争夺2nm芯片王冠！台积电即将建厂量产，「牙膏厂」英特尔发布5年计划

Posted 2021-08-31 程序员的店小二

本文转载自 新智元

在前天的发布会上，英特尔踌躇满志，誓要摆脱「牙膏厂」之名！

「全面革新芯片制程工艺，五年干翻对手」！

不料发布会刚结束，英特尔就被台积电打脸了。

怎么回事？

我们先看看英特尔说了什么。

英特尔立下的Flag

在前天的线上发布会上，英特尔宣布了自己的五年计划：在五年内通过三代CPU封装技术革新，让英特尔重返芯片技术的巅峰。

简而言之，就是把台积电和三星踩在脚下。

这次真的不挤牙膏了。

根据英特尔的规划，他们重新定义的CPU工艺的名称，不再以nm作为CPU工艺的命名方式。取而代之的是Intel 7、4、3以及20A。

如今的Intel 10nm改名为Intel 7，同样采用了SuperFin技术。

不过讲真，如今以nm命名芯片工艺的方法早就不适用了。

所谓的XXnm已经与芯片的栅极长度没有任何关系，比如三星的7nm工艺的芯片晶体管密度还不如英特尔的10nm。

不过从性能上来说，相比Tiger Lake上的10nm Superfin工艺，Intel 7的每瓦性能提升10-15%。

Intel原先的7nm则改名为Intel 4，这会是Intel首个应用EUV光刻工艺的FinFET工艺，每瓦性能提升20%，2022年下半年开始生产，2023年产品出货，就是之前的7nm Meteor Lake处理器。

英特尔 3 利用进一步的 FinFET 优化和增加的 EUV，与英特尔 4 相比，每瓦性能提高了约 18%。

英特尔 20A 则采用了 RibbonFET 和 PowerVia 两项技术，前者是Intel独创的供电技术，后者则是Intel对GAA晶体管技术的称谓。

符号A代表了“埃米”，作为标准长度单位，1埃米=0.1纳米。20A则表示英特尔自家相当于2nm芯片的技术水平。

GAAFET被认为是FinFET之后，器件尺寸进一步微缩之时，将会采用的一种新型晶体管结构。

PowerVia 是英特尔独特的业界首创的背面供电实施方案，通过消除晶圆正面供电布线的需要来优化信号传输。

按计划，20A系列将于2024年亮相，未来英特尔将会使用自己的20A工艺为高通代工。

而在2025年以后，Intel 18A则会登上舞台，届时Intel 18A将会采用下一代高NA（高数值孔径）的EUV蚀刻工艺，据说英特尔将是首家从ASML手中拿到光刻机的厂家。

英特尔的一盆冷水

但是计划赶不上变化，就在昨天，英特尔的「劲敌」台积电2nm芯片生产扩建计划获批。

晶圆厂选址定在台北西南部的新竹科技园，预计最早2022年初动工，建成后将投入用于生产台积电的N2（2nm）芯片。

新竹科技园宝山土地扩建二期项目总面积约90公顷，预计总工期60个月。

根据台积电的生产路线图，到2024年末或2025年，晶圆厂建成，N2制造工艺将会投入量产。

随着对台积电N2节点需求的增加，台积电会在新竹建造和配备额外设施。

尽管尚未得知整个晶圆厂的实际产能，但台积电会努力建成「GigaFab」，即每月产能超过100000个晶圆的工厂。

2nm可谓是各大半导体巨头的「兵家必争之地」。

前段时间IBM也已经在实验室内制成并率先公布了他家的2nm芯片。

IBM发布的2nm工艺密度大约是3.33亿/mm²，而台积电的目标是4.9亿/mm²。

台积电、三星、IBM、英特尔四家半导体工艺密度对比

不过对比工艺密度没啥意思。得看看芯片的工艺设计才行。

据悉，这次台积电的N2工艺设计将首次使用纳米片（nanosheet）晶体管技术。

台积电表示，使用纳米片晶体管能够有效控制阈值电压，将电压波动降低至少15%。

因此，台积电的N2将成为新竹晶圆厂第一个使用GAA晶体管以及其他新的制造工艺的芯片。

在2020年年报中，台积电公布了2020年光刻研发的重点是3nm和2nm技术开发和下一代节点及以后技术开发的准备。

在台积电3nm技术发展中，EUV（极紫外）光刻显示出良好的成像能力和预期的晶圆良率。

台积电研发部门也致力于顺利完成3nm节点掩模技术开发，基本实现了复杂先进的EUV掩模技术。

EUV计划在光源功率和稳定性方面不断改进，使先进节点的学习速度和工艺开发更快。

在抗蚀剂工艺、防护膜和相关掩模坯料方面取得了进一步进展。

但在年报中，台积电并没有公布N2的具体技术。

未来投入使用的台积电N2，试产预计将于2023年开始。

据说N2的订单已经纷至沓来，不过目前唯一能够确认的客户只有苹果。

根据上游供应链的消息，台积电8月份将陆续产出新款iPhone13系列的A15处理器，而苹果已经向台积电预订超过1亿颗A15处理器订单。

 未来台积电生产的N2，将会为2024年苹果iPhone的新一代芯片铺路。

英特尔是否会如愿？

截至发稿时止，英特尔市值为2153.05亿美元，而相应地，台积电达到了5967.62亿美元，体量接近3个英特尔了。

台积电第二季度营收情况显示，台积电总营收入比去年同期增长19.8%。 

而美国白宫的数据则显示，目前全球10nm以下的芯片，台积电生产了其中的92%。

光是2021年上半年，台积电的总营收入就达到了1699亿人民币，净利润合计达到634亿人民币。

钱多好办事的道理谁都懂。

照着台积电疯狂买买买，建建建的节奏来看，英特尔好像真的看不到什么胜利的曙光。

从英特尔的新闻稿中看到，英特尔把重回芯片老大的希望寄托在了ASML的身上：如果ASML能够率先给英特尔供应高数值孔径的EUV光刻机，那么Intel 18A才能按计划投产。

所以ASML，给个面子吧！