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英特爾推22nm產品 行動處理器仍缺席

上網時間: 2011年05月10日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:22nm  微處理器  Ivy Bridge  tri-gate  三閘極 

英特爾(Intel)稍早前推出了基於人們期待已久,稱之為三閘(tri-gate)的 3D 電晶體所設計的 22nm 製程。三閘極電晶體首次披露是在2002年,而今,它將成為英特爾 22nm 節點的基礎。另外,英特爾還展示了全球首個 22nm 的微處理器(代號 Ivy Bridge )。

Ivy Bridge 以該公司 Core系列處理器為基礎,它將是首批採用三閘電晶體量產的晶片。Ivy Bridge預備今年底可進入量產。

然而,英特爾仍未宣佈 22nm 的行動處理器──用於抵禦來自 ARM 陣營的競爭威脅。

英特爾的22nm製程也將基於英特爾的第三代high-k/金屬閘方法。它也將使用銅互連、應變矽和其它特性。同時,就像32nm製程,英特爾也將採用193nm浸入式微影技術。

英特爾並未透露更多有關low-k互連技術的細節。但英特爾堅稱並未使用絕緣矽(SOI)技術。據英特爾表示, SOI 晶圓將增加10%左右的總製程成本。

三閘電晶體象徵著IC產業的一次重大轉變。數十年來,這個產業一直使用傳統‘平坦’的2D平面閘極。而英特爾尋求以更薄而且能在矽基板上垂直升起的3D矽鰭薄片來取代平面閘極。。

其他領先的晶片製造商也都在尋找在多閘極電晶體架構,包括IBM的fab club、台積電(TSMC)等。在英特爾之外,這種三閘極電晶體技術被稱作 FinFET。台灣的台積電計劃在14nm節點推出其最初的FinFET。

至少未來三年,英特爾將在多閘極電晶體競賽中領先,英特資深院士暨處理器架構及整合製程總監Mark Bohr說。Bohr表示,三閘極技術可以擴展到14nm節點,但他在談及22nm的下一個節點時突然停頓了一下。

這家晶片巨擘稱其技術為‘完全耗盡型三閘極電晶體’。三閘極電晶體在一個垂直鰭架構的三個面上形成導通通道,以提供‘完全耗盡型’的操作。

“電流的控制是透過在矽鰭的三個面上各自建置一個閘極來完成,其中2個閘極各自放在一個面上,另一個則穿越頂端──而非像2D平面電晶體僅放置一個閘極在頂端,”英特爾表示。“更多的控制能讓電晶體在切換至‘開啟’狀態(以提高效能)時能流入更多的電流,而在‘關閉’狀態(達到最低的耗電)時讓電流盡可能接近於零,並且讓電晶體能快速在兩種狀態之間切換(以達到更好的效能)。”

該公司稱,與英特爾的32nm平面電晶體相較,22nm的三閘極電晶體在低電壓下提供了37%性能強化。這意味著該技術更適合必須降低開關功耗的小型手持裝置。此外,新技術也能以不到一半的功耗,達到與採用2D平面電晶體之32nm製程相同的效能。

要實現22nm製程,英特爾必須進行更多的‘雙重圖形’(double patterning)步驟,Bohr說。但整體而言,該公司將在22nm技術中使用標準晶圓廠工具,而製程成本僅增加2~3%。

22nm製程又稱1270,它已進入生產。首先會在奧勒岡州的D10晶圓廠生產,而後亞利桑那州的F32廠將在今年下半年量產。

去年,半導體觀察家們對英特爾同意為可編程邏輯新創業者Achronix Semiconductor代工的消息感到震驚;而根據一份報告,英特爾顯然與另一家可編程邏輯業者Tabula Inc.,達成了同樣的代工協議。但英特爾拒絕評論有關Tabula的報導,一位發言人則稱此為謠言。

稍早前,Piper Jaffray的分析師表示,他們認為英特爾將爭奪蘋果公司的代工業務。

分析師對英特爾22nm三閘極技術有著不同見解。“其性能令人印象深刻,” Gleacher & Co. 分析師Doug Freedman說。

“與平面型技術相比,這只會增加約2%~3%的最終晶圓成本──這部份是用於製造矽‘鰭’以建構3D電晶體通道和閘極,從而提供比平面型技術更好的微縮因子──這可能足以抵銷額外成本並獲得晶片微縮的優勢,”他說。“三閘極可調節以降低漏電流(完全耗盡型電晶體)或是實現更低的閾值。結果是能在更低功耗/低電壓操作下獲得更佳效能。”

英特爾22nm產品首個瞄準的應用是桌上型電腦/伺服器,但Freedman認為,這家晶片巨擘應該先著眼於另一個部分。“為什麼不先攻行動市場?”他質疑。

下一頁:行動處理器仍缺席22nm盛宴?


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