英特爾 1.4nm 首秀,能否反超臺積電在此一舉?
最近,Intel 消息頻傳:
Intel 3 準(zhǔn)備就緒;
18A 節(jié)點拿下微軟大單;
3 年后重回全球晶圓代工技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者;
2030 年成為全球第二代晶圓代工廠;
……
英特爾的偉大轉(zhuǎn)型似乎走到了一個新的關(guān)鍵節(jié)點。在剛剛結(jié)束不久的直面會上,「藍色巨人」英特爾宣告英特爾代工服務(wù)部門 IFS(Intel Foundry Services)正式更名 Intel Foundry,與此同時還全面更新了路線圖,包括英特爾 14A(1.4nm)工藝的首次亮相。
作為 IDM 2.0 最核心的環(huán)節(jié),「晶圓代工」意味著英特爾不再只為自身制造芯片,開始像臺積電一樣,為其他芯片設(shè)計公司以及英特爾的產(chǎn)品業(yè)務(wù)部門等客戶制造芯片,這也倒逼英特爾在芯片制造工藝上加速追趕臺積電、三星等技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。
在此之前,英特爾原先的 IDM(垂直整合制造)模式已經(jīng)無以為繼:芯片制造工藝上的技術(shù)路線誤判,造成了制程上的全面落后,在 14nm 上耗費了太多時間和精力,同時也影響到了其產(chǎn)品被蘋果棄用、被 AMD 超越,甚至被消費市場廣泛調(diào)侃為「牙膏廠」。
不過在 IDM 2.0 轉(zhuǎn)型將近三年后的今天,很多事情都發(fā)生了變化,尤其是新一輪的生成式人工智能浪潮,以及晶圓代工從芯片的制造環(huán)節(jié)越來越多延伸到封裝等環(huán)節(jié)的趨勢。正如英特爾現(xiàn)任 CEO 帕特 · 基辛格說的:
這是英特爾代工廠發(fā)展的關(guān)鍵時刻。我們看到了重新定位英特爾系統(tǒng)代工廠的機會。
擴展「四年計劃」,英特爾工藝路線圖再刷新
按照基辛格在 2021 年制定的計劃,英特爾將在 4 年內(nèi)更新 5 個工藝節(jié)點。在 Intel 7 之后,Intel 4 已經(jīng)在最新的酷睿 Ultra 移動處理器上落地,官方宣稱其代表著英特爾 40 年來最重大的架構(gòu)變革。
另一邊,Intel 3(名義上是 3nm)已經(jīng)準(zhǔn)備就緒,英特爾去年 7 月就宣布了 Intel 3 工藝在產(chǎn)能和性能方面達標(biāo),將于 2024 年發(fā)布的兩款至強處理器—— Granite Rapids 和 Sierra Forest(分屬 P-Core 和 E-Core 產(chǎn)品線)都將采用 Intel 3 工藝進行制造。
作為英特爾的第一個大批量 EUV(極紫外)節(jié)點,Intel 3 還將在未來幾年推出不同版本,包括將于今年推出支持硅通孔(TSV)的 Intel 3-T、將于 2025 年推出功能擴展的 Intel 3-E 以及更之后基于第二代 TSV 技術(shù)帶來更高性能的 Intel 3-PT。
再之后,英特爾還將陸續(xù)正式推出采用 PowerVia 背面供電技術(shù)的 20A(2nm)、18A(1.8nm)工藝。
20A 節(jié)點命運多舛。原本英特爾 Arrow Lake 以及高通都計劃采用 20A 工藝,但后續(xù)不斷有消息指出,Arrow Lake 已經(jīng)轉(zhuǎn)向臺積電 3nm。包括基辛格剛剛也證實,即將推出的兩款處理器均將采用臺積電 3nm 工藝制造。
而根據(jù)天風(fēng)國際分析師郭明錤去年的一份報告,高通也早已停止開發(fā) Intel 20A 芯片。同時還傳出 20A 工藝將僅供英特爾產(chǎn)品部門采用,不會主動面向第三方客戶提供。在英特爾最新的路線圖中,也沒有推出 20A 后續(xù)工藝版本的任何計劃,在某種程度也佐證了之前的傳聞。
相比之下,18A 則受到越來越多的重視。不僅是得到了新思科技(EDA 巨頭)、ARM 等半導(dǎo)體生態(tài)廠商的廣泛支持,也有越來越多芯片設(shè)計公司的「青睞」,微軟 CEO 薩蒂亞 · 納德拉 ( Satya Nadella ) 也在這次直面會上官宣:
