英特爾拿下全球首臺高孔徑EUV光刻機(jī),這一招能否制敵?
芯片巨頭英特爾近日喜獲業(yè)內(nèi)首臺具有 0.55 數(shù)值孔徑 (High-NA) 的 ASML 極紫外 (EUV) 光刻機(jī),將助力英特爾在未來幾年實現(xiàn)更先進(jìn)的芯片制程。與之形成鮮明對比的是,另一巨頭臺積電則按兵不動,似乎并不急于加入這場下一代光刻技術(shù)的競賽。業(yè)內(nèi)分析師預(yù)計,臺積電可能要到 2030 年甚至更晚才會采用這項技術(shù)。
英特爾此次獲得的 High-NA EUV 光刻機(jī)將首先用于學(xué)習(xí)和掌握這項技術(shù),預(yù)計在未來兩三年內(nèi)用于 18A (1.8nm 工藝)之后的芯片制程節(jié)點。相比之下,臺積電則采取了更加謹(jǐn)慎的策略,華興資本和 SemiAnalysis 的分析師認(rèn)為,臺積電可能要到 N1.4 制程之后(預(yù)計在 2030 年后)才會采用 High-NA EUV 技術(shù)。
分析師 Szeho Ng 表示:“與英特爾計劃將 High-NA EUV 與 GAA 晶體管同時引入 20A 制程不同,我們預(yù)計臺積電將在 N1.4 制程之后才引入 High-NA EUV,最早也要到 2030 年以后。”
IT之家注意到,英特爾激進(jìn)的制程路線圖包括從 20A(2nm 級)開始引入 RibbonFET 全環(huán)柵晶體管和 PowerVia 背面供電網(wǎng)絡(luò),然后在 18A 進(jìn)一步優(yōu)化,并在 18A 之后節(jié)點采用 High-NA EUV 光刻機(jī),以實現(xiàn)更低功耗、更高性能和更小的芯片尺寸。
目前主流的 EUV 光刻機(jī)采用 0.33 數(shù)值孔徑(Low-NA)鏡頭,能夠在量產(chǎn)中實現(xiàn) 13 到 16 納米的關(guān)鍵尺寸,足以生產(chǎn) 26 納米的金屬間距和 25 到 30 納米的互聯(lián)間距。這對于 3nm 級制程來說已經(jīng)足夠,但隨著制程的微縮,金屬間距將縮小到 18-21 納米(imec 數(shù)據(jù)),這將需要 EUV 雙重曝光、圖形化刻蝕或 High-NA 單曝光等技術(shù)。
英特爾計劃從 20A 開始引入圖形化刻蝕,然后在 18A 之后節(jié)點采用 High-NA EUV,這可以降低工藝流程的復(fù)雜性和避免使用 EUV 雙重曝光。然而,High-NA EUV 光刻機(jī)比 Low-NA EUV 光刻機(jī)要昂貴得多,而且還有曝光面積減少一半等一系列特殊性。
分析人士認(rèn)為,至少在初期,High-NA EUV 的成本可能高于 Low-NA EUV 雙重曝光,這也是臺積電暫時觀望的原因。臺積電更傾向于采用成本更低的成熟技術(shù),以確保產(chǎn)品競爭力。
Intel重振晶圓業(yè)務(wù)
在制造業(yè)務(wù)獨(dú)立之前,英特爾的內(nèi)部產(chǎn)品業(yè)務(wù)部門與制造業(yè)務(wù)是一體的,雖然有時候可以帶來更好的協(xié)同作用,但是同樣也可能會使得兩個部門的效率降低,并帶來成本的上升,而新的模式則能夠很好的解決這個問題。
英特爾公司副總裁兼企業(yè)規(guī)劃集團(tuán)總經(jīng)理Jason Grebe表示,我們已經(jīng)在我們的制造組織和業(yè)務(wù)部門中進(jìn)行了大量的內(nèi)部分析和基準(zhǔn)測試,發(fā)現(xiàn)了許多優(yōu)化機(jī)會,這將帶來顯著的成本節(jié)省。同時,內(nèi)部代工模式將為英特爾業(yè)務(wù)集團(tuán)提供強(qiáng)有力的激勵,使其更高效地工作。例如,業(yè)務(wù)部門決定通過英特爾制造流程的“加急”晶圓成本高昂,并且會降低工廠效率。展望未來,這筆服務(wù)費(fèi)將由業(yè)務(wù)部門承擔(dān),預(yù)計它將減少加急次數(shù),與競爭對手相提并論。
