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中国电子报 英特尔“尚能饭否”？，7nm工艺“卡壳”


中国电子报 英特尔“尚能饭否”？，7nm工艺“卡壳”
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【中国电子报 英特尔“尚能饭否”？，7nm工艺“卡壳”】
中国电子报 英特尔“尚能饭否”？，7nm工艺“卡壳”
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超出预期的营收往往能增强资本市场的信心 ， 带动股价市值的双重增长 ， 可刚刚公布第二季度财报的英特尔却成了一个例外 。 明明手握营收同比增长19.53%、净利润同比增长22.16%的好成绩 ， 股价却不升反降 ， 在财报公布当天重挫16% 。
这一反常现象的原因 ， 是英特尔在制程工艺上的再度“卡壳” 。 英特尔CEOBobSwan在投资者电话会议中透露 ， 其7nm技术进度已经落后内部计划一年 ， 面向消费市场的7nmCPU将推迟到2022年末或者2023年初上市 。
Swan同时表示 ， 在制程研发上将更加务实 ， 考虑使用自家代工 ， 第三方代工厂代工 ， 或者两者皆有的方式来生产芯片 。 作为公众视野中最为活跃的IDM ， 英特尔考虑使用第三方代工的消息也“一石惊起千层浪” 。 英特尔制程“卡壳”可能是哪些因素造成的？英特尔会失去在代工和计算领域的优势地位吗？
技术指标过于激进
越来越小的数字 ， 是代工厂商制程迭代最直观的变化 。 虽然英特尔、三星、台积电都以“14 ， 10 ， 7”等数字来命名制程节点 ， 可相应数字对应的指标却大不相同 。
业界知名专家莫大康向《中国电子报》采访人员指出 ， 英特尔从10nm开始制程进展缓慢 ， 可能与其制程缩小过快以及采用钴材料有关 。
所谓制程缩小过快 ， 是指英特尔对晶体管密度的提升力度相对激进 。 按照摩尔定律 ， IC上可容纳的晶体管数目约每隔18个月便会增加一倍 。 可目前来看 ， 最贴近每一代工艺提升一倍晶体管密度的厂商 ， 是英特尔 。 其10nm晶体管密度是14nm的2.7倍 。 根据韩国媒体曝光的英特尔2019年投资者会议资料 ， 英特尔7nm晶体管设计密度较10nm翻了一番 。 而台积电、三星并没有死守摩尔定律 。 根据市调公司ICKnowledge公布的数据测算 ， 台积电10nm晶体管密度是14nm的1.8倍 ， 7nm（N7FF）的晶体管密度是10nm的1.8倍 。 三星10nm晶体管密度是14nm的1.6倍 ， 7nm晶体管密度（7LPE）是10nm的1.8倍 。
因此 ， 虽然台积电、三星已经实现了7nm的量产 ， 但两家厂商的7nm晶体管密度略低于英特尔的10nm工艺 。 这也意味着 ， 英特尔的7nm比台积电和三星的7nm更难实现 。
为了推动摩尔定律在10nm以下继续发展 ， 英特尔将目光转向了材料 。 在10纳米以下制程 ， 以“铜”作为导线材料开始暴露导电速率不足等缺点 ， 而钴的填满能力、抗阻力、可靠度正好能突破铜材料的瓶颈 。 资料显示 ， 英特尔将在10纳米工艺节点的部分互连层上导入钴材料 。
曾经 ， 三星为了率先在7nm节点导入EUV技术 ， 导致量产时间落后于台积电 。 如果说EUV的导入是“hard”模式 ， 那材料的转变就是“hell”模式 。 不仅难以突破 ， 还需要材料、设备、制造厂商的共同转变 ， 可谓难上加难 。
“如今英特尔正处于将连线金属材料由铜转向钴的阶段,遇到困难也很正常,因为材料变革总是很难的 ， 责任也与设备供应商有关 。 ”莫大康表示 。
但是 ， 作为首个在代工业务中采用HKMG和FinFet的厂商 ， 英特尔对于半导体制程的贡献有目共睹 。 如果英特尔率先在钴材料取得突破 ， 加上每一代产品都在晶体管密度、鳍片间距、栅极间距有着更优的指标 ， 依然存在反败为胜的机会 。 只是 ， 距离铜取代铝作为导线材料已经二十多年 ， 英特尔何时能啃下这块“硬骨头” ， 还难以预料 。
IDM模式有利有弊
半导体制造主要有两个模式 ， 一是纯做代工的Foundry（晶圆厂） ， 二是自有设计、代工、封测的IDM 。 台积电是当前市占率最高的Foundry ， 而英特尔作为2019年营收最高的半导体厂商 ， 也是当之无愧的IDM代表 。


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