Intel:半導體技術展望 2022年邁向4納米
Intel日本分公司在筑波市舉行了一次技術會議,內容頗為豐富,涉及半導體技術現狀與未來、Nehalem微架構、ATM主動管理技術、Anti-Thefe防盜技術、My WiFi無線技術等等。
其中有關半導體制造工藝的展望引起了我們的特別關注。近十幾年來,Intel以每兩年升級一次的速度從0.25微米(um)一路走到了45納米(nm),中間歷經了0.18微米、0.13微米、90納米、65nm等四個世代,并帶來了多種技術革新,比如晶圓尺寸從200毫米到300毫米、內部互聯材料從鋁到銅、通道從硅到應變硅、柵極電介質從二氧化硅到高K材料、柵極電極從多晶硅到金屬……
等到2010年初,32納米就將成為現實(也就是Westmere家族的Clarkdale和Arrandale雙核心處理器),再往后仍然是兩年一次升級,相繼經過22納米、16納米、11納米、8納米、6納米,直到13年后的2022年達到4納米。當然了,這一過程仍會涉及大量技術進步,而且更加復雜、先進,比如晶體管會從平面型轉向FinFET三維型。
很顯然,Intel對延續摩爾定律充滿了信心,不過這更像是一種愿景,具體發展進程還要邊走邊看了,畢竟半導體行業面臨的挑戰會越來越大。
Intel也確實用很大篇幅談到了半導體行業形勢的嚴峻,特別是資本支出(Capex)。之前我們也說過,年投資超過10億美元的半導體巨頭在2006-2007年有多達16家,2008年只剩下一半,今年則估計僅有Intel、三星、臺積電這三家。
另外在1997年,全球范圍內擁有自家晶圓廠的半導體企業有127家之多,2001年減少到101家,2006年就只有84家了,而無工廠模式的收入比例在2000年還只有10%(17億美元),2007年已經達到27%(460億美元),預計2012年會有25%(1100億美元)。
技術方面的挑戰則有光刻技術與設備、材料與設計、芯片封裝尺寸、測試時間與成本等四個方面。具體來說,光刻設備未來會使用遠紫外線(EUV)技術(預計22-16納米世代)、元素周期表內被使用的元素日漸增多、芯片封裝必須適應小到消費電子設備達到高性能計算系統、平均測試成本在45納米和32納米世代不降反升。
盡管挑戰巨大,但作為業內較大的半導體帝國,Intel的資本支出規模仍然是其它廠商難以相比的。2008年Intel資產、工廠和設備投資52億美元,研發投資57億美元,預計2009年前者略降、后者保持平穩。
為了研發32納米技術并興建工廠,Intel計劃在較近幾年內投資高達70億美元。
Intel還加大了對亞洲地區的投資力度,位于我國大連的Fab 68和越南的A9/T9都已經在建設之中,前者是Intel在亞洲的第一座300毫米晶圓廠。
有趣的是,Intel還列舉了歷史上美國政府的一些大規模投資項目,比如1803年從法國手里購買路易斯安那州、1933年的羅斯福新政、1947年的馬歇爾計劃(援助歐洲復興)、1958年成立國家航空航天局(NASA)、1969年的阿波羅登月工廠、1986年的儲蓄信貸機構危機、2009年的金融危機。
Nehalem微架構技術就不多做介紹了,不過下邊這張圖特別值得一看,它展示了Intel的模塊化設計概念:處理器分為核心和非核心兩大部分,內核數量、內存類型、內存通道數、QPI連接數、緩存容量、電源管理技術、集成圖形核心等等都可以靈活調整,以滿足服務器、桌面、移動等不同領域的不同需求。
在vPro ATM主動管理技術展示環節,我們看到了特別有趣的一幕:下方的ThinkPad筆記本已經藍屏死機,但控制臺依然能從它上邊獲取信息,這得益于軟件無關、基于硬件的內建到硬盤上的局域網串聯(Serial Over LAN)、集成開發環境重定向(IDE Redirection)等技術。
My WiFi技術是一套針對家庭和辦公應用的無線網絡解決方案,能讓筆記本變成無線熱點,從而淘汰無線路由器。現場演示了由iPhone向電腦或打印機發送照片、控制小機器人等。
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