英特尔加速工艺技术和封装技术创新
2022-03-17 214

● 英特尔的制程技术和封装技术创新路线图为从现在到 2025 年及以后的下一代产品注入动力。


● 两项突破性工艺技术:英特尔十多年来推出的首个新型晶体管架构 RibbonFET,以及业界首个背面电源传输网络 PowerVia。


● 随着英特尔进入半导体埃格斯特朗时代,更新后的节点命名系统将创建一个一致的框架,以帮助客户和行业更准确地了解工艺节点的演变。


● 英特尔晶圆代工服务(IFS)发展势头强劲,首次公布了合作客户名单。


   

2021年7月27日,英特尔首席执行官帕特·盖辛格在“英特尔加速创新:工艺技术和封装技术在线会议”上发表了演讲。在这次在线会议上,英特尔提出了未来工艺技术和封装技术的发展路线图。(图片来源:英特尔)


英特尔公司今日发布了迄今为止最详尽的工艺和封装技术路线图,展示了一系列底层技术创新,这些创新将持续推动公司从现在到2025年及以后的新产品开发。除了发布十多年来的首个全新晶体管架构RibbonFET和业界首个全新背面供电网络PowerVia之外,英特尔还重点介绍了其快速采用下一代极紫外光刻(EUV)技术,即高数值孔径(High-NA)EUV的计划。英特尔有望成为业界首家获得High-NA EUV光刻机的公司。


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凭借英特尔在先进封装领域无可争议的领先地位,我们正在加速推进工艺创新路线图,以确保到 2025 年,工艺性能再次引领行业。英特尔将利用其对持续创新的不懈追求,从晶体管到系统层面不断推进技术进步。在元素周期表被穷尽之前,我们将继续遵循摩尔定律,并持续利用硅的神奇力量推动创新。


——帕特·基辛格

英特尔公司首席执行官


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业界早已意识到,自 1997 年以来,传统的基于纳米的工艺节点命名方式已不再与晶体管的实际栅极长度相对应。今天,英特尔推出了一套全新的工艺节点命名系统,旨在创建一个清晰一致的框架,帮助客户更准确地了解整个行业工艺节点的演进。随着英特尔晶圆代工服务 (IFS) 的推出,为客户提供清晰的信息比以往任何时候都更加重要。盖尔辛格表示:“今天发布的创新技术不仅有助于英特尔规划产品路线图,对我们的晶圆代工服务客户也至关重要。业界对英特尔晶圆代工服务 (IFS) 表现出浓厚的兴趣,今天我很高兴地宣布,我们已与两家重要客户达成了首批合作。英特尔晶圆代工服务已扬帆起航!”


英特尔技术专家详细介绍了以下路线图,其中包括新的节点命名规则和支持每个工艺节点的创新技术:


● 基于 FinFET 晶体管优化,与 Intel 10nm SuperFin 相比,Intel 7 的每瓦性能将提高约 10%-15%。2021 年推出的 Alder Lake 客户端产品将采用英特尔 7 工艺,随后是面向数据中心的 Sapphire Rapids 工艺,预计将于 2022 年第一季度投入生产。


● 英特尔4完全采用了EUV光刻技术,该技术可以使用超短波长的光来雕刻极小的图案。英特尔第四代处理器每瓦性能提升约 20%,芯片面积也有所改进,将于 2022 年下半年投产,2023 年出货。这些产品包括面向客户端的 Meteor Lake 和面向数据中心的 Granite Rapids。


● 随着 FinFET 技术的进一步优化和 EUV 技术在更多工艺中的应用,英特尔 3 处理器的每瓦性能将比英特尔 4 处理器提高约 18%,芯片面积也将得到进一步改进。从 2023 年下半年开始,Intel 3 将用于相关产品的生产。


