Intel的半導體工藝是不是依然領先?


intel的10nm工藝都已經開始用鈷了,當然是intel半導體工藝領先。

圖片來源:IEDM2017

Computerbase表示Intel的10nm工藝中會使用到鈷這種金屬代替部分的銅,而其他半導體廠目前實用鈷這種材料的程度都沒有Intel這麼高,這使Intel的10nm工藝有了更多的賣點,使用鈷新材料後會帶來更多好處,作為幾乎所有半導體公司的供應商的Applied Materials三年前曾說過鈷這種材料是互聯網15年來最大的變革,然而要把這種材料投入實用實在太耗時間了,太過昂貴而且也不是必須的。

不過Globalfoundries其實已經在High-K Metal Gate工藝和銅工藝上使用了鈷這種材料很多年了,只不過現在的14nm工藝的技術是來源於三星的,不知道有沒有使用到鈷這種材料,AMD現在的14nm處理器在頻率上明顯低於那些28nm工藝的產品。

圖片來源:Applied Materials

Intel希望用10nm工藝表現他依然是半導體行業的領先者,雖然說他現在在紙面上的納米競賽已經輸了,然而Intel的14nm工藝明顯是最好的,甚至要優於10nm LP和12nm LPP,這也是為什麼Intel夠膽把自家的10nm與別家的7nm相提並論。

Intel的10nm採用鈷代替銅作為下部互聯層可使電遷移性能提高1000倍,同時層間通孔電阻應該會減少一半,這必然會大大增加晶元的耐用性,另外Intel會把鈷用在數個不同的地方,包括觸點、M0和M1層的金屬,M2到M5層則是主要用銅不過表面用鈷覆蓋。

那麼Intel的10nm到底什麼時候來呢?Intel表示今年內會放出10nm工藝的Cannon Lake,然而今年就剩下19天了,其實Intel現在應該可以生產10nm的晶元了,然而良品率可能比較低,因為這10nm一下子加太新東西進去了,第一代10nm工藝的Cannon Lake可能比較短命,第二代的Ice Lake明年下半年應該就會出來,Cannon Lake可能會成為像今年的Kaby Lake一樣的短命鬼。


這幾年,三星和台積電在半導體製造工藝上突飛猛進,讓半導體巨頭英特爾開始感到前所未有的壓力。在公眾場合,英特爾也在不斷的強調,英特爾的半導體製造工藝是目前世界上最先進的,領先台積電、三星一個世代,三星和台積電的10納米工藝實際上與英特爾的14納米相同,只是三星台積電在命名上做出了改變,誤導一般消費者。

  從製造工藝上來看,英特爾最新的Coffee Lake-S依然採用14納米FinFET工藝,而三星的台積電的10納米也是採用FinFET工藝。不過按照英特爾的說法,三星、台積電的晶體管密度與他們的14納米相差無幾,三星和台積電利用更改實際之稱的方法,來達到他們的宣傳效果。

  現在英特爾的14納米工藝已經延續了三代,10納米的邏輯電路產品依然沒有正式量產,最快也要等到明年的Ice Lake上使用了。英特爾表示10納米已經進入到試產階段,不過最早用上10納米的並非邏輯處理器產品,而是應用在存儲器上。

  台積電方面,在10納米工藝成本高企的情況下,台積電退出了成本更低的12納米工藝,實際上,台積電的12納米工藝就是其14納米的改良版,只是進一步提升晶體管密度。

  三星則將重點放在10納米內的8nm工藝,而8nm工藝也將繼續使用FinFET工藝,實際上就是三星10納米的改良版。

  所以三星、台積電一直在強調製程工藝,不過他們依然落後英特爾一個世代,不過英特爾的「牙膏」已經擠了好多年,不知道在AMD的強力追擊之下,能否在明年帶來更好的產品。


自從幾年前推出14nm技術以來,好久沒有關於英特爾新一點節點技術的進展,有的只是在14nm上的幾個功能和性能升級。但相反,在競爭對手上卻看到了更多10nm和7nm的進展,甚至市面上已經見到了幾款10nm的晶元。很多人都在討論Intel的10nm跳票信息,甚至認為英特爾在製程技術上已經落後競爭對手。每次被問到相關問題的時候,英特爾都會三緘其口。

今日,英特爾終於帶來了最新的10nm技術。

英特爾公司執行副總裁,製造、運營與銷售集團總裁Stacy J·Smith在演講台上正式展出了10nm技術的硅晶圓。

根據英特爾高級院士,技術與製造事業部製程架構與集成總監Mark T·Bohr介紹,由於應用了新的超微縮技術。新的10nm技術每平方毫米集成的集體管超過1億個。相比於上一代14nm的3750萬的數字,有了很大的提升。

正如前面所說,這都是基於其新一代超微縮的技術實現的。

根據Mark介紹,英特爾的10nm技術採用了第三代的FinFET技術,對比於前一代的產品。10nm的鰭片間距從42nm降低到34nm,是前一代的0.81倍;最小金屬間距也從52nm降到36nm,較之前代下降了差不多50%;單元高度也從399nm降為272nm;柵極間距也從70nm降到54nm。另外虛擬柵極從兩個變成一個,柵極觸點從標準變成COAG。這幾點締造了10nm晶元的高級性能。

邏輯晶體管密度的提升。

看一下第三代FinFET的提升

還有活躍柵極上的觸點改變帶來的變化

晶體管的性能和功耗也有了很大的提升。

英特爾還將其10nm與競爭對手的技術進行了深刻的對比。英特爾表示,和以往一樣,英特爾新技術領先競爭對手一代,也就是三年。

例如在性能和功耗方面,英特爾的有功功率較之友商有20%和30%的領先。

在邏輯晶體管密度方面,英特爾較之同樣領先於競爭對手。

SRAM的提升,也對產品的微縮有效提高。

在各項數據對比方面,Intel也基本吊打競爭對手。

另外,據英特爾方面介紹,其10nm可以做到7.6mm2,密度和性能得到了提升。

Mark接著指出,英特爾方面認為,未來的製程升級周期會變長,英特爾會在每一個節點上做很多代的升級,滿足多方面的需求,英特爾也會成為持續推進,研究新技術,成為摩爾定律的堅定推動者。

英特爾表示,10nm技術將會在今年下半年正式量產。


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