Intel 4 является главным шагом на пути Intel к доминированию полупроводников

В ISC 22 на прошлой неделе Intel поделилась новыми подробностями о своем следующем крупном узле, получившем название Intel 4. Прежде чем Intel преодолела свою методологию именования процесса, мы бы назвали это 7 нм. Intel 4 станет важным шагом вперед для компании и, похоже, будет адаптироваться к самым сильным высокопроизводительным продуктам Intel. Это должно быть. Intel 4 является важным шагом для компании, поскольку она стремится вернуть себе производственный трон.

Переходя через 10 нм

Это не преувеличение, чтобы сказать, что пропускания 10 -нм производства Intel оказала огромное влияние как на компанию, так и на общее состояние конкуренции на рынке X86. Intel принесла 22 -нм и Finfets на рынок впереди всех своих конкурентов, но затем пришлось отложить свой 14 -нм узел, чтобы решить определенные проблемы. С 10 нм компания пообещала триумфальное возвращение к форме. Даже после того, как он достигнет задержек, с последующей перспективными агрессивными сокращениями размера функций и общими улучшениями, которые будут держать Intel в руководящей должности в мобильном 10 Нм, одновременно устанавливая компанию для долгосрочных рабочих столов и успешности сервера после того, как третий поколение ». 10 нм ++ »был готов. 14 нм будет улучшено в течение нескольких поколений, чтобы покрыть разрыв.

Таким образом, дела не проявлялись, и 10 нм Intel оставался в сложности в течение нескольких лет. Его первые части, основанные на микроархитектуре озера Кэннон, поставляются только в двухъядерной конфигурации с низкими часами и без функционального графического процессора. Потребовались годы Intel, чтобы починить 10 нм и несколько последовательных поколений мобильного продукта (Ice Lake, Tiger Lake). Intel, наконец, перенесла свои чипсы настольных компьютеров в Intel 7 (он же третий поколение 10 нм) с Олдер-Лейк в прошлом году, но компания отстает на несколько лет отстает от графика и открыто признала, что 10NM не соответствовала своим первоначальным ожиданиям.

Мы в основном здесь сегодня, чтобы поговорить о Intel 4, но дизайн этого узла предлагает несколько намеков на то, что вернулось на 10 нм. Когда его спросили об этом, Intel был Фрэнк, признавая, что он пытался сделать слишком много на 10 нм. В то время как компания не вдавалась в подробности, обсуждение Intel его узла процесса следующего поколения предлагает несколько новых намеков на то, что пошло не так.

Свяжитесь с активными воротами

Коаг означает «Контакт через активные ворота», но, учитывая проблемы, с которыми Intel столкнулась на 10 нм, он мог бы стоять для «Cobalt предлагает ужасные достижения» или, может быть, «кобальт: на самом деле мусор». Intel широко развернула кобальт на протяжении 10 нм, используя его для контактов, металлизации и VIA для M0 и M1. Когда он объявил 10 нм, Intel утверждал, что Cobalt снизит сопротивление контактной линии на 60 процентов по сравнению с вольфрамом. Устойчивость к повреждению электромиграции, как сообщалось, увеличивается на несколько порядков.

К сожалению, с кобальтом считается довольно сложно работать, и, полагают, проблемы с производством с материалом, по крайней мере, частично ответственны за задержки Intel в 10 Нм. Realworldtech имеет отличную рецензию Intel 4 для всех, кто хочет глубочайшего технического погружения, поэтому я позволю им объяснить это:

При меньших геометриях контактный уровень становится все более сложным из -за требований выравнивания, сопротивления и потенциальной емкости между контактом и воротами. Типичное контактное отверстие будет диаметром 20 нм или менее. Intel явно указала, что металл вернулся от кобальта обратно к чистому вольфрамоту и что для формирования контактов отдельно от слоев M0 используется один процесс дамаскена. Вполне вероятно, что контакты печатаются с использованием EUV [Extreme Ultraviolet]. Переключатель от кобальта обратно на вольфрамовый характер также подразумевает, что контакты используют другой поток процесса, который увеличивает объем вольфрама, который, вероятно, улучшает сопротивление контакта по сравнению с Intel 7 на основе кобальта.

