英特尔投下埃米炸弹：台积电的夸大宣传该到头了

2021-07-28 23:32:14　来源: 虎嗅APP
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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100%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2020年Q1到2021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。
2021年5月，权威市场调研机构IC Insights发布的《2021年Q1全球Top15半导体公司业绩与排名》指出，英格尔虽然位列第一，但却是所有厂商中唯一一家营收下滑的企业。
图片来自IC Insights
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，2021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(Pat Gelsinger)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“IDM 2.0”战略，宣布重返晶圆代工市场，
同时宣布投资200亿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100亿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100%英特尔主观视角的新命名体系——Intel7，Intel4，Intel3，Intel20A，Intel18A。
这一次公开的Intel20A，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Intel20A，进入“埃米时代”。
Intel20A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Gate-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。
2021年下半年将推出的Intel 7 （是不是至少看起来像是7nm？），其实就是英特尔之前发布的10nm Enhanced SuperFin；
2023年上半年发布的Intel 4（至少看起来像4nm？），其实就是英特尔之前PPT的7nm；
2023年下半年发布的Intel3，其实就是英特尔之前PPT上的7nm+；
2024年上半年发布的Intel20A（看起来像不像2nm？），其实就是英特尔标准下的5nm；
2025年上半年发布Intel18A，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Macbook Air，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1997年。
“随着技术进步和应变硅（strained silicon）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。
2011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intel7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关注的产品，毫无疑问是Intel3之后的Intel20A。
（当然，Intel4将作为第一批应用阿斯麦高数值孔径（High-NA）极紫外辐射光刻技术(EUV)的处理器也倍受瞩目，但象征意义不如Intel20A。）
Intel 20A（5nm）之所以被英特尔称为历史上制程技术发展的下一个分水岭，是因为它是第一块应用英特尔两大“开创性技术”的芯片：
替代FinFET的全新晶体管架构 Gate-All-Around（英特尔把它命名为RibbonFET）
能够解决“互联瓶颈”的电能传输系统PowerVia。
FinFET技术的重要性已经无须赘述。

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