過去幾個(gè)月來，三星、臺(tái)積電都在不斷宣布10納米甚至7納米制程上的量產(chǎn)進(jìn)展，與此對(duì)應(yīng)的是，英特爾10納米工藝制程的量產(chǎn)計(jì)劃卻一直沒有落地，這讓英特爾一度遭遇外界質(zhì)疑。

但就在9月19日，英特爾終于拋出了王炸。

在北京的"英特爾精尖制造日"現(xiàn)場(chǎng)，英特爾一口氣對(duì)外首次展示了10納米Cannonlake、10納米Arm測(cè)試芯片、22納米FFL、14納米展訊SC9861G-IA和14納米展訊SC9853I這5款晶圓，對(duì)外批露了相關(guān)芯片的量產(chǎn)計(jì)劃，并首次對(duì)外詳細(xì)揭密了自身在下一代制程上的多項(xiàng)前沿技術(shù)儲(chǔ)備。

會(huì)上，英特爾更以少見的強(qiáng)勢(shì)態(tài)度，狠懟"友商"三星和臺(tái)積電。

"目前，友商10納米芯片的晶體管密度，只相當(dāng)于我們14納米芯片的密度。"英特爾公司制造、運(yùn)營與銷售集團(tuán)總裁StacyJ.Smith說，"我們領(lǐng)先了友商整整3年。"

事實(shí)上，早在今年3月，英特爾就已在舊金山講述過同樣觀點(diǎn)。但在中國這個(gè)關(guān)鍵市場(chǎng)再次重申，并展示10納米晶圓，這被業(yè)界視為英特爾發(fā)起全面反攻，并加速拓展芯片代工市場(chǎng)的信號(hào)。

【摩爾定律不死】

晶體管的制程工藝，多年來一直遵循摩爾定律，即當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)量，以及消費(fèi)者每花一元錢能獲得的芯片性能，每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍。

但近幾年來，摩爾定律還能維持多久，已經(jīng)成為業(yè)界討論最多的問題。甚至很多分析者認(rèn)為，摩爾定律即將失效。

其原因在于，我們目前使用的主流芯片制程已經(jīng)達(dá)到14納米制程，并正在向10納米發(fā)展。而在7納米以后，晶體管的縮小就將接近物理極限，一旦晶體管進(jìn)一步降低，就有可能產(chǎn)生量子隧穿效應(yīng)，為芯片制造帶來巨大挑戰(zhàn)。

這意味著，如果物理學(xué)上沒有重大突破，要進(jìn)一步增加晶體管的密度，就將變得極為困難。

去年，勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)曾宣稱，通過由納米碳管和二硫化鉬（MoS2）的替代材料和技術(shù)，已能將晶體管制程的物理極限縮減到1納米。不過，這一研究目前也還停留在初級(jí)階段。

但英特爾卻依然堅(jiān)定表態(tài)：摩爾定律不死。

"誠然，有一天我們可能會(huì)達(dá)到物理極限，但目前還看不到終點(diǎn)，而摩爾定律在任何可預(yù)見的未來都不會(huì)終結(jié)。"StacyJ.Smith說。

（StacyJ.Smith）

為什么摩爾定律不會(huì)失效？

英特爾的答案是，用制程技術(shù)之外的"黑科技"，來抵消制程技術(shù)放緩帶來的影響。

比如，應(yīng)變硅、高K金屬柵極、自校準(zhǔn)通道、鰭式場(chǎng)效應(yīng)（FinFET）晶體管等技術(shù)，都曾在不同的制程階段，為縮小晶片面積、提升晶體管密度起到巨大作用。

這樣，雖然每一代制程節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間在延長，但通過超微縮等前沿技術(shù)，英特爾可以加速推進(jìn)晶體管密度的提升，從而確保芯片的性能持續(xù)提升和成本持續(xù)下降。

（本文資料配圖均來自英特爾官方資料）

現(xiàn)在，通過超微縮技術(shù)，14納米和10納米的晶體管密度，都能比以往的制程技術(shù)分別提升2.5倍和2.7倍。

這意味著，英特爾能讓10納米芯片的面積縮小到7.6平方毫米，較14納米芯片縮小了57%，并可以在每平方毫米的面積里，容納超過1億個(gè)晶體管。

"如果按單個(gè)晶體管成本計(jì)算，我們的價(jià)格下跌速度，甚至還要略快于歷史水平。"StacyJ.Smith說。

根據(jù)Intel的工藝路線圖，10納米制程節(jié)點(diǎn)將包括10nm、10nm+、10nm++三個(gè)小迭代，其后就將轉(zhuǎn)向7納米制程，并且5納米和3納米也已經(jīng)在規(guī)劃中。

在這些階段，英特爾正對(duì)多項(xiàng)前沿技術(shù)進(jìn)行研究和布局，9月18日披露的技術(shù)包括：

（1）納米線晶體管：納米線結(jié)構(gòu)可改進(jìn)通道靜電，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)晶體管柵極長度的微縮。