微軟將基于 Intel 18A 工藝制造芯片。
微軟沒有明說這款芯片的詳情,但就在去年末,微軟剛剛發(fā)布了兩款與人工智能息息相關(guān)的自研芯片—— Maia 100 AI 芯片和 Cobalt 100 CPU。如果不出意外,就是這兩款芯片將采用英特爾最新的 18A 工藝。
此外,英特爾在最近剛剛完成了 18A 主要產(chǎn)品 Clearwater Forest 的流片,后續(xù)還計劃推出性能提升的 18A-P 節(jié)點。
而在這版路線圖中,除了一系列迭代版本的增加,最值得關(guān)注的部分還是首次公布了 14A(1.4nm)及其迭代版本 14A-E,這將是英特爾真正重回全球晶圓代工技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者的關(guān)鍵。
從 14nm 到 14A,英特爾要反超臺積電
如果從 2015 年推出采用 14nm 工藝的 Skylake 算起,到 2025 年英特爾正式投入 18A 工藝的量產(chǎn),正好是 10 年。這 10 年中,英特爾有 7 年始終困在從 14nm 到 10nm 的升級,而留給英特爾從 10nm 跨越到 18A(1.8nm)的時間,滿打滿算也只有:
3 年。
如果可以如期實現(xiàn),這將是一場技術(shù)和工程的「奇跡」。而屆時,英特爾也將在工藝制程上完成對領(lǐng)先集團(臺積電、三星)的追趕。
按照目前英特爾和臺積電的路線圖,英特爾將在 2025 年實現(xiàn) 18A 工藝的量產(chǎn),臺積電 2nm 也將在 2025 年正式投入量產(chǎn)。

這里需要指出的是,雖然英特爾的 18A 工藝名義上是 1.8nm 制程,基辛格也多次強調(diào)該制程相比臺積電 2nm 工藝的領(lǐng)先,但實際比較晶體管密度,兩者相差無幾,也都采用下一代 GAA(全環(huán)繞柵極)架構(gòu)。

目前來看,英特爾 18A 更直接的優(yōu)勢還是來自獨有的背面供電技術(shù)等,當(dāng)然臺積電 2nm 也會有一些獨有的技術(shù)優(yōu)勢。但總體而言,英特爾 18A 工藝實際對標(biāo)就是臺積電、三星的 2nm 工藝。
換言之,英特爾要到下一個工藝節(jié)點—— 14A 才可能真正反超臺積電。
按照英特爾的計劃,他們將于 2027 年前開發(fā)出 14A 工藝,并且將在該節(jié)點首次采用 ASML 的 High-NA EUV(高數(shù)值孔徑極紫外)光刻機。事實上,光刻機巨頭 ASML 去年末就在 X(原 Twitter)上宣布首套 High-NA EUV 光刻機正從荷蘭 Veldhoven 總部開始裝車發(fā)貨,將向英特爾俄勒岡廠進行交付:
「我們很高興、也很自豪,能夠向英特爾交付我們的第一個 High-NA EUV 系統(tǒng)?!?/p>
按照 ASML CEO Peter Wennink 的說法,單臺 High-NA EUV 的價格在 3 億到 3.5 億歐元(約合人民幣 22.6 億元到 26.4 億元)之間,英特爾的首發(fā)搶購,也恰恰說明了其對奪回技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者地位的迫切和重視。
寫在最后
英特爾會完成這場痛苦而漫長的轉(zhuǎn)型嗎?
很難說。但在 2021 年基辛格重回英特爾之前,「藍色巨人」已經(jīng)到了不得不變的地步。三年后的今天,英特爾的問題還有不少,IDM 2.0 轉(zhuǎn)型還在爭議聲中繼續(xù)推進,他們沒有選擇分拆晶圓代工業(yè)務(wù),而是將代工和產(chǎn)品業(yè)務(wù)分成兩個獨立財務(wù)核算的部分。
而新一輪的生成式 AI 浪潮帶來了更多對英特爾的質(zhì)疑,倚重 CPU 而忽視了 GPU,讓英特爾錯失了大量的機遇,也大幅增加了在數(shù)據(jù)中心市場的「失守」風(fēng)險。不過同時,生成式 AI 也讓所有人,尤其是英特爾看來了再造 PC 的巨大潛力。
這些都是當(dāng)下英特爾最直接面對的挑戰(zhàn),我們唯一可以確定的是,英特爾的這場「偉大轉(zhuǎn)型」還沒有到蓋棺定論的時刻。
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