两年后用1.8nm制程反超台积电、三星,英特尔能做到吗?

2023-03-15 12:00     观察者网

近些年,美国半导体巨头英特尔在先进制程上的延误,不仅给了台积电、三星在芯片制造上领先的机会,也使得自家CPU等产品受到拖累,导致市场份额被AMD蚕食、股价受挫。要想重现往日辉煌,这家坚持IDM模式(垂直整合制造)的老牌巨头,首先还是要在制程上实现反超。

近日在2023英特尔中国战略媒体沟通会上,英特尔研究院副总裁、英特尔中国研究院院长宋继强告诉观察者网,英特尔正通过"四年五个节点"的计划,加速推动摩尔定律。

"相信到2025年,英特尔能通过Intel 18A(1.8nm)节点,重新拿回制程、晶体管制造方面的领先地位,英特尔的愿景是到2030年可以在一个封装内集成1万亿个晶体管。"

宋继强透露,英特尔所说的"五个节点"分别是Intel 7、Intel4、Intel 3和Intel 20A、Intel 18A。在Intel 7(原10nm制程)上,英特尔使用的还是DUV(深紫外)光刻机,从Intel 4(原7nm制程)开始使用EUV(极紫外)光刻机,Intel 3将全面使用EUV光刻机。

英特尔制程路线图

"到Intel 20A又会有很大突破,这个突破源自于几样非常先进的设备。"宋继强表示,英特尔到Intel 20A会开始采用高数值孔径(High NA)的EUV,这种光刻机可以去刻画更细的特征尺寸,分辨率更高,可以减少工艺流程的复杂度,降低缺陷,制造更高性能的晶体管。

观察者网之前报道过,早在2018年,英特尔就率先向荷兰光刻机巨头阿斯麦下单第一代高数值孔径(0.55 NA)EUV光刻机,该公司也有望成为首个0.55 NA EUV光刻机的使用者。这种光刻机每台售价约为3亿美元(约合人民币19亿元),比0.33 NA光刻机的售价高出一倍。

在同一场沟通会上,英特尔中国区董事长王锐向观察者网透露,Intel 7已经批量生产,Intel 4今年下半年就会进入市场,Intel 3的进度也非常好。接下来是Intel 20A、Intel 18A,20A是2nm,18A就是1.8nm,现在已经流片,所以英特尔坚信到2025年能"重回领先地位"。

据宋继强介绍,在晶体管结构层面,英特尔在Intel 20A中会应用RibbonFET,之前的Intel 7、Intel 4、Intel 3全都是FinFET鳍式晶体管,而RibbonFET是GAA全环绕栅极晶体管的一种实现。同时,在Intel 20A,英特尔还将首次在晶体管结构里采用背部供电结构,这可以让逻辑层和供电层分开,否则绕线会很复杂,因此背部供电能在绕线方面节约大量成本。

目前,英特尔在先进制程上最大的竞争对手无疑是台积电和三星,这两大巨头已在2022年相继量产3nm。尽管外界不断质疑台积电、三星在制程命名上玩文字游戏,甚至三星的3nm制程晶体管密度还不如英特尔7nm制程,但王锐等高管也坦承,英特尔在制程上确实落后了。

台积电、三星、英特尔等厂商不同制程节点的晶体管密度对比 图源:DigiTimes

激烈竞争之下,台积电和三星已相继官宣2025年将量产2nm制程,英特尔要想在2年后完成制程上的超越,就必须在2025年实现Intel 18A量产,但这谈何容易?

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