10nm造不出7nm卻進展順利?深度解讀英特爾現狀

眼看AMD的7nm第三代銳龍就要發威,還在10nm工藝推進上舉步維艱的英特爾不甘示弱:我們的7nm工藝也進展順利呢。英特爾到底遇到了什麼問題,為什麼10nm出不來卻能放出7nm一切順利的話呢?

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對於10nm工藝不順利的原因,英特爾的解釋是設定了過於激進的縮放/晶體管密度目標,導致多重圖形過於複雜。簡單來說就是步子邁太大,扯到X了。

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不過深度的解讀就比較複雜了,小編其實也不完全理解,不過在臺灣學習半導體制造的PCEVA論壇網友Asuka曾發文講解過光刻技術。CPU、GPU、閃存、內存的晶圓製造,都是控制光這把刀來"雕刻"電路。簡單的想象在玻璃上貼上一條條電工膠帶,然後手電筒打一道光過去,就能在後方投影出"電路"。擋光的東西,就叫掩膜(mask)。

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而實際製造所需的掩膜非常複雜:

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而且設計掩膜的過程中會有很多讓人啼笑皆非的狀況,完美的掩膜未必會有完美的最終效果,相反,不完美的掩膜卻有可能達到理想的目標。

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英特爾為了用193nm波長的激光刻出10nm上的精細特徵尺寸,設計中用到了大量的多重圖案曝光,大大提升了技術難度,然後在多重因素影響下造成了10nm不斷跳票的現狀,只能在14nm節點基礎上反覆的優化。

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而7nm進展順利的解釋則是英特爾計劃採用波長13.5納米的極紫外光光刻(EUV),減少了對多重圖案曝光的需求,簡化了生產並縮短週期時間。據英特爾所說,7nm工藝是由獨立的團隊在負責,進展順利。這種說法是有可能的,當然英特爾的7nm目前也只是畫餅階段,沒有路線圖可以公佈,遠水解不了近渴。

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英特爾已宣佈7nm計劃的晶圓廠現在只有位於亞利桑那州的Fab 42。雖然EUV有很多好處,但也面臨一些更大的挑戰,比如粒子性太強,傾向於穿透而非反射。舉一個極端的例子,X-ray的波長在0.001到10納米之間,穿透力超強,被用來拍X光片。

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極紫外光經過多層反射膜之後損耗太大,生產過程非常耗電,但最終可用的功率還是很小,影響了生產的成本效益。這也是EUV遲遲未能大規模應用、AMD第三代銳龍要把IO部分獨立出來使用14nm製造的一個原因。

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