【芯視野】打破XXnm制程命名法，英特爾新規(guī)則能否引發(fā)行業(yè)變革？

報道（文/清泉） 在摩爾定律的指引下，集成電路上的晶體管數(shù)量在不斷提升，業(yè)界用XXnm來描述工藝制程，例如：40nm、28nm、14nm、10nm等，數(shù)字越小，工藝越先進(jìn)。但隨著晶體管逐漸接近物理極限，這樣的命名方式已無法準(zhǔn)確反應(yīng)真實的半導(dǎo)體工藝制程，新的命名方式也就應(yīng)運(yùn)而生了。

2021年7月27日，英特爾公司CEO帕特·基辛格在以“英特爾加速創(chuàng)新”為主題的全球線上發(fā)布會上展示了英特爾未來的制程及封裝技術(shù)路線圖，其中，英特爾對新的制程節(jié)點命名方式進(jìn)行了變革，宣布了一項新的命名規(guī)則：從10nm以下，XXnm的叫法被摒棄，取而代之的是Intel 7、Intel 4、Intel 3、Intel 20A、Intel 18A。

為何擯棄XXnm的叫法？這要從它最初的命名來源說起。

據(jù)悉，稱呼制程工藝節(jié)點為XXnm，與晶體管的柵極長度相對應(yīng)。最初以微米為度量單位，隨著晶體管越變越小，柵極的長度越來越微縮，業(yè)界開始以納米為度量單位。隨著新技術(shù)的不斷進(jìn)步，例如應(yīng)變硅（strained silicon）、FinFET等創(chuàng)新技術(shù)的出現(xiàn)，除了縮小晶體管外，讓它們更快、更便宜和更高能效也變得同樣重要，從這時開始，傳統(tǒng)的XXnm命名方法其實已不再與實際的晶體管的柵極長度相匹配。

帕特·基辛格表示：“如今，整個行業(yè)，包括英特爾在內(nèi)，使用著各不相同的制程節(jié)點命名和編號方案，這些多樣的方案既不再指代任何具體的度量方法，也無法全面展現(xiàn)該如何實現(xiàn)能效和性能的最佳平衡。因此，英特爾更新了自己的命名體系，以創(chuàng)建一個清晰、一致和有意義的框架，幫助客戶對整個行業(yè)的制程節(jié)點演進(jìn)獲得更準(zhǔn)確認(rèn)知，進(jìn)而做出更明智的決策。”

英特爾的新命名法則給用戶傳遞了哪些清晰的認(rèn)知呢？

從英特爾公布的路線圖來看，Intel 7基于FinFET晶體管優(yōu)化而成，與Intel 10nm SuperFin 相比，每瓦性能將提升約10%-15%；Intel 4完全采用EUV光刻技術(shù)，可使用超短波長的光，刻印極微小的圖樣，每瓦性能約有20%的提升，芯片面積也有改進(jìn)；Intel 3憑借FinFET的進(jìn)一步優(yōu)化和在更多工序中增加對EUV的使用，相比Intel 4將在每瓦性能上實現(xiàn)約18%的提升，在芯片面積上也會有額外改進(jìn)；Intel 20A將憑借RibbonFET和PowerVia兩大突破性技術(shù)開啟埃米時代；Intel 18A節(jié)點尚在研發(fā)中，將于2025年初推出，它將對RibbonFET進(jìn)行改進(jìn)，在晶體管性能上實現(xiàn)又一次重大飛躍。

可以看出，性能和功耗是英特爾命名新規(guī)則的一個關(guān)鍵指標(biāo)。

Performance、Power和Area是評估半導(dǎo)體產(chǎn)品的非常重要的三個指標(biāo)，英特爾新制程節(jié)點命名法可以說正是體現(xiàn)了每瓦性能這一關(guān)鍵指標(biāo)，從Intel 7到Intel 4，每瓦性能實現(xiàn)了較大幅度20% 的提升，從命名上也體現(xiàn)了這一點。英特爾方面表示，新的命名方法希望能給用戶提供一個完整的框架，讓用戶能更準(zhǔn)確的理解獲取英特爾的不同制程工藝的特點。

事實上，兩年前的Hotchips大會上，半導(dǎo)體技術(shù)專家黃漢森（時任臺積電研發(fā)負(fù)責(zé)人）就曾公開發(fā)表過類似的觀點。他指出，摩爾定律未來還會繼續(xù)有效，但描述工藝制程節(jié)點的XXnm說法已經(jīng)不科學(xué)了，因為它與晶體管柵極已經(jīng)不是絕對相關(guān)的關(guān)系了，制程節(jié)點已經(jīng)變成了一種營銷游戲。

不過，要想改變行業(yè)多年的一種約定俗成的慣例實非易事，目前，英特爾之外，其他公司依然在采用XXnm的命名法則，例如，臺積電、三星等在公開的文案中，都仍在采用XXnm的方式來界定其不同的制程工藝節(jié)點。

不管業(yè)界是否跟進(jìn)，作為摩爾定律的提出者以及半導(dǎo)體先進(jìn)工藝的領(lǐng)導(dǎo)者，英特爾新的命名法則為業(yè)界提出了一種新的選擇。在晶體管體積不斷接近物理極限，而業(yè)界對性能、功耗、集成度的需求仍有增無減的情況下，僅僅通過縮微工藝已無法滿足需求，集新材料、新結(jié)構(gòu)器件、新封裝等創(chuàng)新技術(shù)于一體才能實現(xiàn)速度更快、體積更小、能效更高、成本更低的終極需求。而這一切的重要的實現(xiàn)方式——工藝制程——它的命名方式當(dāng)然也需與時俱進(jìn)，跟上技術(shù)的發(fā)展步伐。（Sky）

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