本文摘要:英特尔现任执行副总裁兼生产、运营和销售部门总裁史黛西史密斯强调了摩尔定律的重要性。因此,为了提高晶体管密度,英特尔在推进工艺技术的同时,在14nm工艺中使用了FinFET和HyperSacling,其中超微技术需要将14nm和10nm处的芯片面积增加05倍以上。

晶体管

摩尔定律是否过热?这是近几年反复提到的问题。自1965年明确提出以来,摩尔定律仍在朝着大大加强半导体制造工艺的方向前进。

但在10 nm时代,业内很多声音指出,摩尔定律已经逼近了适当的物理无穷大,将失去有效性。但在9月19日举行的“英特尔精密生产日”上,半导体行业的领军人物对上述问题想出了自己的答案。英特尔:摩尔定律将会过时。

英特尔现任执行副总裁兼生产、运营和销售部门总裁史黛西史密斯强调了摩尔定律的重要性。他回应说,根据摩尔自己的仔细观察,芯片上的晶体管数量每24个月就会翻一番;也就是说,在半导体行业,产品的性能每两年翻一倍,每个晶体管的成本也随着价值的增加而增加。但英特尔指出,摩尔定律只体现了这样一个经济原理:通过以特定的步伐推动半导体产能转型,我们可以降低任何依赖计算的商业模式的成本。

史密斯回应说,目前行业往往依赖于工艺节点数为16 nm、14 nm、10 nm等半导体行业的工艺发展。这些数字已经有了很多次实际的物理意义,但现在不是这样了。

本质上,史密斯得到了另一个依赖于性能的指标:晶体管密度。因此,为了提高晶体管密度,英特尔在推进工艺技术的同时,在14 nm工艺中使用了FinFET和Hyper Sacling,其中超微技术需要将14 nm和10 nm处的芯片面积增加0.5倍以上。

史密斯还傲慢地回应了市场上的竞争对手通过使用14纳米和10纳米等工艺节点号来突出自己优势的现象。他回应说,虽然数字颠倒了,但竞争对手产品的晶体管密度在FinFET技术中并没有增加;本质上,三星和TSMC的10纳米工艺技术的晶体管密度只相当于英特尔的14纳米工艺,前者比英特尔晚发布三年。除了14纳米工艺,英特尔的10纳米技术也将量产,并且还配备了超微型技术。史密斯还回应说,本质上英特尔普遍拒绝期待三代工艺,已经在探索7 nm和5 nm工艺。

史密斯最后强调,摩尔定律在任何可预见的未来都会终结。这种10纳米的晶圆在全球亮相,并将在这个“英特尔精密生产日”大规模生产。英特尔在世界上首次展示了10纳米的坎农湖晶片。

英特尔高级院士、技术与生产事业部工艺架构与建设总监马克波尔上台对摩尔定律和10 nm晶圆做了补充说明。玻尔首先明确提出了一个更具解析性的计算晶体管密度的公式:这个公式使用了两个逻辑概念,一个是NAND单元,另一个是扫描触发器逻辑单元。将NAND2晶体管的数量除以NAND2单元的面积,即NAND密度;将扫描触发器的晶体管数除以扫描触发器的面积,得出其密度的结论;前者除以因子0.6,后者除以因子0.4。

倍增后,每平方毫米的晶体管数就是晶体管密度。玻尔回应说,如果用这种方法计算,10 nm处的晶体管密度增加非常明显,是国内14 nm技术的2.7倍,是业内其他“10 nm”工艺的2倍左右。而这种进步归功于英特尔的超微型技术。本质上,英特尔10纳米工艺的较大栅极间距从70纳米增加到54纳米,较大金属间距从52纳米增加到36纳米。

随着尺寸的增加,逻辑晶体管的密度可以超过每平方毫米10080万个晶体管。与之前的14纳米工艺相比,英特尔10纳米工艺的性能提高了约25%,功耗降低了45%。增强型10纳米工艺可进一步提高15%的性能或降低30%的功耗。

玻尔还回应说,摩尔定律的目标是获得晶体管的密度,通过每一代的代际改进来降低成本,从而降低每个晶体管的平均成本。英特尔10 nm芯片技术的频繁出现,恰恰说明摩尔定律没有过时,还在向前发展。

纳米

然而,英特尔也有代工业务。除了探索尖端芯片技术,英特尔几年前才出售自己的代工业务,已经进入中国市场;在这个“英特尔精密生产日”,负责管理代工业务的英特尔技术与生产部副总裁赞鲍尔也对代工业务做了说明。鲍尔回应说,英特尔代工厂的优势在于技术。

这首先响应了FinFET技术,英特尔已经用这种技术生产了700万片晶圆;其次,采用22nm、14nm、10nm、22FFL工艺技术。其中,Ball重点介绍了英特尔的22FFL (22 nm FinFET低功耗)技术。

据了解,22FFL是一款用于移动应用的超低功耗FinFET技术,于2017年3月在美国“英特尔精密生产日”首次发布。其技术基础是英特尔的22nm/14nm生产经验。与之前的22GP(标准化)相比,22FFL技术的漏电流最多可以提高100倍,可以获得主流技术中漏电流更低的晶体管。

它还可以超过英特尔14纳米晶体管的相同驱动电流,并比业界的28纳米/22纳米平面技术具有更高的面积缩减率。22FFL的另一个技术特点是集成度高。它包括一个原始的射频(RF)套件。

随着单个图案形成和修改的设计规则的广泛使用,22FFL已经成为一个价格合理的设计平台,可以更容易地用于各种产品,与行业的28纳米平面工艺相比,在成本上极具竞争力。相对而言,22FFL的新技术仅限于低功耗的物联网和移动产品,结合了性能、功耗、密度和更容易的设计特性。英特尔副总裁史黛西史密斯(Stacy Smith)也对22FFL做出了回应:我们指出这是业内最简单的FinFET工艺,服务于大众FinFET。基于上述技术优势,英特尔的代工业务主要分为两个市场:一是网络基础设施,如网络处理器和FPGA另一类是移动和联网设备,尤其是入门级智能手机处理器和物联网设备。

作为代工业务的案例,英特尔与ARM合作,将ARM Cortex A75纳入英特尔标准的代工流程。整个过程中,IP由ARM收购,14周内完成第一次流媒体。

此工艺采用英特尔的10 nm代工厂技术,检测频率可低至3.3 GHz;从显示的数据来看,它变得非常稳定。现场,英特尔还与ARM合作,展出了全球首款采用英特尔10 nm工艺的ARM Cortex-A75 CPU核心测试芯片。老虎不说,你以为我是病猫。

以前英特尔给人的印象是以技术为主,非常高调;然而,这一次英特尔专门设立了一个所谓的“尖端生产日”来宣传其新技术,并与三星和TSMC等竞争对手展开了对抗。对此,英特尔中国总裁杨旭表示:“老虎不说,你就当我是病猫。

”。但本质上,这次“精建制作日”的宣传重点只是英特尔的代工业务,尤其是针对中国市场。但是,(微信官方账号:)指出,英特尔之所以如此高调,其实是看到了中国半导体行业的蓬勃发展。由于全球半导体消费的58.5%再次发生在中国,英特尔自然公司也希望分享代工业务。

但是,从眼光来看,代工业务只是英特尔整体业务的一小部分。至于“摩尔定律是否过热”这个问题?英特尔很少采取高调的态度去纠正,并试图通过10 nm工艺技术等前沿技术来说明其长期有效性。显然,至少目前说“摩尔定律过时”还为时过早,我们也期待半导体行业在各种前沿新技术推进后继续前进。

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