英特爾公布全新節點命名方式，加速部署全新製程與先進封裝

英特爾公布全新節點命名方式，加速部署全新製程與先進封裝
作者
Atkinson |
發布日期
2021 年 07 月 27 日 11:10 |
分類
IC 設計
, 封裝測試
, 晶圓
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處理器大廠英特爾（intel）27 日正式首次詳盡揭露製程與封裝技術最新藍圖，並宣布一系列半導體製程節點命名方式，為 2025 年之後產品注入動力。除首次發表全新電晶體架構 RibbonFET 外，尚有稱為 PowerVia 的業界首款背部供電方案。英特爾強調迅速轉往下一世代 EUV 工具的計畫，稱為高數值孔徑（High NA）EUV。英特爾有望獲得業界首款 High NA EUV 量產工具。
英特爾表示，產業早已意識到，目前以奈米為基礎的製程節點命名方式，並不符合自 1997 年起採用閘極長度為準的傳統。英特爾最新公布製程節點全新命名結構，創造清晰且一致性架構，給予客戶更精確的製程節點認知。新命名將 10 奈米 SuperFin 加強版正名為 7 奈米，7 奈米正名為 4 奈米。還首次宣布 3 奈米要在 2023 下半年投片量產，也公布 2 奈米／20A Angstrom 埃米製程將在 2024 年量產，為高通產品代工。
英特爾指出將自 4 奈米製程全面使用極紫外光（EUV）微影技術，並自 2022 下半年準備量產，2023 年出貨。隨著英特爾成立 Intel Foundry Services，重要性更勝以往。執行長 Pat Gelsinger 表示，各種創新不僅開展英特爾產品路線規劃，也對晶圓代工客戶相當重要。
英特爾技術專家以新節點命名方式，詳述未來製程與效能藍圖，以及各節點的創新技術：
Intel 7：植基於 FinFET（鰭式場效電晶體）最佳化，相較 Intel 10 奈米 SuperFin 每瓦效能可提升大約 10%~15%。Intel 7 將用在 2021 年 Alder Lake 用戶端產品，以及 2022 年第一季量產 Sapphire Rapids 資料中心產品。
Intel 4：全面使用極紫外光（EUV）微影技術，透過超短波長光，印製極小形狀。伴隨每瓦效能提升約 20%，以及面積改進，Intel 4 將於 2022 下半年準備量產，2023 年開始出貨，客戶端 Meteor Lake 和資料中心 Granite Rapids 將率先採用。
Intel 3：汲取 FinFET 最佳化優勢與提升 EUV 使用比例，以及更多面積改進，Intel 3 相較 Intel 4 約提供 18% 每瓦效能成長幅度。Intel 3 將於 2023 下半年開始生產。
Intel 20A：以 RibbonFET 和 PowerVia 突破性技術開創埃米（angstrom）時代。RibbonFET 為英特爾環繞式閘極（Gate All Around）電晶體成果，亦是 2011 年推出 FinFET 後，首次全新電晶體架構。此技術於較小面積堆疊多鰭片，相同驅動電流提供更快電晶體開關速度。PowerVia 為英特爾獨特、業界首次實作的背部供電，藉由移除晶圓正面供電迴路，以達最佳化訊號傳遞工作。Intel 20A 預計將於 2024 年逐步量產。英特爾也很高興公布高通（Qualcomm）將採用 Intel 20A 製程。
2025 與未來：Intel 20A 之後，改良自 RibbonFET 的 Intel 18A 進入開發階段，預計 2025 年初問世，將為電晶體帶來另一次重大性能提升。英特爾正在定義、建立與佈署下一代 EUV 工具，稱為高數值孔徑 EUV，並有望獲得業界首套量產工具。英特爾正與 ASML 緊密合作，確保這項業界突破技術成功超越當代 EUV。
英特爾強調，擁有基礎製程創新的悠久歷史，推動產業前進並破除限制。90 奈米領銜轉換至應變矽，45 奈米採用高介電常數金屬閘極，22 奈米導入鰭式場效電晶體，Intel 20A 將是另一個製程技術分水嶺，提供 2 個突破性創新：RibbonFET 和 PowerVia。
英特爾也說明新 IDM 2.0 策略，表示對實現摩爾定律優勢而言，先進封裝技術越來越重要。英特爾宣布 AWS 將是第一個採用 IFS 封裝解決方案的客戶，並同步提供下列先進封裝藍圖遠見。先進封裝布局詳細內容如下：
EMIB：2017 年產品出貨開始，以首款 2.5D 嵌入式橋接解決方案持續引領產業。Sapphire Rapids 將會是首款量產出貨，具 EMIB (embedded multi-die interconnect bridge) 的 Intel Xeon 資料中心產品。也是業界首款具備 4 個方塊晶片的裝置，提供等於單一晶片設計的效能。Sapphire Rapids 之後，下一代 EMIB 將從 55 微米凸點間距降至 45 微米。
Foveros：汲取晶圓級封裝能力優勢，提供首款 3D 堆疊解決方案。Meteor Lake 將是 Foveros 客戶端產品實作的第二世代，具 36 微米凸點間距，晶片塊橫跨多種製程節點，熱設計功耗 5~125 瓦。
Foveros Omni：採用晶片與晶片連結與模組化設計，提供不受限的靈活高效能 3D 堆疊技術。Foveros Omni 允許混合多個頂層晶片塊與多個基底晶片塊，以及橫跨多種晶圓廠節點的分拆晶片（die disaggregation）設計，預計 2023 年量產。

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