（2）III-V材料（如砷化鎵和磷化銦）：可以改進(jìn)載流子遷移率，讓晶體管在更低電壓和更低的有功功耗下運(yùn)行。

（3）硅晶片的3D堆疊：可以在更小的面積內(nèi)，實(shí)現(xiàn)不同的技術(shù)混裝集成。

（4）高密度內(nèi)存：包括易失性和非易失性存儲(chǔ)技術(shù)

（5）高密度互聯(lián)：將包括新的材料和圖案成形技術(shù)。

（6）極紫外（EUV）光刻：將在現(xiàn)有的193納米波長工具基礎(chǔ)上，進(jìn)一步微縮為13.5納米波長

（7）自旋電子（BeyondCMOS）：在CMOS到達(dá)微縮極限后，繼續(xù)提高密度和降低功耗。

（8）神經(jīng)元計(jì)算：采用不同的處理器設(shè)計(jì)和架構(gòu)，以更高的能效執(zhí)行某些計(jì)算功能。

【10納米落地，怒懟三星臺(tái)積電】

技術(shù)密集、資金密集的芯片業(yè)，注定是一個(gè)寡頭競爭的天下。

經(jīng)過多年廝殺，半導(dǎo)體行業(yè)中有能力制造最先進(jìn)芯片的公司已經(jīng)屈指可數(shù)。在10年前，有18家公司擁有自己的晶圓廠，但現(xiàn)在，這個(gè)數(shù)字已經(jīng)減少到英特爾、三星、臺(tái)積電、格羅方德4家。

"其中，只有3家在投資開發(fā)規(guī)模量產(chǎn)型的制程技術(shù)，只有2家公司真正有一體化的器件生產(chǎn)能力。"StacyJ.Smith說。

今年以來，三星和臺(tái)積電都給英特爾帶來了巨大壓力。

就在9月11日，臺(tái)積電聯(lián)合ARM、Xilinx等公司，發(fā)布了全球首顆7納米芯片，并宣布該芯片將于2018年正式量產(chǎn)。此前它的10納米芯片，已于去年就已經(jīng)宣布量產(chǎn)；而5納米芯片則計(jì)劃于2019年開始風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)。

三星也在去年就宣布10納米芯片量產(chǎn)，計(jì)劃于今年內(nèi)年風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)8納米芯片，明年內(nèi)實(shí)現(xiàn)7納米芯片的商業(yè)化。此外，它在6、5、4納米的制程也都已有規(guī)劃。

它們的制程工藝，真的已經(jīng)趕超英特爾了嗎？

9月19日，在"英特爾精尖制造日"現(xiàn)場(chǎng)，英特爾中國全球副總裁兼中國區(qū)總裁楊旭對(duì)此的回應(yīng)是：

"老虎不發(fā)威，當(dāng)我們是病貓！"

在英特爾看來，友商們都是在玩數(shù)字游戲。

""業(yè)界現(xiàn)在有一種趨勢(shì)，對(duì)自己節(jié)點(diǎn)的命名制造混淆概念，即使晶體管的密度并沒有提升，但仍繼續(xù)為其采用新一代制程節(jié)點(diǎn)命名。"StacyJ.Smith說。

英特爾認(rèn)為，下面這個(gè)已被業(yè)界廣泛使用的公式，可用于任何制造商的任何芯片晶片，明確、一致地測(cè)量晶體管密度，并為芯片設(shè)計(jì)者和客戶提供關(guān)鍵信息，準(zhǔn)確比較不同制造商的制程，從而改變制程節(jié)點(diǎn)命名的亂象。

英特爾表示，如果從按照這個(gè)公式的比較，英特爾的芯片性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于競爭對(duì)手。

比如，在14納米制程上，英特爾認(rèn)為自己"領(lǐng)先了3年"。

而在10納米制造上，英特爾也表示，自己"領(lǐng)先了整整一代"。

比如，英特爾宣稱，自己的10納米工藝采用第三代FinFET（鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管）技術(shù)和超微縮技術(shù)，擁有全球最密集的晶體管和金屬間距，最小柵極間距從70納米縮小至54納米，最小金屬間距從52納米縮小至36納米，邏輯晶體管密度可達(dá)到每平方毫米1.008億個(gè)。

這個(gè)數(shù)據(jù)，較業(yè)界其他的"10納米"高了差不多1倍。

"相比其他友商的'10納米',英特爾的10納米技術(shù)領(lǐng)先了整整一代。"英特爾技術(shù)與制造事業(yè)部制程架構(gòu)與集成總監(jiān)MarkBohr說。