● 英特尔 20A 将凭借 RibbonFET 和 PowerVia 这两项突破性技术开启 Amy 时代。RibbonFET是英特尔实现的全环栅极晶体管(GEAT)技术,也是该公司自2011年率先推出FinFET技术以来推出的首个全新晶体管架构。该技术在实现与多鳍结构相同驱动电流的同时,加快了晶体管开关速度,并占用更小的空间。PowerVia是英特尔独有的业界首创背面电源传输网络,它无需在晶圆上进行正面电源布线,从而优化了信号传输。英特尔20A预计将于2024年发布。英特尔也很高兴与高通公司在英特尔 20A 工艺技术方面展开合作。


● 2025 年及以后:英特尔 18A 节点是英特尔 20A 节点的升级版,目前也在研发中,将于 2025 年初发布。它将改进 RibbonFET 技术,并在晶体管性能方面实现又一次重大飞跃。英特尔致力于定义、构建和部署下一代高数值孔径极紫外光刻技术,并有望率先获得业界首台高数值孔径极紫外光刻机。英特尔正与ASML紧密合作,以确保这项突破性技术在当前极紫外光刻技术之后也能取得成功。


英特尔高级副总裁兼技术开发总经理安·凯勒赫博士表示:“英特尔在工艺技术方面拥有悠久的创新历史,推动了行业的飞跃发展。我们引领了从90纳米应变硅到45纳米高介电常数金属栅极的过渡,并率先推出了22纳米FinFET工艺。凭借RibbonFET和PowerVia这两项突破性技术,英特尔20A将成为工艺技术领域的又一个里程碑。”


   

安·凯勒赫博士,英特尔公司高级副总裁兼技术开发总经理


随着英特尔新的 IDM 2.0 战略的实施,封装对于实现摩尔定律的优势变得更加重要。英特尔宣布,AWS 将成为首个使用英特尔晶圆代工服务 (IFS) 封装解决方案的客户。英特尔业界领先的先进封装技术路线图提出:


● EMIB 将继续引领行业,成为首个 2.5D 嵌入式桥接解决方案,英特尔自 2017 年以来一直在出货 EMIB 产品。Sapphire Rapids 将成为首款采用 EMIB(嵌入式多芯片互连桥)技术的英特尔芯片,并实现批量出货。®至强®数据中心产品。它还将成为业内首款性能几乎与单片设计相当,但集成两种掩模尺寸的产品。继蓝宝石 Rapids 之后,下一代 EMIB 的凸点间距将从 55 微米缩短至 45 微米。


 Foveros 利用晶圆级封装技术,提供了首个 3D 堆叠解决方案。Meteor Lake是Foveros技术在客户端产品中的第二代部署版本。该产品采用36微米的凸点间距,不同芯片可基于多种工艺节点,热设计功耗范围为5-125W。


 Foveros Omni 开创了 Foveros 技术的下一代,通过高性能 3D 堆叠技术,为芯片间互连和模块化设计提供了无限的灵活性。Foveros Omni 允许芯片拆解,从而可以根据不同的晶圆工艺节点,将多个顶层晶圆与多个基板进行混合搭配。预计将于 2023 年应用于量产产品中。


● Foveros Direct 实现了直接铜对铜键合,从而实现了低电阻互连,并使晶圆制造到封装之间的界限变得不那么清晰。Foveros Direct 实现了小于 10 微米的凸点间距,将 3D 堆叠互连密度提高了一个数量级,并提出了以前无法实现的芯片功能分区新概念。Foveros Direct 是 Foveros Omni 的补充,预计将于 2023 年应用于量产产品中。


今天讨论的突破性技术主要由英特尔位于俄勒冈州和亚利桑那州的工厂研发,这巩固了英特尔作为美国唯一一家同时拥有芯片研发和制造能力的领先企业的地位。此外,这些创新也得益于与美国和欧洲合作伙伴生态系统的紧密协作。深度合作是推动基础创新从实验室研究走向大规模生产的关键,英特尔致力于与世界各国政府合作,加强供应链,促进经济和国家安全。


在本次线上会议结束时,英特尔宣布将举办“英特尔创新峰会”,并公布了更多相关细节。“英特尔创新峰会”将于2021年10月27日至28日在旧金山以线上线下相结合的方式举行。






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