem微架構技術就不多做介紹了,不過下邊這張圖特別值得一看,它展示了intel的模塊化設計概念:處理器分為核心和非核心兩大部分,內核數量、內存類型、內存通道數、qpi連接數、緩存容量、電源管理技術、集成圖形核心等等都可以靈活調整,以滿足服務器、桌面、移動等不同領域的不同需求。

  在vpro atm主動管理技術展示環節,我們看到了特別有趣的一幕:下方的thinkpad筆記本已經藍屏死機,但控制臺依然能從它上邊獲取信息,這得益于軟件無關、基于硬件的內建到硬盤上的局域網串聯(serial over lan)、集成開發環境重定向(ide redirection)等技術。

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