2017年,英特爾希望憑借其制造優勢保持競爭中的領先地位。
如今,有關摩爾定律未來的預測變得越來越令人沮喪。但英特爾的前景——至少在未來幾年內——無疑還是光明的。
在2017年的某個時間,英特爾將推出首款搭載其最新10納米芯片制造技術的處理器。英特爾表示,利用該技術生產的晶體管比之前的更加便宜,這也符合摩爾定律幾十年來的發展趨勢,但與廣為流傳的“晶體管生產成本已經降到了最低點”這種說法正相反。在未來的幾年里,英特爾計劃進一步改進其晶體管設計,也將首次根據其他公司的需求來優化其制造技術。其他公司希望利用英特爾的設施來生產基于ARM架構的芯片,ARM架構在現代移動處理器中十分普遍。
雖然并不總是如此,但如今很少有芯片制造技術迭代的名稱或“節點”能夠與芯片上任何特性的維度相匹配。然而,英特爾基于10納米技術的晶體管仍然比現在的14納米芯片上的晶體管密度——以及其他公司的10納米晶體管密度——更高,英特爾高級院士馬克?波爾(MarkBohr)如是說。到目前為止,英特爾幾乎沒有給出有關新一代技術的具體數字。但控制其開關的晶體管各極的長度以及各極之間的距離(即極間距)都會有所減小。最小的極間距將從70納米降低到54納米,其邏輯單元(用于執行標準邏輯功能的晶體管組合)大小還不到14納米邏輯單元大小的46%。
波爾表示,這比幾年前的微型程度還要更進一步,有助于遏制最近的一個趨勢:新型芯片制造技術的迭代正在逐漸放緩。“重要的是,這種節點以及基于這種技術的產品將有望消除產業界有關摩爾定律正在放緩的擔憂。”波爾說。
英特爾聲稱,即便相比于14納米技術,10納米技術制造全芯片晶圓的成本較高,但單位晶體管的成本還是會比以前更低。10納米芯片還可以提高開關速度和降低能量消耗。但時鐘頻率并不容易提高,幾年來一直如此。“除了降低晶體管成本之外,這些新技術的目標主要是降低功率或提高能效。”波爾說。他還指出,體積的進一步減小和效率的進一步提升還會讓其更具吸引力,有助于在服務器芯片上增加核數,也有益于在GPU上增加執行單元。
過去,英特爾一般會每兩年引入新制造技術來對其晶體管進行升級。但在14納米技術上,英特爾提供的應該算是一種半節點:在推出10納米之前先對其14納米晶體管進行一系列改進。在10納米技術上,英特爾打算推出兩種半節點產品(10納米+和10納米++),之后再推出7納米的下一代制造技術。從某種程度上來說,這也是為了應對下一代芯片制造技術發展之路上越來越多的挑戰,波爾說:“如果你需要花更長的時間才能研制出10納米或7納米技術,那么你下一步能采取的最好措施就是不斷改進你現有的技術,以便每年都能夠推出更好的產品。”
三星和臺灣積體電路制造公司(TSMC)也正在制造10納米芯片;三星在2016年10月宣布其是第一家將在2017年初實現10納米芯片設備量產的公司。格羅方德公司選擇在2018年初直接制造7納米產品。超大規模集成電路(VLSI)研究機構是一家專門從事半導體行業發展分析的公司,其首席執行官丹?哈奇森(DanHutcheson)說,大家都雄心勃勃地努力突破微型化的極限。“大家都在尋求突破。”哈奇森表示。但并非全都步調一致:他說,如果你對10納米的產品進行比較,在尺寸特征上,“英特爾大概仍然領先兩年”。
除此之外,哈奇森還說,英特爾與其他芯片制造商的一個不同之處在于其制造流程的管控與統一。這就為其鑄造服務提供了一個巨大優勢,利用英特爾的生產線可為其他公司制造芯片。
芯片代制造是英特爾的一個新領域。加入ARM處理器制造能力是很重要的一步。“沒有ARM是很難實現鑄造的,因為這是標準架構。”哈奇森說。
英特爾稱,首先出貨的10納米芯片將會是公司自己的處理器,然后才是為其他公司制造的芯片產品,那也許得等到2018年了。
作者:Rachel Courtland