【爭奪代工市場(chǎng)，爭奪中國市場(chǎng)】

一向不評(píng)論友商的英特爾，為何此次突然發(fā)威？

一個(gè)重要的原因，在于英特爾正在大舉殺入芯片代工市場(chǎng)，這意味著它將與三星和臺(tái)積電產(chǎn)生更激烈的直接對(duì)抗。

在2016年，臺(tái)積電在全球晶圓代工的市占率為50.6%，其后依次是格羅方德9.6%，聯(lián)電8.1%，三星以7.9%排名第四，但去年以來一直不斷擴(kuò)大產(chǎn)能，并已宣稱將全力擴(kuò)大代工業(yè)務(wù)規(guī)模，"目標(biāo)市場(chǎng)第二"。

而英特爾生產(chǎn)的芯片，過去主要都是自用，代工業(yè)務(wù)從2013年才在小范圍內(nèi)啟動(dòng)。

盡管如此，英特爾在這個(gè)市場(chǎng)依然雄心勃勃。

"目前，英特爾的代工廠完全有能力支持客戶的大規(guī)模生產(chǎn)需求，市場(chǎng)也有很多的機(jī)會(huì)。"英特爾公司技術(shù)與制造事業(yè)部副總裁、晶圓代工業(yè)務(wù)聯(lián)席總經(jīng)理ZaneBall說。

英特爾瞄準(zhǔn)的，是利潤更豐厚，自身也更具比較優(yōu)勢(shì)的高端晶圓代工市場(chǎng)。

自2010年以來，高端晶圓代工市場(chǎng)復(fù)合增長率達(dá)14%，2016年市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到230億美元，同時(shí)市場(chǎng)規(guī)模還將不斷增長。

其中，中國將成為一個(gè)極為關(guān)鍵的主要市場(chǎng)。

受益于國家扶持和市場(chǎng)增長，中國芯片產(chǎn)業(yè)正在迎來井噴。據(jù)全球芯片設(shè)備行業(yè)協(xié)會(huì)SEMI估算，2017年中國在晶圓代工廠領(lǐng)域的整體支出（包括建筑與設(shè)備）將由2016年的35億美元增長至54億美元，增幅達(dá)54%，而在2018年，這一數(shù)字將有望達(dá)到86億美元。

ZaneBall表示，58.5%的半導(dǎo)體消費(fèi)發(fā)生于中國，但中國無圓晶廠全球占比為25%，這意味著一個(gè)巨大的機(jī)會(huì)。

而且，從市場(chǎng)上來看，由于英特爾不像臺(tái)積電只做代工，也不像高通、AMD、華為等只做設(shè)計(jì)，它既懂設(shè)計(jì)又有工廠，所以代工業(yè)務(wù)受到限制，與很多競爭對(duì)手難以達(dá)成合作。在這方面，來自中國的大量客戶卻沒有這個(gè)顧慮。

"我們要進(jìn)入專業(yè)晶圓代工，還要在中國大有所為。"ZaneBall說。

"建造并裝備一家頂尖晶圓廠所需要的投資，至少需要100億美元。過去5年，我們已經(jīng)投資了500億美元，在全球都有頂尖的晶圓廠和封裝測(cè)試廠，這讓我們有更高的良率，有足夠的產(chǎn)能來應(yīng)對(duì)市場(chǎng)不斷變化的需求，而且可以更快，以更低成本調(diào)整生產(chǎn)。"StacySmith說，這些都將為英特爾的代工業(yè)務(wù)提供強(qiáng)大的、獨(dú)特的競爭力。

目前，英特爾的技術(shù)與制造集團(tuán)員工已超過3萬人，制造廠房面積則達(dá)到400萬平方英尺，每秒可以生產(chǎn)100億晶體管，是全球少數(shù)可以做高尖端晶圓代工的廠商。

而在中國，英特爾的員工也超過7000人，自2004年以來的協(xié)議投資超過130億美元。

下一步，英特爾的代工業(yè)務(wù)將瞄準(zhǔn)兩個(gè)細(xì)分市場(chǎng)。一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，包括網(wǎng)絡(luò)處理器、FPGA（可編程芯片）；另一個(gè)是移動(dòng)和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

目前，英特爾代工業(yè)務(wù)將開放22納米、14納米和10納米技術(shù)，并提供包括完整的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IP組合，經(jīng)過認(rèn)證的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）工具流等系統(tǒng)支持。其中：

14/10納米低功耗和高性能移動(dòng)平臺(tái)旨在支持客戶在旗艦/主流移動(dòng)產(chǎn)品細(xì)分市場(chǎng)推出最高性能、最低功耗的智能手機(jī)、平板電腦和消費(fèi)設(shè)備。

22FFL（FinFET低功耗）平臺(tái)則將為入門級(jí)智能手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、連接解決方案、可穿戴設(shè)備和車載系統(tǒng)帶來最低功耗與卓越性能。

值得注意的是，英特爾的代工業(yè)務(wù)是由一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的不同企業(yè)共同完成。

比如，中國本土的展訊，就是英特爾在14納米和22納米領(lǐng)域的重要合作伙伴。展訊的SC9861G-IA和SC9853I兩款14納米芯片，均是使用英特爾的低功耗平臺(tái)制造而成。

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