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    英特尔14/10nm工艺花式吊打三星、TSMC,还要跟GF抢市场

    类别:社会新闻发布人:联迪发布时间:2017-03-31

    三星、TSMC在14/16nm、10nm节点追赶上了Intel,在10nm、7nm节点甚至还会反超老大哥,这让保持多年技术领先的Intel有些不爽,因为TSMC、三星在半导体工艺命名上玩了一点小花招,昨天Intel院士借着给半导体工艺划分正名的机会委婉地对友商提出批评。不过在这个问题上,这几家公司打口水仗是没意义的,Intel还要拿出更多证据让大家看到他们在半导体工艺上继续保持领先,现在Intel公司就正式公布了一些工艺详情,被人吐槽的14nm工艺其实一直在不断改进,其中14nm++改进版工艺性能要比初代10nm工艺要好,此外Intel还推出了22nm LP FinFET低功耗工艺跟FD-SOI工艺竞争。

    14nm战四代?看Intel花式吊打TSMC、三星

    Intel是在14nm节点失去领先地位的,三星、TSMC各自推出了14nm FinFET、16nm FinFET工艺,很快他们就会推进下一代工艺,但Intel的14nm工艺却不会这么急退出市场,目前已经衍生过了Broadwell、Skylake、Kaby Lake三代处理器了,今年下半年还有8代Core处理器,算起来这是要战四代处理器了,可能在2018年都不会被10nm取代,因为Intel的14nm有点厉害,在官方PPT中简直花式吊打友商的14nm、16nm工艺。

    我们知道Intel是做高性能处理器的,他们每一代工艺升级都很重要,14nm FinFET是他们第二代FinFET高性能工艺,而TSMC、三星在16、14nm节点才开始应用FinFET工艺,而且他们所谓的14/16nm制程很大程度上都是继承自低功耗20nm节点,跟Intel升级14nm节点不可同日而语,Intel表示其14nm工艺密度是其他厂商20/16/14nm工艺的1.3倍之多。

    ▲Intel宣称其14nm工艺密度比友商工艺高20%

    ▲不服气?那Intel上数据了

    其他厂商不服气就拉出来比一比,Intel对比了未列出名字的TSMC 20nm、16nm及三星14nm工艺具体参数,包括我们之前强调过的栅极距(gate pitch)、鳍片间距(fin pitch)、金属栅距(metal pitch)及逻辑芯片高度,反正各方面指标都是大幅领先友商三种工艺。

    Intel昨天提出的衡量半导体工艺真正需要的是晶体管密度,那么在这一点上Intel 14nm工艺达到了37.5MTr/mm2(每平方毫米百万晶体管),20、16及14nm工艺分别是28、29、30.5MTr/mm2(单看晶体管密度的话,TSMC和三星的FinFET工艺跟前代20nm工艺确实没多大提升),Intel确实是其他工艺的1.3倍左右。

    后面的内容中,Intel继续活力十足,嘲讽全开,把友商的10nm都给比下去了。

    ▲Intel的14nm工艺晶体管密度相当于友商的10nm,但量产时间领先3年

    虽然Intel的14nm工艺问世已经两年多了,全程支持要支撑3年,2018年恐怕都不会落伍,处理器至少要有4代产品。虽然这也被玩家们调侃为挤牙膏,不过公平地说,Intel的14nm工艺也不是一成不变的,这几年一直在改进,Broadwell是第一代,Skylake是14nm+改进工艺,今年的Kbay Lake上使用的是第三种改进版14nm++工艺。

    ▲14nm工艺一直在改进,在不提升功耗的情况不断提升性能

    Intel技术人员在演讲中提到他们的14nm++工艺性能其实比第一代10nm工艺还要高,这大概也能解释为什么10nm工艺起先只会用于移动版处理器,2018年的高性能处理器还会使用14nm工艺。不过也别着急,10nm工艺虽然不是高性能方向的,但晶体管密度、功耗等指标上依然比14nm工艺更好,而且也会继续改良中,后面我们再说。

    ▲14nm++工艺比初代14nm工艺性能提升26%,或者功耗降低52%

    ▲14nm工艺的核心面积也在不断缩小

    10nm工艺:Intel家晶体管密度是友商的2倍

    尽管14nm工艺在高性能处理器上还会继续存在,但Intel也不会放慢10nm工艺脚步,毕竟这是大势所趋,迟早还是会取代14nm工艺的。这次的技术大会上,Intel就公布了相当多的10nm工艺细节,包括栅极距、鳍片间距等指标。

    ▲10nm工艺晶体管会继续缩小

    前面也说了10nm工艺的优势是晶体管更小,密度更高,Intel官方给出的数据是晶体管密度提升2.7倍。

    ▲10nm晶体管密度可达100MTr/mm2,14nm节点是37.5MTr/mm2

    ▲10nm工艺使用的是第三代FinFET工艺,22nm、14nm分别是第一代、第二代

    ▲栅极距缩小趋势

    Intel公布了10nm工艺的栅极距指标——54nm,对比前面提过的Intel 14nm、TSMC 20nm、16nm及三星14nm的栅极距70、90、90、78nm来说小了很多,Intel宣称这是业界最紧凑的栅极距。

    金属间距是36nm,也是业界水平最低的

    ▲晶体管密度达到了友商的2倍

    ▲10nm工艺的核心面积也会继续缩小

    ▲跟14nm节点一样,Intel的10nm节点也会继续优化改良,后续还会推出10nm+、10nm++工艺,性能还会继续提升,功耗进一步降低。

    ▲具体来说,10nm++工艺的性能比10nm提升15%,功耗将降至0.7倍,每瓦性能比进一步提升。

    22FFL工艺:对战FD-SOI的低功耗工艺

    除了14nm及10nm工艺之外,Intel这次还宣布了一种新的制造工艺——22nm FinFET Low Power工艺,简称22FFL工艺,看名字就知道是针对低功耗产品开发的,是在22nm FinFET基础上优化改进而来的,其主要目标是跟GF公司的22nm FD-SOI工艺竞争物联网等低功耗芯片的。

    ▲22FFL工艺与22nm、14nm工艺的对比

    ▲22FFL工艺具备FinFET工艺的高性能和低漏电流优势

    ▲22FFL可提供与14nm++工艺相似的高性能晶体管

    ▲22FFL拥有业界最低的漏电流

    ▲在高性能的同时也可以同时具备低漏电流两种优点

    ▲22FFL工艺的生态合作伙伴

    Intel的22FFL工艺显然不是给自己家X86处理器准备的,主要是代工用的,竞争目标就是GF公司推出的22nm FD-SOI工艺,同样是针对低功耗的IoT物联网等市场,后者可实在低至0.4V的运行电压,非常节能,不过现在Intel要来抢食市场了。

    
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