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              工業和信息化部主管 中國電子報社主辦
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              半導體

              有史以來最詳細!英特爾公布未來三年制程工藝和封裝技術路線

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              7月27日,英特爾召開制程工藝和封裝技術線上發布會。會上,英特爾CEO帕特·基辛格表示,英特爾正在通過半導體制程工藝和封裝技術來實現技術的創新,并公布有史以來最詳細的制程工藝和封裝技術發展路線。

              對芯片制程工藝采用新的命名體系

              幾十年來,英特爾在芯片制程工藝方面一直處于領先地位,然而,隨著市場競爭的愈發激烈,英特爾逐漸失去了很多優勢。為此,英特爾開始重振旗鼓,表示在2025年之前重返產業巔峰。為了達到這一目標,英特爾在芯片制程方面可謂是下足了功夫。先前,有媒體稱,英特爾有意斥資300億美元收購晶圓代工大廠格芯,而這或許與英特爾全新的制程工藝發展線路息息相關。

              據帕特·基辛格介紹,數十年來,芯片制程工藝節點的名稱以晶體管的柵極長度來命名。然而如今,整個行業對于芯片工藝節點的命名也開始多樣化,這些多樣的方案既不再指代任何具體的度量方法,也無法體現如何能夠實現能效和性能的平衡。因此,英特爾從性能、功耗和面積等各方面進行了綜合考慮,對芯片制程工藝采用新的命名體系。

              在發布會上,英特爾公布了未來幾年芯片制程的技術路線圖,并采用了新的命名體系,分別是Intel 7(此前稱之為10納米Enhanced SuperFin)、Intel 4(此前稱之為Intel 7納米)、Intel 3以及Intel 20A。

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              Intel 7工藝擁有最佳的FinFET的晶體管,與Intel 10nm SuperFin相比,每瓦性能將提升大約10%~15%。Intel 7的優勢包括更高的應變能力、更低的電阻材料、更新型的高密度刻蝕技術、擁有流線型結構以及采用更高的金屬堆棧來實現布線優化。據了解,于2021年推出的面向客戶端的Alder Lake,以及預計將于2022年第一季度投產的面向數據中心的Sapphire Rapids將會采用Intel 7工藝。

              Intel 4將完全采用EUV光刻技術,可使用超短波長的光來刻印極微小的圖樣。與Intel 7相比,Intel 4的每瓦性能將提高約20%。據了解,Intel 4將于2022年下半年投產,2023年出貨,將會應用在面向客戶端的Meteor Lake和面向數據中心的Granite Rapids。

              在Intel 3工藝中,隨著FinFET技術的進一步優化,以及EUV技術使用的不斷完善,將實現與Intel 4相比每瓦性能約18%的提升,在芯片面積上也將會有改進。據悉,Intel 3將于2023年下半年開始在相關產品中使用。

              在Intel 3工藝后,芯片制程將會越來越接近1納米節點,進入更微小的埃米時代。因此,Intel 3之后的工藝,英特爾也改變了命名方式,命名為Intel 20A。

              Intel 20A將憑借RibbonFET和PowerVia兩大突破性技術開啟埃米時代。RibbonFET是英特爾實現Gate All Around晶體管的關鍵技術,這也是自2011年以來英特爾率先推出FinFET技術之后的首個全新晶體管架構。該技術加快了晶體管開關速度,且實現了與多鰭結構相同的驅動電流的同時,占用更小的空間。PowerVia是英特爾獨有的、也是業界首個背面電能傳輸網絡,能通過消除晶圓正面供電的布線需求來優化信號傳輸。Intel 20A預計將在2024年推出,且在此制程工藝技術中,英特爾將會與高通公司進行合作。而近期,英特爾也剛剛宣布與高通簽訂協議,將為高通提供代工服務,而這或許也是英特爾向Inter 20A技術邁進的關鍵一步。

              提出四點封裝技術發展線路

              在芯片制程方面積極布局的同時,英特爾在封裝方面也可謂是煞費苦心。在此次發布會中,英特爾也宣布,微軟AWS 將成為首個使用英特爾代工服務(IFS)中封裝解決方案的客戶。對于封裝技術,英特爾也提出了四點發展路線。

              其一,EMIB技術。EMIB將采用2.5D的嵌入式橋接解決方案,Sapphire Rapids也將成為首個采用EMIB技術的產品,也將成為業界首個與單片設計性能相似,且整合了兩個光罩尺寸的器件。繼Sapphire Rapids之后,下一代 EMIB的凸點間距將從55微米縮短至45微米。

              其二,Foveros技術。Foveros將利用晶圓級封裝技術,提供史上首個3D堆疊解決方案。Meteor Lake是在客戶端產品中實現Foveros技術的第二代部署,該產品具有36微米的凸點間距,熱設計功率范圍為5W~125W。

              其三,Foveros Omni技術。Foveros Omni是下一代的Foveros技術,通過高性能3D堆疊技術,使得裸片到裸片的互連和模塊化設計變得更加靈活。Foveros Omni技術可將裸芯片進行分解,且實現不同晶圓制程節點的多個頂片與多個基片進行混合搭配,該項技術預計將于2023年量產。

              其四,Foveros Direct技術。Foveros Direct可實現銅對銅鍵合的轉變,也可以實現低電阻的互連。Foveros Direct 擁有10微米以下的凸點間距,使3D堆疊的互連密度有了更大的提升,為功能性裸片的分區提出了新的概念。Foveros Direct技術是對 Foveros Omni技術的補充,預計也將于 2023年量產。

              責任編輯:沈叢


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