Grebe預(yù)計,“通過工廠運(yùn)輸?shù)募蛹本A減少帶來的成本和效率節(jié)省,預(yù)計隨著時間的推移每年將節(jié)省500億至1億美元?!?/span>
而且英特爾的測試時間目前是競爭對手的兩倍或三倍。由于業(yè)務(wù)部門根據(jù)測試時間收取市場價格,英特爾預(yù)計硅前設(shè)計選擇將減少這些測試時間,最終每年節(jié)省約 500 億美元。通過減少晶圓步進(jìn)的數(shù)量,即產(chǎn)品設(shè)計的物理迭代次數(shù),英特爾估計它將實現(xiàn)500億至1億美元的成本節(jié)約。
另外,對于英特爾的產(chǎn)品業(yè)務(wù)(芯片設(shè)計)部門來說,其也能夠選擇更具競爭力的外部晶圓代工合作伙伴來降低成本、提升產(chǎn)品的競爭力。
按照英特爾的路線圖,提出了4年量產(chǎn)5個制程節(jié)點的計劃,致力于在2025年重新取得制程技術(shù)的領(lǐng)先地位。目前Intel 7已實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),并用于客戶端和服務(wù)器端;Intel 4已經(jīng)準(zhǔn)備就緒,為投產(chǎn)做好準(zhǔn)備,預(yù)計2023年下半年基于Intel 4的Meteor Lake將量產(chǎn);Intel 3正按計劃推進(jìn)中;和Intel 18A將于2024年上半年量產(chǎn),Intel 20A將于2024年下半年量產(chǎn),預(yù)計相關(guān)產(chǎn)品將會在2025年推出,屆時英特爾將重新取得制程技術(shù)的領(lǐng)先地位。而這也是英特爾開拓代工業(yè)務(wù)的重要競爭力。
能否重返霸主之位?
這事一出,大家都開始討論英特爾能不能借這個機(jī)會來個大逆襲。畢竟光刻機(jī)在芯片制造里就是頂梁柱般的存在,沒它可不行。那么英特爾能否像撿到寶藏一樣逆襲成為2nm芯片的霸主?
首先,讓我們揭開芯片制造的神秘面紗。光刻機(jī)在這個過程中可是位高權(quán)重的大佬,負(fù)責(zé)將圖案轉(zhuǎn)移到硅片上。簡而言之,光刻機(jī)就是這個游戲的畫師,而芯片是他的畫布。沒有光刻機(jī)就別想制造芯片,尤其是那些高端貨色。
然而,芯片制造可不是個簡單的過程。光刻機(jī)雖然非常重要,但并不是唯一的主角。舉個例子,目前全球只有臺積電和三星實現(xiàn)了3nm芯片的量產(chǎn)。雖然臺積電和三星都實現(xiàn)了量產(chǎn),但臺積電靠著更高的良品率幾乎包圓了所有頂尖企業(yè)的訂單,三星只能干看著。
所以說,光刻機(jī)固然是參與2nm芯片競爭的門票,但要逆襲可不是簡單地有了門票就能隨便進(jìn)場的。英特爾或許撿到了2nm光刻機(jī)這個關(guān)鍵道具,但想要逆襲還需要更多的策略和技能。
當(dāng)然,提前得到這個關(guān)鍵裝備對英特爾來說是一件好事。畢竟2nm光刻機(jī)的產(chǎn)能有限,其他競爭對手還在瑟瑟發(fā)抖地排隊中。英特爾就像是提前買到了最搶手的新款游戲機(jī),其他人只能眼巴巴地等待再次搶購。在芯片的世界里,一兩年的時間就足夠發(fā)生翻天覆地的變化,這就是英特爾的機(jī)會。
當(dāng)然,臺積電在技術(shù)和良品率上有一些優(yōu)勢,但這就像是巧婦難為無米之炊,再先進(jìn)的技術(shù)也得有光刻機(jī)來配合。目前,英特爾搶到了6臺,三星也在拼命爭取,臺積電的心思可不輕松??磥恚?nm芯片的戰(zhàn)爭已經(jīng)開始。各路豪強(qiáng)將展開新一輪的角逐,誰將勝出,誰將黯然離場。芯片制造市場或許將再次變天,誰能笑到最后?現(xiàn)在還真不好說,芯片制造市場的變數(shù)可大了去了。
總之,英特爾能不能實現(xiàn)逆襲,就看它能不能在這場激烈的競爭中抓住機(jī)會了,讓我們一起拭目以待。
