Intel 1.4nm 製程 2029 年面世!未來十年光刻技術版圖

| 朱力恒 | 13-12-2019 19:25 | |

Intel 未來十年已有全盤計劃,早前公開光刻技術的路線圖,終極目標是 10 年後即 2029 年,推展至 1.4nm 製程!製造晶片的光刻技術 (Photolithography),主宰了晶片的製程 (Fab Process) 規格,因此倘若實現,屆時處理器核心數量必然大增,而且運作功耗極低,大幅提升應用及運算效能。

  • 2029 年發展至 1.4nm 製程
  • 期間將有 7nm、5nm、3nm、2nm
  • 光刻技術每 2 年,大提升一次

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獨力研發新光刻

Intel 在早前 IEDM 2019 (IEEE International Electron Devices Meeting;電機電子工程師學會,電子裝置國際研討大會) 期間,公開她們光刻技術的未來十年路線圖。此舉令外界感意外,因 Intel 自 2015 年至今仍使用 14nm 光刻技術生產桌面平台處理器,直至今年起才大規模以 10nm 生產流動平台處理器。Intel 素來自行研發光刻技術,及自設晶圓 (Fab Wafer) 生產廠房,研發及生產均不假外求,故 Intel 獨力發展新一代光刻技術,難度極高。

相對之下,對手 AMD 雖然自 7 月 7 日全面推出 7nm 製程的處理器及圖像運算核心 (GPU),但它們其實委託 TSMC (台積電) 代工生產。AMD 主要參與晶片電路設計,但 7nm 處理器及晶片成品,實際「功勞」是出自 TMSC,故 Intel 與 AMD 雙方情況不能相提並論。說回 Intel 未來十年光刻技術路線圖,計劃每 2 年步入全新製程世代,每 1 年作出小改版。2019 年 10nm,2020 年 10nm+。2021 年起 Intel 導入 EUVL (極紫光光刻) 而提升至 7nm,2022 年 7nm+。

Intel 未來十年光刻技術藍圖,「In Moore We Trust」反映 Intel 未放棄 Moore's Law (摩爾定律),即處理器內部晶體管數量,每 2 年能翻倍。

每 2 年技術大改

如此類推,2023 年 5nm、2024 年 5nm+;2025 年 3nm、2026 年 3nm+;2027 年 2nm、2028 年 2nm+;終極目標是 2029 年推展至 1.4nm!7nm 世代使用 EUVL,往後 5nm、3nm、2nm 及 1.4nm,每次新世代將改革光刻技術,意味晶圓生產線設備將每 2 年大改革。10nm 相比 14nm,內部晶體管密度提高 2.7 倍,運用內部佈線及內聯通道 (Interconnets) 均使用鈷銅 (Cobalt-Cooper) 合金,取代傳統純銅,兼配合第一代 Foveros 3D Stacking 晶體管立體層疊結構。

因此現時已面世的 10nm 製程「Ice Lake-U/Y」流動平台處理器,舉例「4 核心 8 線程」型號如:Core i7-1065G7,最高 TDP 功耗僅 15W,最高 Turbo 時脈範圍卻高達 3.9GHz。至於 7nm 相比 10nm,內部晶體管密度提高 2.0 倍,運用第二代 EUVL 及第二代 Foveros 3D Stacking。另外,每一光刻技術世代,均設有「Back Porting」生產機制,舉例能把 7nm 生產線改為製造「10nm+++」成品,或 5nm 生產線改為製造「7nm+++」成品等。Back Porting 讓 Intel 能按照不同價位的處理器產品之需求,適時調配生產資源。

現時量子處理器 (Quantum Processor) 最大困難是運作功耗極高,有望 1.4nm 將解決上述困難。

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Source:ezone.hk、AnandtechWccftech

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