IEDM 2022 庆祝晶体管诞生 75 周年颁奖典礼结束后，英特尔执行副总裁兼技术开发总经理 Ann Kelleher 发表了主题演讲，标题是 庆祝晶体管问世 75 周年！展望下一代创新机会。

我认为 Ann 的工作是整个半导体行业中最具挑战性的工作之一，她在演讲快结束时展示的一张幻灯片说明了这一点：

您可能知道英特尔迟迟未推出它过去称为 10nm 而现在称为 Intel 7 的产品。它现在处于大批量制造 (HVM) 阶段，并且正在推出 Alder Lake、Raptor Lake 和 Sapphire Rapids。

下一代工艺是Intel 4，以前叫7nm。它是“制造就绪”。我不太确定这到底是什么意思。它要么正在使用，要么将用于制造流星湖。正如我在帖子HOT CHIPS Day 2: AI...and More Hot Chiplets中所写，Meteor Lake 是一个 3D 异构集成设计：

它有一个 CPU 块、一个 GPU 块、一个 SoC 块、一个 I/O 扩展器块，以及在它们下面的一个基础块。Meteor Lake 已经在实验室启动。

我认为只有 CPU 和 GPU 块是在 Intel 4 中构建的。

Intel 3应该会在明年下半年准备就绪。

下一个工艺是Intel 20A（A代表Ångström），计划2024年上半年（用于Arrow Lake）。这是带状 FET（环栅）工艺。

那么 Intel 18A 意味着在 2024 年下半年准备就绪（可能是 Lunar Lake 的进程）。这一过程将提供给代工厂客户。如果届时 ASML 可以使它工作，该节点计划成为第一个使用 High-NA EUV 的节点（请参阅我的帖子什么是高 NA EUV？）。

这是三到四年内的五代过程（取决于你从哪里开始计算）。我不认为任何公司曾经试图做如此雄心勃勃的事情。当然，未来几年将证明英特尔能否成功做到这一点并“超越”竞争对手。其中一些可能只是命名。Intel 18A 可能是 Intel 20A 的光学缩小版，而不是真正的工艺节点。

安的主题演讲

关键信息安以她的关键信息开场：

  • 摩尔定律关乎创新，对于满足计算需求至关重要。好吧，这有点像“母性与苹果派”。
  • 基于系统的技术协同优化 (STCO) 是创新的下一个重大发展。这是作为全新的东西呈现的，但事实证明我第一次提到 STCO 是在 2018 年 6 月，在我的 Imec路线图中。
  • 挑战和机遇很多，需要在整个生态系统中不断创新。这就是她在演讲中花费大量时间的内容。

未来是stco

正如我上面所说，她的一个顶级观点是未来属于STCO。除其他外，这意味着使用小芯片（英特尔通常称之为“tiles”）和使用设计技术协同优化来优化设计过程接口（如背面配电或通过支柱）来实现系统。当然，整个系统的集成、封装的设计、制造都是有流程的。英特尔有两种 3D 封装技术，称为 Foveros 和 EMIB，它们有不同的风格。Foveros Direct 是一种直接的铜对铜组装方法。

stco水平

系统的 STCO 从应用程序和工作负载以及软件负载开始。这在高层次上推动了系统架构，基本上是如何将设计划分为小芯片。在小芯片中，有基础 IP（标准单元、内存），还有核心和加速器 IP（对于代工，英特尔支持 x86、Arm 和 RISC-V）。底部是 Ann 的领域：晶体管和互连，以及用于制造它们的半导体工艺。

Ann 演讲的中间部分是深入各个领域，并寻找未来的机会。一篇博客文章要涵盖的内容太多了，所以我只列出主题领域：

  • 人们
  • 晶体管
  • 互连
  • 材料
  • 可靠性
  • 记忆
  • 图案化
  • 软件
  • 分解
  • 制造业
  • 高级封装

在介绍了流程路线图的状态（我用它来打开这篇文章）之后，Ann 总结了英特尔正在研究的研究领域：

  • 基于小芯片设计的密度和布局灵活性额外提高 10 倍。
  • 允许继续缩放的超薄材料（一旦 RibbonFET (GAA) 耗尽，就使用 2D 材料制作晶体管）。
  • 能源效率（硅基 GaN）和存储器（FeRAM 磁电设备）的新可能性。

摩尔定律到一万亿个晶体管

她的最后一张幻灯片是英特尔如何将自己视为“摩尔定律的管家”。当然，戈登摩尔是英特尔的创始人之一，也是 1979 年至 1987 年的首席执行官。英特尔的目标是到 2030 年实现 1 万亿个晶体管设计。