英特尔推22nm产品移动处理器仍缺席

    英特尔(Intel)稍早前推出了基于人们期待已久，称之为三闸(tri-gate)的 3D 电晶体所设计的 22nm 制程。三闸极电晶体首次披露是在2002年，而今，它将成为英特尔 22nm 节点的基础。另外，英特尔还展示了全球首个 22nm 的微处理器(代号 Ivy Bridge )。
    Ivy Bridge 以该公司 Core系列处理器为基础，它将是首批采用三闸电晶体量产的晶片。Ivy Bridge预备今年底可进入量产。
    然而，英特尔仍未宣布 22nm 的行动处理器──用于抵御来自 ARM 阵营的竞争威胁。
    英特尔的22nm制程也将基于英特尔的第三代high-k/金属闸方法。它也将使用铜互连、应变矽和其它特性。同时，就像32nm制程，英特尔也将采用193nm浸入式微影技术。
    英特尔并未透露更多有关low-k互连技术的细节。但英特尔坚称并未使用绝缘矽(SOI)技术。据英特尔表示， SOI 晶圆将增加10%左右的总制程成本。
    三闸电晶体象徵着IC产业的一次重大转变。数十年来，这个产业一直使用传统‘平坦’的2D平面闸极。而英特尔寻求以更薄而且能在矽基板上垂直升起的3D矽鳍薄片来取代平面闸极。。
    其他领先的晶片制造商也都在寻找在多闸极电晶体架构，包括IBM的fab club、台积电(TSMC)等。在英特尔之外，这种三闸极电晶体技术被称作 FinFET。台湾的台积电计划在14nm节点推出其最初的FinFET。
    至少未来三年，英特尔将在多闸极电晶体竞赛中领先，英特资深院士暨处理器架构及整合制程总监Mark Bohr说。Bohr表示，三闸极技术可以扩展到14nm节点，但他在谈及22nm的下一个节点时突然停顿了一下。
    这家晶片巨擘称其技术为‘完全耗尽型三闸极电晶体’。三闸极电晶体在一个垂直鳍架构的三个面上形成导通通道，以提供‘完全耗尽型’的操作。
   “电流的控制是透过在矽鳍的三个面上各自建置一个闸极来完成，其中2个闸极各自放在一个面上，另一个则穿越顶端──而非像2D平面电晶体仅放置一个闸极在顶端，”英特尔表示。“更多的控制能让电晶体在切换至‘开启’状态(以提高效能)时能流入更多的电流，而在‘关闭’状态(达到最低的耗电)时让电流尽可能接近于零，并且让电晶体能快速在两种状态之间切换(以达到更好的效能)。”
    该公司称，与英特尔的32nm平面电晶体相较，22nm的三闸极电晶体在低电压下提供了37%性能强化。这意味着该技术更适合必须降低开关功耗的小型手持装置。此外，新技术也能以不到一半的功耗，达到与采用2D平面电晶体之32nm制程相同的效能。
    要实现22nm制程，英特尔必须进行更多的‘双重图形’(double patterning)步骤，Bohr说。但整体而言，该公司将在22nm技术中使用标准晶圆厂工具，而制程成本仅增加2~3%。
    22nm制程又称1270，它已进入生产。首先会在奥勒冈州的D10晶圆厂生产，而后亚利桑那州的F32厂将在今年下半年量产。
    去年，半导体观察家们对英特尔同意为可编程逻辑新创业者Achronix Semiconductor代工的消息感到震惊；而根据一份报告，英特尔显然与另一家可编程逻辑业者Tabula Inc.,达成了同样的代工协议。但英特尔拒绝评论有关Tabula的报导，一位发言人则称此为谣言。
    稍早前，Piper Jaffray的分析师表示，他们认为英特尔将争夺苹果公司的代工业务。
    分析师对英特尔22nm三闸极技术有着不同见解。“其性能令人印象深刻，” Gleacher & Co. 分析师Doug Freedman说。
   “与平面型技术相比，这只会增加约2%~3%的最终晶圆成本──这部份是用于制造矽‘鳍’以建构3D电晶体通道和闸极，从而提供比平面型技术更好的微缩因子──这可能足以抵销额外成本并获得晶片微缩的优势，”他说。“三闸极可调节以降低漏电流(完全耗尽型电晶体)或是实现更低的阈值。结果是能在更低功耗/低电压操作下获得更佳效能。”
    英特尔22nm产品首个瞄准的应用是桌上型电脑/伺服器，但Freedman认为，这家晶片巨擘应该先着眼于另一个部分。“为什么不先攻行动市场？”他质疑。
行动处理器仍缺席22nm盛宴？
    “事实上，这是x86产品首次使用3D电晶体闸极技术，这将有助于弥补x86架构在最佳化低功耗方面迎战ARM时所面临的挑战。我们并不认为游戏规则会就此改变，但看来x86与 ARM的战争仍持续升温，”Freedman说。
   “英特尔还未将其最好的一部份应用在超行动和平板市场，因为其新产品将针对伺服器和笔电/桌上型电脑等产品，”他说。“结果是至少在2012年底前手机和平板市场看来都不大可能导入新技术。手机市场需要9个月的时间才能完成一款手机从设计到问世的认证及上市周期。我们不相信英特尔在2012年初以前能向OEM厂商们提供基于22nm制程的手机晶片。”
   “原先推测英特尔在过去几天可能会推出一些新的行动处理器，这些产品可能会立即对 ARM 的业务和/或Nvidia的Tegra造成影响。不过，我们没有看到这些消息发布，特别是英特尔的行动/平板/智慧手机业务负责人在几星期前闪电请辞，”Raymond James & Associates Inc.分析师Hans Mosesmann在一份报告中指出。
    这并不奇怪，英特尔正在全速朝行动领域前进。该公司最近发布了代号为 Oak Trail的45nm制程行动处理器。据英特尔的新任笔电及平板事业部副总裁Stephen Smith表示，不久后OEM将推出采用该处理器的产品。
    继Oak Trail之后，英特尔正在准备两款基于32nm的行动处理器，包括Medfield 和 Clover Trail 在内。Smith 对EE Times透露，Medfield是针对智慧手机。Clover Trail 则将把英特尔推入更广泛的行动领域，他表示。不过，他并未透露任何基于22nm的产品。
    无论如何，“该公司相信三闸极电晶体将能让摩尔定律(Moore’s Law)从英特尔的22nm制程再往下延续。这就意味着需要更低功耗、更低的每电晶体成本，以及更高的性能，”Mosesmann说。
   “与英特尔大约4年前发布45nm节点后闸极(gate last) high-k金属闸极电晶体时相同，毫无疑问，英特尔仍在制程技术方面领先半导体产业，”他表示。“英特尔并不是唯一一家真正采用或考虑3D电晶体的业者，事实上，GlobalFoundries认同该技术；意法半导体(STMicroelectronics)──并不认为这是理想的低功率方案；而三星(Samsung)──正在评估3D和平面两种方法。我们相信，英特尔可能会领先竞争对手2年左右。”