Тот факт, что Intel имел большое значение по поводу перехода от медного на кобальт при переходе с 14 нм на 10 нм, только чтобы вернуться и вернуться к улучшенной меди с Intel 4 (оригинал 7 нм), указывает на проблемы с кобальтом на уровне производства. Кобальт обладает гораздо более высоким сопротивлением, чем медь, и это может частично объяснить низкочастотную Intel, первоначально предлагаемую с озером Кэннон и Ледяным озером. Компания была явно в состоянии улучшить проблему в более позднем оборудовании 10 нм / Intel 7, потому что озеро Тигр и Олдер озеро достигли более высоких часов, чем Ледяное озеро, но Intel по -прежнему не придерживается своего предыдущего подхода, поскольку она сокращает узел.

Что нового в Intel 4

Intel 4 - это полная сокращение узла по сравнению с Intel 7, примерно на 20 процентов повышения производительности в той же мощности, или 40 -процентное снижение мощности на одних и тех же часах. Это первая полная усадка узла, которую Intel объявила с тех пор, как она повторно заработала свои усилия, чтобы выступить в качестве клиентского литейного завода для других дизайнеров чипов, но компания не ожидает, что его новые клиенты будут развернуть Intel 4, хотя она подчеркнула, что смогут использовать его, если они хотят. Вместо этого Intel считает, что его будущие клиенты лидеров лидеров в основном будут нацелены на Intel 3, когда этот процесс будет доступен.

Одна из причин, по которой клиенты Intel Foundry могут предпочесть Intel 3 над Intel 4, заключается в том, что Intel 4 оптимизирован для высокопроизводительного кремния. Большинство клиентов TSMC не расставляют приоритеты в необработанной производительности, как это делают Intel, Nvidia, AMD, IBM и несколько других компаний. Многие конструкции чипов оптимизированы для очень высокой плотности транзистора и/или низкой мощности, а не высокой производительности.

Когда Foundry развертывает узел для широкого спектра клиентов, он создаст дизайнерские библиотеки как для высокопроизводительных, так и для продуктов высокой плотности. В этом случае Intel развернула высокоэффективные библиотеки, подходящие для создания процессоров на Intel 4, и планирует ввести библиотеки высокой плотности, подходящие для графических процессоров и других ASIC на Intel 3. Это означает, что Intel будет продолжать нажимать TSMC для его не-CPU и чипсета. Производство в обозримом будущем.

Intel введет EUV в производство с процессом Intel 4, прежде чем углублять технологию с Intel 3. Intel является последним из литейных заводов высшего уровня, который применил EUV в объеме производства, несмотря на то, что он является одной из первых фирм, которые призвали к его развитие 20 лет назад. EUV является заменой более старой литографии 193 нм «DUV» (Deep Ultraviolet) и используется для печати меньших функций и уменьшения количества шагов, необходимых в процессе производства чипов.

По словам Intel, количество масок, которые ей необходимы для использования на процессор, выросло на 30 процентов от Intel 7 до Intel 4 без EUV. Вместо этого количество масок, необходимые для Intel 4, упало на 20 процентов. Общие шаги процесса снизились на пять процентов. Как и TSMC, первоначальное принятие Intel EUV будет ограничено. По сообщениям, компания использует EUV для контактов, но только определенные металлические слои и VIAS. TSMC и Samsung используют EUV для контактов, VIAS и металлических слоев. Ожидается, что Intel будет расширять свое принятие EUV с Intel 3, поэтому этот разрыв со временем будет сужаться. RWT отмечает, что Intel по -прежнему использует SAQP (он же квад -паттерн) для определенных металлических слоев, что подразумевает, что более старые технологии все еще более экономичны или эффективны, чем EUV в определенных обстоятельствах.

Что все это значит для Intel?

Intel 4 явно разработан для высокопроизводительных микропроцессоров. Когда Пэт Гелснджер вернулся в Intel, он пообещал, что компания переориентирует высокоэффективные микропроцессоры и на переосмысление рыночного лидерства. Intel 4 предназначена для достижения этой цели и будет питать предстоящие плитки процессора, такие как Meteor Lake.

Представляем EUV - большой шаг для каждого производителя. Intel решит более осторожно двигаться с технологией. В этом это повторяет что -то большее похожее на путь TSMC к EUV, чем Samsung. TSMC ввел EUV в ограниченную мощность в 7 нм, а затем улучшил свое 5 -нм использование. Samsung, напротив, пошел на EUV с 7-нм вперед. Samsung, однако, уже много лет борется с проблемами урожая. По сообщениям, выходы на 3-е место в GAA (ворота-всеобъемлю) были в 10-20-процентном диапазоне в начале этого года, в то время как его 4-нм процесс получает только 35 процентов. Доходность на ранних узлах всегда плохая, но эти цифры затянут усилия Samsung по привлечению клиентов за его передовое производство.

