在2021 IEEE國際電子器件會議（IEDM）上，英特爾展示了多項技術(shù)突破,，完整闡述了其未來技術(shù)的發(fā)展方向,。12月14日，針對這些先進技術(shù)及其應用方向,，英特爾副總裁,，制造,、供應鏈和營運集團戰(zhàn)略規(guī)劃部聯(lián)席總經(jīng)理盧東暉博士進行了全面的解讀。

長期以來,，摩爾定律持續(xù)引領(lǐng)著半導體產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展,，而隨著工藝制程逐漸下探，直至觸達物理極限,，新架構(gòu),、新材料、新封裝逐漸成為延續(xù)摩爾定律的新方向,。據(jù)盧東暉博士介紹,，英特爾組件研究團隊是英特爾乃至業(yè)界先進技術(shù)的探路者。這些前沿技術(shù)也是指引英特爾延續(xù)摩爾定律的武器,，英特爾有信心于2025年重新奪回制程技術(shù)領(lǐng)導權(quán),。

持續(xù)創(chuàng)新，為延續(xù)摩爾定律注入活力

根據(jù)英特爾披露信息表明,，為推進摩爾定律延續(xù),，英特爾持續(xù)創(chuàng)新和突破。IEDM 2021上,，英特爾組件研究團隊發(fā)布了三大關(guān)鍵領(lǐng)域創(chuàng)新,，包括晶體管核心微縮技術(shù)、300mm硅晶圓集成氮化鎵基功率器件和硅基CMOS,、硅基半導體量子計算,。

以CPU為例，晶體管數(shù)量和密度對CPU性能至關(guān)重要,。對此,，英特爾提出了四點2．5D／3D封裝技術(shù)發(fā)展路線。EMIB技術(shù)采用2．5D嵌入式橋接方案,，應用于Sapphire Rapids處理器的封裝過程中,。Foveros及Foveros Omni技術(shù)則通過高性能3D堆疊技術(shù)，使die－to－die的互連和模塊化設(shè)計更加靈活,。Foveros Direct技術(shù)實現(xiàn)了銅對銅鍵合和低電阻互連,，將凸點間距縮小至10微米以下，大幅度提高3D堆疊的互連密度,。在混合鍵合（hybrid bonding）技術(shù)中,，化學機械拋光和沉積、介電層平面性和翹曲程度都影響著芯片鍵合的效果,，憑借前沿技術(shù)應用,，英特爾將封裝互連密度提升至10倍以上。

另一方面,，英特爾逐漸引領(lǐng)摩爾定律進入埃米時代,，Intel 20A節(jié)點將轉(zhuǎn)向GAAFET（英特爾將其稱為RibbonFET）,，通過堆疊多個CMOS晶體管，將邏輯微縮提高了30％至50％,。針對未來微縮技術(shù),，英特爾克服了傳統(tǒng)硅通道限制，使用2D材料縮短通道長度,，從而提高晶體管集成度,。

在功率和內(nèi)存方面，英特爾在300mm晶圓上首次集成了氮化鎵基（GaN－based）功率器件與硅基CMOS,，同時采用鐵電存儲器（FeRAM）,，提供2ns低時延讀寫能力和更大的內(nèi)存資源。此外,，英特爾還表示,，未來量子計算等新技術(shù)將會逐步取代傳統(tǒng)MOSFET晶體管。英特爾已經(jīng)在常溫磁電自旋軌道（MESO）邏輯器件,、自旋電子材料研究,、300mm量子比特制程工藝流程等方面取得進展,。

打造設(shè)計,、制造、封裝一體化能力

據(jù)盧東暉博士介紹,，芯片制造工藝節(jié)點隨著摩爾定律不斷迭代,，其組件密度不斷提高，現(xiàn)有功能模塊占用面積逐漸縮小,，IP數(shù)量和種類增加,，整體芯片成本卻在不斷降低。而當前市場應用需求對能效和算力需求逐漸提升,，芯片封裝逐漸朝著異構(gòu)集成方向發(fā)展,。這也意味著晶圓制造和封裝技術(shù)越來越重要。

在芯片制程和先進工藝方面,，英特爾在14nm時期＋＋＋的迭代升級,，以及當時10nm工藝遲遲沒有量產(chǎn)，而AMD已經(jīng)推進到7nm甚至5nm工藝,。因此,，英特爾一度被消費市場戲稱為“擠牙膏”。然而,，從晶體管密度方面來看,，intel 10nm是可以等同于臺積電7nm的。一般而言,，業(yè)界將晶體管的柵極長度作為指導晶圓廠命名的方法,，而當前晶圓廠工藝制程的命名規(guī)則,，已經(jīng)不再具備現(xiàn)實意義。較之臺積電與三星,，英特爾的命名方式又過于保守,。英特爾似乎也終于意識到這一點，今年7月,，英特爾公布了全新的節(jié)點命名方法,。

新節(jié)點命名方式將10nm Enhanced SuperFin更名為Intel 7，與10nm SuperFin相比,，每瓦性能提升約10％至15％,。而之前的Intel 7nm則更名為Intel 4，是英特爾首個完全采用EUV光刻技術(shù)的FinFET節(jié)點,，預計2022年下半年量產(chǎn),。Intel 3則取代了原來的7nm＋，延續(xù)FinFET晶體管架構(gòu),，量產(chǎn)計劃在2023年下半年,。在3nm工藝節(jié)點上，三星已經(jīng)轉(zhuǎn)向了GAAFET,，而英特爾和臺積電仍然堅持在FinFET上繼續(xù)演進,。而在Intel 20A（A表示埃米“angstrom”）節(jié)點上，英特爾轉(zhuǎn)向了GAAFET晶體管架構(gòu),，并引入了全新的PowerVia技術(shù),，預計將于2024年推出。

事實上,，自英特爾新任CEO帕特·基辛格上任后,，已經(jīng)宣布多項重大戰(zhàn)略決策。他強調(diào),，在IDM2．0時代,，英特爾將致力于打造設(shè)計、制造,、封裝一體化核心技術(shù)能力,。在封裝方面，英特爾代工服務（IFS）結(jié)合領(lǐng)先制程和封裝技術(shù),，持續(xù)為客戶交付世界級IP組合,。

寫在最后

一顆芯片的誕生開始于芯片設(shè)計，隨后經(jīng)過光罩制作,、制造,、晶片分揀、封裝測試，到最后成品出貨,，這期間需要花費大量的資金和時間成本,。盧東暉博士表示，有足夠的資金和時間,，任何企業(yè)都能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)上的迭代,，但摩爾定律說到底仍然是經(jīng)濟定律，企業(yè)要做的是縮減成本,，提高市場競爭力,。英特爾技術(shù)團隊持續(xù)引領(lǐng)前沿技術(shù)進步，為半導體領(lǐng)域引導航向,，并持續(xù)為英特爾2025年重回巔峰的目標提供驅(qū)動力,。