英特尔打脸芯片代工厂的制程秘密,坚守摩尔定律、要靠性能决胜负

芯片代工龙头台积电宣布自家5纳米已于今年第二季量产,而三星也喊出今年底要量产5纳米制程,同时3纳米也要转换成GAA(闸极环绕)的架构,在这条突破摩尔定律的路上,两家半导体企业也还不停地端出8纳米、6纳米、4纳米等各种制程。

提出摩尔定律的老大哥英特尔自然也将这些消息看在眼里,新竹办公室总经理谢承儒就表示,英特尔才是以摩尔定律限制持续发展先进制程的半导体企业,而这些“花俏”的数字在他看来,“都只是一种商业行为的考量”。

编按:

摩尔定律 ( Moore’s Law )是由英特尔(Intel)创办人之一戈登‧摩尔(Gordon Moore)所提出。其内容为:集成电路上可容纳的晶体管数目,每隔24个月便会增加一倍;经常被提及的“18个月”则出自于英特尔的大卫·豪斯,他预测每18个月,芯片性能便会提高一倍。

跟着摩尔定律走,英特尔:“别再玩数字游戏”

根据摩尔定律的规则,半导体要在18-24个月内,让晶体管的集成数量能够增长1倍才算数。而过去《数字时代》也曾专访过工研院电子与光电系统研究所所长吴志毅,他指出过去制程的命名都是依据闸极的长度而定,但自从过了10纳米后,由于面积逐渐缩小、要在新的节点达到比前一代1倍的增长难度提升不少,因此各家企业在命名上就比较不再遵守过去的方式,比较像是通过一种“先喊先赢”的感觉,当然最终还是必须回归到晶体管密度、芯片的性能来查看。

谢承儒表示将不同厂商的不同制程技术,单纯用简化后的数字做竞争,并不适当。

昨(15)日举行的“英特尔架构日”中,谢承儒让数字来说话。跟自家前一代14纳米的晶体管密度44.67百万颗相比,10纳米的晶体管密度有2.26倍的提升、达到100.78百万颗;而以台积电的7纳米为例,较前一代10纳米晶体管密度有1.6倍的提升,约来到91.2百万颗,这么一来,应该很容易理解为什么外界总用“英特尔的10纳米等同于台积电的7纳米”来比较。

此外,谢承儒也分享了用在最新发布的CPU“Tiger lake”的10纳米SuperFin制程,通过增加FinFET(鳍式晶体管)中的“鳍”来强化该制程的性能表现,因此比起10纳米,有20%的性能提升,不过因为在架构中多了“鳍”的设计,因此面积有些微的增加,但英特尔解释,如何抉择取决于客户对于产品的需求,究竟是“面积”抑或是“性能”,例如移动设备可能就会更在意芯片的面积。

intel 10纳米SuperFin制程

不只靠制程,芯片的表现也要打“团体战”

谢承儒也进一步表示,不同芯片代工厂的不同制程已无法单纯用简化的数字比较,除了是因为业界没有一个共同的命名标准外,将不同制造商的制程技术单纯简化成数字上的竞争并不恰当。同时他也认为,“外界太着聚焦在单一项目的比较了”。

在英特尔的眼中,一个能被用来运行的芯片包括了科技六大创新支柱:制程与封装、XPU架构、内存、互联架构、安全性以及软件。谢承儒表示,外界太过于专注在制程的数字却忽略了其他的影响力,例如拥有好的架构设计对芯片在终端设备的性能表现上肯定有帮助,绝非制程这个环节可以“独撑大梁”;又或是当一个芯片里面所需要的技术由外面代工厂制作,英特尔的角色就是用良好的封装技术,让这些不同的芯片可以更顺畅的沟通、达到良好的性能表现。

外包不是技术差!做最有效的决策才是英特尔考量

外界也相当好奇今年7月首席执行官史旺(Bob Swan)的一席“外包说”(Out Sourcing),谢承儒解释,站在英特尔的角度,未来考量将会是更全面性的,别人若拥有比英特尔更好的技术,也会思考是否委由他人去制造,这部分不单只是成本的考量、也可能包括产品上市(Time to Market)的速度。

英特尔台湾分公司发言人郑智成以独立GPU为例,当场上所有独立GPU都是由芯片代工厂制作的时候,没有理由英特尔要刮起袖子自己来,可能他们的技术上没有芯片代工厂成熟、也可能因为产能要留给更重要的产品,所以选择外包就是个能让产品加快上市进程的考量。

郑智成说,外包的行为对英特尔来说,是个包括成本、产品上市时间等全盘的考量。

另外,未来外包产品将采用先进制程或成熟制程,英特尔都不会设限,只要能协助产品性能和表现达到优化,都会考虑。对于是否会由外面代工厂封装完毕再送回英特尔,郑智成表示,这部分也都没有绝对,可能是由外部厂商完成后交回英特尔、又或是将半成品送回英特尔再封装。

可预见的是,未来英特尔将持续往封装技术上钻研,假设当所有人都获得了相同的素材,那么厨师炒菜的功力就成了如何端出一盘美味佳肴的关键,半导体的封装技术正是这个概念,“这部分英特尔也已经在做了”,郑智成说。

不过眼下比较现实的问题,还是英特尔制程的良率跟产能是否可以跟得上市场的需求脚步,尤其仍守着50多年前提出、可能面临到瓶颈的摩尔定律,英特尔该如何面对凶猛的竞争对手们?对于这一点,谢承儒很有自信地表示,英特尔依旧是以摩尔定律为策略核心,而且端出来的产品表现够好,市场肯定会接受,“你也看到了10纳米SuperFin的数字了不是吗?”

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