Обращаясь к Intel 4 как основанную Intel 3, Intel разбивает свой переход EUV на два узла и упрощает свою собственную кривую обучения. EUV и Intel 4 будут растут в Fab Intel Hillsboro Fab, прежде чем их дублируются в Leixlip. Распространение производства во втором FAB представляет свои собственные проблемы-именно поэтому Intel использует свою формулу «копии точно» для Fab Design-но Intel будет своим клиентом для этих частей во время первоначального наращивания. Должно быть легче перемещаться от Intel 4 к Intel 3, чем прыгать прямо от Intel 7 (не EUV) к Intel 3 (EUV) без шага в середине.

Я много говорю о том, как производство литейных заводов является длинной игрой, а Saga Intel 10 нм и потенциальное восстановление шоу, которое хорошо. Когда Intel представила 22 -нм, она превзошла остальной мир на Finfets на несколько лет. Потребовалось годы Intel, чтобы исправить свой 10 -нм процесс, но компания смогла решить свои проблемы достаточно хорошо, чтобы в конечном итоге перенести свои высокопроизводительные микропроцессоры на узел. Вместо того, чтобы пытаться дублировать свой подход «Все + кухонная раковина» на 10 нм, Intel будет разделить улучшения и сосредоточиться на высокопроизводительных частях, с библиотеками высокой плотности, большей интеграцией EUV и поддержкой более широкого спектра клиентов, прибывающих с Intel 3

Проблемы Intel на 10 нм - это самая большая «мисс», которую компания пострадала за десятилетия, но Intel никогда не подвергалась финансовой опасности из -за 14 -нм похмелья. Я бы не стал поспорить против, чтобы Intel снова конкурировала за лидерство в производстве полупроводников по той же причине, что и не ставила бы против Intel 17 лет назад, когда Athlon 64 X2 был восходящей звездой, а двухъядерный Pentium D-процессор Pentium D-ветер-ветер Анкет Двухъядерный процессор Pentium D (кодовой из Smithfield) в конечном итоге отомстят остальной части рынка, когда звезда поздних игр оверлокаторы, но в то время как ядра, полученные из Прескотта репутация. Предположение о том, что AMD обанкротится Intel, достигли лихорадки среди энтузиастов с 2004 года-начале 2006 года. Затем Intel запустила дуэт Core 2 «Conroe» и провел следующие 11 лет в качестве неоспоримого короля высокого класса x86.

Удар Intel во многом похож на ударов по резиновой стене молотком. Дань это легко. Нанесение значимого, долгосрочного ущерба? Это сложнее, особенно если «ущерб» составляет чуть больше, чем «делать скромно меньше чистой прибыли на годовой основе». Еще слишком рано предсказывать, удастся ли Intel в прекращении трона в полупроводнике, но компания выложила правдоподобный путь, чтобы получить там историческую инженерную и лидерную роль в отрасли. TSMC не должен ждать в своих ботинках, но он также не должен игнорировать долгосрочную угрозу.

Изображение функции - это испытательная пластина для Метеорного озера, построенное на Intel 4. Изображение от Intel.

Читать далее

Раджа Кодури из Intel представит на предстоящей конференции Samsung Foundry

На этой неделе Раджа Кодури из Intel выступит на литейном мероприятии Samsung - и этого не случилось бы, если бы Intel не было, что сказать.

Новые детали Intel Rocket Lake: обратная совместимость, графика Xe, Cypress Cove

Intel опубликовала немного больше информации о Rocket Lake и его 10-нм процессоре, который был перенесен на 14-нм.

Intel представляет новые мобильные графические процессоры Xe Max для создателей контента начального уровня

Intel выпустила новый потребительский мобильный графический процессор, но у него очень специфический вариант использования, по крайней мере, на данный момент.

Обзор Ryzen 9 5950X и 5900X: AMD демонстрирует Zen 3 против последних бастионов производительности Intel

AMD продолжает натиск на то, что когда-то было бесспорным дерн Intel.