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英特尔将在欧洲投资800亿元建设先进的工程工厂

英特尔将在欧洲投资800亿元建设先进的工程工厂

谈完猴子,铁头一直在关注芯片行业。一方面,三星总裁李在镕前往ASML,谈论购买光刻机。另一方面,台积电最近举办了北美技术论坛,宣布了许多新技术。 这两家大工厂的反...

  谈完猴子,铁头一直在关注芯片行业。一方面,三星总裁李在镕前往ASML,谈论购买光刻机。另一方面,台积电最近举办了北美技术论坛,宣布了许多新技术。

  这两家大工厂的反应如此之大,主要是为了布局未来的2nm工艺。如果说之前的90nm、28nm和14nm属于大大提高性能。3nm和2nm追求性能与功耗的平衡。此外,由于底层技术的困难,这次领先的制造商可能不是一个国家或企业。

英特尔将在欧洲投资800亿元建设先进的工程工厂

  作为一名外行,铁头也勇敢地与大家谈论全球参与的2nm技术战。

  一、裤腰带的艺术。

  当许多媒体报道2nm时,它将是一个非常简单的处理制造商的宣传文件:我们在相同的功耗下具有良好的性能;在相同的性能下,我们的功耗较低;我们的晶体管塞得多,面积大,堆放材料丰富

  难怪每个人都买手机和电脑,而不是芯片中的晶体管。只要知道性能好,省电。然而,铁头认为,设备性能的进步是技术发展的结果。因此,让我们从外行的角度来谈谈芯片制造后技术是如何升级的。如果有错误,我们希望海涵。

  首先,铁头要问一个问题,为什么近年来宣传自己的高性能芯片总是很热?

  然后我们要看芯片中晶体管的结构。芯片中的晶体管是场效应晶体管。有源极(Source)、漏极(Drain)和栅极(Gate)。

  电流从源极到漏极形成计算电路。根据设计计算电流,需要控制电流。

  铁头想了很久,最后以为栅极是裤腰带。人穿衣服出门,衣服可以随身自由活动,但裤腰带要限制裤子,否则裤子会掉光屁股。栅极的作用比较复杂,但原理差不多。

  芯片越来越精确,插入的晶体管越来越多。如果没有足够的地方,栅极就会变得越来越薄。如果衣服上的裤带变薄,就更容易松开,所以你必须经常提起裤子。放在芯片里,栅极太细,电流会不听话。有了自己的想法,就是漏电。

  芯片泄漏的电,没有其他地方,会变成热量消耗。混乱是温度越高,泄漏电流就会上升。泄漏和高温相互帮助,左脚踩在右脚上。芯片越来越热,手机变成了一个温暖的婴儿。

  20世纪90年代,整个半导体行业都在担心发热,甚至认为25nm是极限。

  这时,一位名叫胡正明的中国教授说:否则,我们试试换裤腰带?

  他的想法是凸出源极和漏极,让栅极包围它们,增加栅极的接触面积。这就像把需要打结的裤带变成弹性松紧带。主动贴合身体,固定裤子不舒服吗?

  这种结构看起来像一个大鳍。因此,它被称为鳍场效应晶体管,即Finfet。有了这项技术,后来就有了14nm、10nm和7nm。

  但是这个技术离新闻里的2nm还很远。

  二、三星VS台积电:光说话不打架。

  为什么FinFET不能做2nm?因为这个技术在5nm的时候是撑不住的。

  正如我之前所说,晶体管的栅极需要防止漏电。既然防止漏电,理论上应该不会放过各个方向。但FinFET是三方围挡,不是四面环绕。芯片变小后,栅极会变细变小,仍然很难限制电流。

  为了提高芯片性能,FinFET中的鳍片数量会下降,从而降低晶体管驱动电流,影响性能升级。简单来说,松紧带太细太松,穿裤子的人不敢剧烈运动,因为时间长了会掉裤子。

  然而,三星和台积电仍然需要3nm,因此有必要继续升级结构,完全包裹栅极和漏极,成为全环栅晶体管(GAAFET)。栅极的四面都包裹着,这不是全环栅吗?

