英特爾：摩爾定律仍然有效，10納米製程工藝今年量產

至頂網伺服器頻道 09月26日 新聞消息（文/鄒大斌）： 摩爾定律還有有效，還會持續多久？這問題時不時就會有人拿來討論一番。在日前舉行的「英特爾精尖製造日」上，這個問題再次被談及。在大會中，英特爾是非常正式的，用了大量事實來證明，摩爾定律至今仍然有效。除此之外，會上英特爾還宣布10納米製程工藝今年下半年會正式量產，並展示了英特爾製程工藝的多項重要進展，包括：英特爾10納米製程功耗和性能的最新細節、英特爾首款10納米FPGA的計劃，並宣布了業內首款面向數據中心應用的64層3D NAND產品已實現商用並出貨。

「今天是摩爾定律的盛會，英特爾過去、現在和未來一直都處在計算的中心，今後會繼續引領計算的潮流。」英特爾公司全球副總裁兼中國區總裁楊旭在「英特爾精尖製造日」的開場致辭中點出了這次會議的主題。

摩爾定律是戈登·摩爾1965提出的一個觀點或者說是一個觀察。他認為晶元上的晶體管數量每隔24個月將增加一倍。這一觀察得到行業的廣泛認可，被稱為摩爾定律。摩爾定律背後的含義就是，半導體行業我們產品的性能每兩年會翻一倍，每個晶體管的成本也隨之下降。其經濟學意義則是：就是按照特定節奏推動半導體製造能力的進步，我們就可以降低任何依賴於計算的商業模式的成本。

半個多世紀以來，半導體行業一直按照摩爾定律來前進，而推動進步的則是相比其他行業進步得更快的技術。之所以這麼說是因為，如果農業按照摩爾定律的這種技術更新節奏，僅僅用一平方公里的土地就可以養活全世界的人口；如果是汽車行業使用1加侖的石油就能夠從地球抵達太陽。從這種比較中也可以看出半導體行業技術進步之快。

那麼，在50多年後的今天摩爾定律還會有效嗎？或者說摩爾定律還會持續多久？

「我們一直在不斷推動摩爾定律的發展，儘管遇到了很多困難。特別是上世紀90年代以來，我們面臨著巨大的挑戰，但我們做出了很多創新找到了技術前進方案。事實證明，今天我們依舊在推動摩爾定律的發展。對摩爾定律究竟是否會失效，我們的答案是肯定不會。」英特爾公司製造、運營與銷售集團總裁Stacy Smith在演講時表示。

實際上，摩爾定律已經在不同層面上奠定了英特爾的發展以及整個行業的進步。Stacy Smith說，每一代製程節點的晶體管數量都會增加一倍，14和10納米製程技術其實都創了歷史紀錄，它實現了超過平常製程工藝的更高的晶體管密度，這些就是摩爾定律的原動力。

「製造成本正常的趨勢是不斷攀升，儘管成本攀升但是晶體管微縮，因此每個晶體管的成本是下降的，可以看到最後兩個製程節點的成本下降幅度是高於歷史趨勢的。它證明摩爾定律仍然有效。」Stacy Smith說。

在「英特爾精尖製造日」上，英特爾高級院士、技術與製造事業部製程架構與集成總監Mark Bohr帶來英特爾最權威的晶元技術解讀，他同時宣布，10納米製程工藝近年下半年會正式投產。

10納米製程工藝中最重要的技術之一就是晶體管超微縮技術，這是一項能提升性能、提高密度的關鍵技術。Mark Bohr認為，目前一些競爭友商公司的製程節點名稱並不準確，宣稱自己已經採用10納米製程工藝，這是誤導，也無法正確體現這個製程位於摩爾定律曲線的哪個位置。要分辨真假只需要比較一下晶圓上的晶體管密度即可。

他認為，要準確反映晶體管密度可以採用如上公式。因為這個公式用了兩個非常重要的邏輯概念，一個NAND單元，一個是比較複雜的掃描觸發器邏輯單元，這兩個概念用來更加準確的計算邏輯晶體管的密度。

