近日，芯片巨頭Intel終于宣布其10nm芯片有望在2019年下半年開(kāi)始出貨。摩爾定律發(fā)展到今天已經(jīng)失效，這些年來(lái)，Intel在10nm工藝制程上一直發(fā)展不順利，近乎難產(chǎn)，以至于從2015年發(fā)布Skylake架構(gòu)芯片以來(lái)，該公司一直在14nm工藝上修修補(bǔ)補(bǔ)，甚至有傳言稱Intel內(nèi)部已完全放棄10nm計(jì)劃。
所幸，Intel宣布明年將推出下一代Sunny Cove架構(gòu)的酷睿（Core）與至強(qiáng)（Xeon）芯片。
據(jù)了解，Sunny Cove是一種基于10nm工藝構(gòu)建的增強(qiáng)型微架構(gòu)，但I(xiàn)ntel推出的并非是完全體的10nm芯片，而是通過(guò)Foveros技術(shù)將不同性能、不同部分封裝在一起，僅高性能部分使用10nm工藝制程。
Foveros是一種邏輯芯片3D堆疊技術(shù)，之前已經(jīng)應(yīng)用在存儲(chǔ)芯片上，但用在CPU上仍有困難。Foveros技術(shù)允許將復(fù)雜的邏輯芯片堆疊在一起，從而提供更大的功能，使處理器不同部分的組件與相應(yīng)的制造工藝匹配。
例如，高性能CPU內(nèi)核可能構(gòu)建在性能最高的10nm工藝上，但集成USB、Wi-Fi、以太網(wǎng)、PCIe的I/O連接部分不需要這么高的性能，采用14nm甚至22nm工藝可能更有意義，因?yàn)槠湫阅茏銐颍暮统杀疽偷枚唷?/p>
Foveros意味著處理器可以按照不同的制程集成這些組件，這些不同的組件可以并排緊密包裝在一起，實(shí)現(xiàn)更高的密度和更小的芯片面積。
芯片在完成前期的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)之后，將交由芯片代工廠進(jìn)行流片，再往后便是封裝和批量生產(chǎn)。目前，比較知名的芯片代工廠包括Intel、三星、臺(tái)積電以及格羅方德這樣的公司。
自1995年以后，半導(dǎo)體制程工藝水平從500nm、350nm、250nm一直進(jìn)化到如今的28nm、10nm以及7nm。目前，多數(shù)代工廠都在大力投入7nm生產(chǎn)線，相關(guān)的樣片也已經(jīng)流片成功。
所謂制程納米，是CMOSFET晶體管閘極的寬度，即閘長(zhǎng)。閘長(zhǎng)可以分為光刻閘長(zhǎng)和實(shí)際閘長(zhǎng)。由于在光刻中光存在衍射現(xiàn)象以及芯片制造中還要經(jīng)歷離子注入、蝕刻、等離子沖洗、熱處理等步驟，因此會(huì)導(dǎo)致光刻閘長(zhǎng)和實(shí)際閘長(zhǎng)不一致的情況。
另外，同樣的制程技術(shù)下，實(shí)際閘長(zhǎng)也會(huì)不一樣。Intel在10nm制程上與對(duì)手進(jìn)行的以下對(duì)比便足以說(shuō)明問(wèn)題。
閘長(zhǎng)越短，有兩大好處：一是提高晶體管密度，在同樣大小的硅晶圓制造更多的晶體管，運(yùn)算能力會(huì)更強(qiáng)；另一個(gè)好處是降低功耗，因?yàn)殚l長(zhǎng)決定了電流通過(guò)時(shí)的損耗，寬度越窄，功耗越低。
這也是為什么眾多芯片設(shè)計(jì)商要采用更先進(jìn)的制程工藝的原因，但將真實(shí)需求、投入成本、技術(shù)成熟度引入進(jìn)考量體系的話，很多芯片設(shè)計(jì)企業(yè)并不會(huì)一味去追求最新的制程工藝，他們會(huì)選擇在具體時(shí)間節(jié)點(diǎn)上性價(jià)比最高的工藝。
根據(jù)咨詢公司Gartner的推算，10nm芯片的總設(shè)計(jì)成本約為1.2億美元，7nm芯片則為2.71億美元，較10nm高出兩倍之多，所以并不是所有企業(yè)都能追逐最新的工藝。
智能駕駛芯片企業(yè)所選擇的芯片制程工藝在12nm-40nm之間，策略是比較穩(wěn)妥而且保守的。
調(diào)研結(jié)論顯示，芯片制程工藝的發(fā)展所推動(dòng)的性能提升與成本下降兩大趨勢(shì)在28nm工藝節(jié)點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)折，再往更先進(jìn)的工藝做，成本不降反升。從商業(yè)上考量，對(duì)于一些民用的場(chǎng)景，比如智能汽車，28nm是性價(jià)比最好的一代技術(shù)。
2018年年初，全球領(lǐng)先的芯片代工廠臺(tái)積電宣布保留28nm工藝生產(chǎn)線，作為長(zhǎng)周期、長(zhǎng)壽命的技術(shù)，這代技術(shù)最穩(wěn)定，而且應(yīng)用也非常廣泛。雖然目前的技術(shù)已經(jīng)進(jìn)化至7nm，甚至是5nm。
當(dāng)大廠和創(chuàng)業(yè)公司同時(shí)選擇一家芯片代工廠之時(shí)，未來(lái)相應(yīng)的訂單生產(chǎn)優(yōu)先級(jí)也將產(chǎn)生一定的差異，好在目前這些企業(yè)選擇的芯片制程工藝重合度還沒(méi)那么高。
相關(guān)企業(yè)在接受調(diào)研時(shí)表示，以臺(tái)積電為例，他們?cè)谛袠I(yè)中還是很講規(guī)則的，要在臺(tái)積電進(jìn)行芯片的流片和量產(chǎn)，需要申請(qǐng)一系列資質(zhì)，包括企業(yè)背景、技術(shù)以及產(chǎn)品未來(lái)的預(yù)測(cè)，同時(shí)對(duì)方還會(huì)來(lái)企業(yè)內(nèi)部做調(diào)查，最后才能確定是否為該企業(yè)開(kāi)辟賬戶。