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未来十年产品路线,芯片巨头的拐点到来

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未来十年产品路线,芯片巨头的拐点到来
2020-09-16 17:55:21 阅读:0 发布人:纵横智控

2020年和2021年对英特尔来说将是漫长的岁月。自1968年成立以来,英特尔都是半导体世界范围内当之无愧的巨头,但受挫于自身的芯片生产技术遭遇到前所未有的困境,如今的英特尔却要向一直以来的追随者AMD发起挑战,面对技术落后的事实,Intel需要在技术规划路线和产品驱动模式上,有大的改变,以迅速渡过自身的艰难期。


英特尔将目光投向未来十年,计划到2029年实现功能强大的小型1.4nm节点,即今天的桌面节点大小的十分之一。英特尔希望其积极的发展轨迹能帮助它重新获得发展,恢复其硅片的领导地位,这对于与AMDRyzen处理器的竞争,以及苹果和微软等公司迁移到基于ARM的处理器对格局的走势影响,至关重要。

也许台积电就是英特尔近期内,最好的解决问题的答案。

走过拐点,才能看到新的英特尔

对手AMD仍在继续推动其7纳米芯片的发展,在市场占有率上已经向英特尔发起前所未有的冲击。

市场占有率趋势

英特尔迄今为止仍只能将其台式机CPU 固定在14纳米节点上,而在过去一年中仅在移动设备上迁移到10纳米。一直以来以技术为本的英特尔,在制程技术上的裹足不前让人唏嘘。

集设计、制造、封装一体化的IDM模式,使英特尔以成其大。难道IDM成了英特尔发展的桎梏吗?

随着芯片制造技术慢慢的变复杂,每隔18 - 24个月推出一个新的制造节点就会慢慢的变难迭代。今天,一个新的主要节点意味着新的材料、新的设备验证架构和其他一系列在起作用的诸多新因素。

英特尔在5年前就跨入14纳米工艺了,2015年推出的Skylake一代产品。跟着时间的推移,英特尔多次改进14nm节点,最终将该节点提供的性能提升了20%以上。英特尔使用了多种方法来提高14nm性能,这是英特尔的特有的技术秘密。


必须要格外注意的是,所有半导体制造商总是会进行持续的工艺改进(CPI),通过统计过程控制的手段来提高良率,减少性能变化,一般来说,这在某种程度上预示着成本的降低。英特尔所做的已经超出了常规CPI相关的改进,因为该公司改变了FinFET的基本结构和其他一些东西,而这需要新的知识库和几乎完全重新设计芯片。看来,英特尔对10nm的改进也采用了同样的方法。

英特尔独特的FinFET工艺,让其来到的其企业史的重要拐点。最近英特尔公布了其未来10年的产品路线,大家会回忆起其5年前的规划时刻,以及后来14nm泥泞中的艰难时光。也许除了自己,似乎还有可以为英特尔托底的另一半导体巨头。

英特尔的路线图

Intel路线图

2020年:IceLake 冰湖和CometLake彗星湖


今年,英特尔将继续推出第十代处理器系列,该系列始于去年在轻薄型笔记本电脑上首次亮相的10nm Ice Lake。

英特尔Ice Lake处理器最大的升级之一是加入了Gen11集成显卡,也称为Iris Plus。

2020年,英特尔还将继续发布其14纳米架构的新版本。它的第10代Comet Lake H处理器在更大,功能更强大的笔记本电脑上启动。英特尔通过推出Comet Lake S芯片对台式机采取了类似的方法。

2020年:TigerLake 虎湖,Xe图形

英特尔通常会在秋季推出其下一代移动处理器,而今年则是第11代Tiger Lake系列新产品。Tiger Lake在预定的Intel活动中首次亮相,采用10nm ++设计。尚未得到证实的资料说明,与14nm设计相比,英特尔声称其基于10nm的节点可提供2.7倍的密度缩放。这些节点基于第一代Foveros 3D堆栈和第二代EMIB封装设计。


英特尔已经确认了一些新功能,包括对新的Thunderbolt 4标准USB4和新的Gen12图形的支持。Gen12图形也称为Intel Xe,基于Intel用于DG1离散图形卡的相同GPU体系结构。Gen12有望提供Gen11两倍的性能,这将帮助英特尔与竞争对手AMD即将推出的7nm Navi图形架构竞争。

英特尔此前已经在公司路线图的演示中确认了Tiger Lake将配备新的处理器内核。该处理器将可能基于增强的10nm节点:10nm +,并具有新的Willow Cove内核。根据一些硬件资料,与第10代Ice Lake相比,Tiger Lake的L3缓存被认为比Ice Lake多了50%。