「我們認為，這樣的計算方式更加準確地算出來每個邏輯單元面積上晶體管數量。如果用這種方式計算，會發現14納米和10納米的密度提升要比之前做的更多一些。原因就在於用了超微縮技術，使得我們在密度上得到更大優化，分別為2.5倍和2.7倍。」Mark Bohr表示，「我們也可以發現，市場上友商10納米的製程技術晶體管密度只相當於英特爾14納米製程晶體管密度，卻晚於英特爾14納米製程三年。」

在10納米製程工藝中另一項重要技術是英特爾全新的22FFL技術。這是全球首個面向低功耗物聯網以及移動產品的FinFET技術。Mark Bohr介紹說，英特爾使用了全球最先進的FinFET晶體管，而且是基於已經被驗證的22納米以及14納米技術。全新的超低漏電晶體管也搭載其中，漏電率降低100多倍。

「我們在22納米技術基礎上提供了簡化的互聯技術以及設計規則，同時實現了更高水平的設計自動化，完整的射頻設計獲得了支持。從成本角度來看，對比其他28/22納米平面技術我們擁有更強大的競爭優勢。」他說。

當然，英特爾不只在研發這些技術，10納米製程工藝中應用的技術還有很多，而值得一提的是英特爾還在為即將到來的7納米、5納米和未來的3納米製程工藝進行技術儲備。演講中，Mark Bohr透露了部分技術，包括納米線晶體管（Nanowire Transistor）、III-V材料（ III-V Materials）、3D堆疊（3D Stacking）、高密度內存（Dense Memory）、微縮互聯（Scaling Interconnects）、極紫外（EUV）光刻技術（Extreme Ultraviolet Lithography）、自旋電子（Spintronics）、神經元計算（Neuromorphic Computing）等。

「這些技術至少讓摩爾定理延續10年。」Mark Bohr說。

英特爾擁有全球最先進的晶元設計技術，同時也擁有全球最先進的晶元工廠。這兩者是英特爾引領晶元行業乃至確保摩爾定律持續有效的關鍵。如今，英特爾正在通過代工向外輸出這種生產能力。

「十多年前有18家公司有自己的領先的晶圓廠，但現在變成了4家，其中有3家是在投資開發規模量產型的製程技術，其中兩家公司是真正有一體化器件的生產能力，之所以這樣是因為這確實是一個技術難度很高的領域。」Stacy Smith表示。

Stacy Smith說，英特爾的晶元生產能力是業界非常稀缺的。「我們擁有非常獨特的競爭力。我們擁有全球規模，在全球擁有多家工廠；擁有全球頂尖的晶圓廠，保證了我們的高良品率；同時我們有足夠的產能來應對市場不斷變化的需求；我們還有自己全套的方法論，在現有的空間不斷地滿足摩爾定律的需求，我們能夠更快而且以更低的成本調整我們的生產。

值得一提的是，中國也是英特爾全球晶元生產基地布局中的一環，在中國大連英特爾有一個晶圓生產廠，在成都還建有封裝測試廠。「進入中國32多年來，英特爾一直在中國持續投資。從2004年開始我們總計在華投資超過130億美元，這對於英特爾而言是一個核心競爭力，中國對我們來說是至關重要的一個市場。」楊旭說。

據悉，英特爾擁有眾多的代工客戶。比如，ARM最新的Cortex A75就是英特爾代工生產的。Cortex A75採用了最新的10納米工藝，在12周內就完成了從RTL到首次的Tape Out，性能高達3GHz以上，實現了250uW/MHz的功耗。而在中國市場，展訊通信科技也在和英特爾合作，展訊的 SC9861G-IA 和 SC9853I 移動 AP 均使用英特爾的 14 納米低功耗平台製造而成。

演講中，英特爾公司技術與製造事業部副總裁、晶圓代工業務聯席總經理 Zane Ball表示，晶圓代工也是英特爾的一項重要的業務，英特爾對此業務很有信心，同時也給予很大的期望。

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