  如果从显微图上看,这个版本的裤带变成了扣带,控制能力更强。然而,好的工艺往往需要人力。这种晶体管需要加工纳米片,细节上的工艺很难调整。而且由于加工精度高,产品的良率也会下降。

  看到这里,铁头明白为什么三星没有发布3nm的具体时间表,明白为什么台积电纠缠在5nm和4nm之间。当人们生气时,他们可以做任何事情,但他们不能做数学问题和芯片。

  然而,台积电准备的技术是2nm芯片和纳米芯片晶体管(MBCFET),这也取决于后续的发展。据魏哲家介绍,台积电的2nm侧重于测试车辆的设计和实践、光罩制作和硅试生产。

  台积电业务发展副总裁KevinZhang表示,CFET只是选项之一,具体生产时间不确定。而且3nm将成为需求量大的长节点,对计算能效要求较高的客户可以率先转向2nm。翻译是:这两年台积电的目标是3nm,2nm是试着玩的,不要想太多。

  谈论2nm,不不能忘记三星。面对裤带问题,三星在2021年和IBM提出了一个非常激进的想法:垂直放置。据他们介绍,传统的CMOS是水平构建的,他们改变了想法,垂直放置。所以它被称为垂直输送纳米片。在过去,每个人都穿着裤带,我穿着裤带,所以我不必考虑脱裤子。

  从市场的角度来看,VTFET离我们太远了。三星现在更关注3nm,MBCFET晶体管很早就被使用了。但到目前为止,三星已经发布了时间表和PPT,更详细的技术分析数据仍然相对较少,所以它仍然不能太认真。

  根据铁头对三星面板技术投资的观察,三星在早期技术路线上的选择非常激进。如果你抓住了先进的技术,你将不得不花费大量的资源来占领这座山。当时,三星在引进日本技术后投入了大量资金,最终打出了QD-OLED。这种决心不容低估。

  然而,三星的良率一直是一个问题。在此之前,三星旗舰移动处理器Exynos2200雷声大雨小,甚至紧急撤销宣传。如果三星的内部力量不能有效整合,2nm也可能是虎头蛇尾。

  三、诸侯争霸,三家称王。

  既然是全球2nm技术战,铁头就来谈谈美国、日本和欧洲。

  在美国,英特尔公布的路线图显示,2024年Intel20A(标杆行业的2nm)将出现,相应的技术被称为Ribbonfet。首先,这一预期比2025年台积电的目标提前一年。其次,英特尔的计划是每年实现一个技术节点,比台积电和三星更激进。

  铁头比较了三星和台积电的过程,发现三星和台积电的节点是2023年3nm商业化。如果英特尔能在今年年底发布自己的4nm流程。这表明英特尔的预订计划已经分阶段完成,这将给台积电和三星带来巨大的压力。

  目前,日本在芯片制造能力方面仍处于白嫖状态。可以肯定的消息是,日本和美国已经签署了半导体合作的基本原则,2纳米半导体制造基地最早在2025财年启动。

  铁头含蓄地说,这段时间实际上已经很慢了。因为启动制造基地表明建设生产线需要时间,同时,三星和英特尔的生产能力已经铺平了前面提到的台积电。至于日本媒体长期声称的半导体上游上并不影响先进的过程。制造芯片是一个能力问题,与是否有原材料无关。

  就欧洲而言,可以肯定的消息是,英特尔将在欧洲投资800亿元建设先进的工程工厂,今年很有可能开工。欧盟也推广了处理器研发的联合项目,但2nm的研发预算是……1.1亿美元。结合欧洲半导体企业的主营业务,欧盟没有领先的2nm项目,需要一年的观察。如果今年什么都做不了,以后什么都做不了。

  然而,可以肯定的是,今年年底将是一个关键时刻。尽管台积电刘德音在股东大会上表示,台积电不会特别担心日美合作2nm、三星和英特尔2纳米技术的发展。但2nm时代的技术战争已经开始。


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