2021年:混合架构方法

2021年,英特尔向第12代过渡的过程将始于Alder Lake。在台式机上,10nm Alder Lake可能会在今年年底推出,这是英特尔10nm节点的第四次迭代。最有必要注意一下的是,Alder Lake S将借鉴Lakefield的ARM big.LITTLE设计的混合体系结构变体,为台式机引入一种新的10nm芯片架构。


Alder Lake将有多种配置,涵盖台式机和移动设备,并支持各种TDP。在台式机上,Alder Lake S可以配置为具有八个大核心和八个小核心,或者六个大核心和不小的核心。两种配置都将带有基于GT1 Xe的图形处理单元。据信该处理器还将支持DDR5内存,并将与Intel 600系列主板兼容。

在高端台式机空间或HEDT中,英特尔可能要等到2021年才能准备好处理器,这可能会使AMD即将面世的Ryzen 4000 Threadripper面临一段时间的挑战。这在某种程度上预示着直到2021年,都不会有在2019年底推出的Cascade Lake-X接班人。

2022年:7nm技术

除了AlderLake以外,我们在英特尔架构计划中拥有的最后一个主要代号是MeteorLake。流星湖S将成为英特尔首款7纳米台式机处理器,这在某种程度上预示着英特尔向7纳米的转变比竞争对手AMD落后了几年。


事实上,英特尔甚至没有将其10nm工艺的后续产品称为"7nm",而是在8月份时使用了 "下一代 "一词。与此同时,英特尔确实证实,其雄心勃勃的PonteVecchio超级计算机GPU的计算瓦片将在外部晶圆厂和内部使用其'下一代'节点制造。

与10nm相比,英特尔的7nm工艺提供了两倍的密度。Intel期望将利用计划的节点内优化这样的话,其7纳米工艺比台积电(TSMC)的5纳米制造工艺具有更高的晶体管密度,因此流星湖S可能具有更多的内核。该处理器将使用极紫外光刻或EUV制成。

2023年至2029年:1.4nm?!

这太遥远了。

这就是英特尔的产品路线:2021年达到7nm,2023或2024年达到5nm,2025年达到3nm,2027年达到2nm,2029年达到1.4nm。考虑到英特尔在移动和台式机上完全过渡到10nm所花的时间,这种产品节奏对于Intel而言将是难以置信的。但事情真的不太好说,或许,如果台积电是问题答案的话,英特尔的复兴计划又有那么点可信了。

台积电是英特尔的答案


AMD的崛起,除了致力于技术创新,最重要的因素莫过于芯片生产策略上,AMD与芯片代工企业格芯分拆,并及时的拥抱了当今世界最重要的半导体企业:台积电。正是得益于台积电领先的制程工艺,AMD的zen4 架构在性能和功耗上,超过了英特尔,取得了技术优势。

英特尔当然也可以低下高贵的头,在错综复杂的先进制程上,寻求台积电的帮助,暂时保持住目前的均衡局势。

台积电还未正式投产的3nm产线已经获得英特尔方面的关注,有望获得英特尔的大笔订单。

未来十年产品路线

在7月23日的二季度财报分析师电话会议上,英特尔CEO罗伯特·斯旺透露他们考虑由其他厂商代工芯片,如果确实需要用到其他厂商的制程工艺,他们就会那么做,在工艺落后的情况下,英特尔会有更多的选择,会努力更灵活,不必强求英特尔乃以成名的IDM一条龙的芯片设计生产封装模式。

已经有外媒曾报道,考虑由其他厂商代工芯片的英特尔,已经将2021年18万片晶圆GPU的代工订单交给了台积电,将采用台积电为Intel 量身定制的6nm工艺。而外媒最新的报道显示,台积电尚未投产的3nm工艺,也有望获得英特尔的订单。

台积电的3nm工艺,目前还处在研发中,尚未投产,但研发在按计划推进,他们计划在2021年风险试产,2022年下半年大规模投产。

结语

英特尔将不得不抵御重新崛起的AMD,这可能是痛苦的,特别是在数据中心领域,AMD已经获得了技术架构级的领先,这不光是制程芯片工艺的优势了。


英特尔计划在2021年底推出7nm工艺,这相当于今年台积电为苹果和华为的5nm工艺。目前Intel还没有发布推出5nm节点(台积电3nm)的官方预测。根据台积电的新工艺进展迅速,应该会在2022年底上马3nm节点。


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