I dagens Intel Accelerated-evenemang driver företaget en andel i marken om var det vill vara 2025. VD Pat Gelsinger sade tidigare i år att Intel skulle återgå till produktledarskap 2025, men har ännu inte förklarat hur detta kommer till stånd – det är fram till idag, där Intel har avslöjat sin färdplan för sina nästa fem generationer av processnodteknologi som leder till 2025. Intel tror att de kan följa en aggressiv strategi för att matcha och passera sina gjuteririvaler, samtidigt som de utvecklar nya förpackningserbjudanden och starta en gjuteriverksamhet för externa kunder. Utöver allt detta har Intel döpt om sina processnoder.
Det korta svaret:
Om du bara tar bort en sak från den här artikeln kommer jag att lägga den här i centrum. Här är vad vi ser för Intels färdplaner, baserat på deras avslöjanden idag.
Som alltid är det skillnad på när en teknik rampar för produktion och kommer till detaljhandeln; Intel talade om vissa tekniker som “att vara redo”, medan andra “rampade”, så denna tidslinje är helt enkelt de datum som nämnts. Som du kanske föreställer dig kommer varje processnod sannolikt att existera i flera år, den här grafen visar helt enkelt den ledande teknologin från Intel vid varje given tidpunkt.
Om du vill ha detaljerna på denna graf, läs vidare.
Intels definierar en stark framtid: Är TSMC i riskzonen?
Tidigare i år tillkännagav VD Pat Gelsinger Intels nya IDM 2.0-strategi, som består av tre delar:
- Bygg (7nm)
- Expandera (TSMC)
- Productize (Intel Foundry Services)
Målet här är att fortsätta arbeta med Intels teknologiutveckling för processnod, gå längre än de nuvarande 10nm-designerna i produktion idag, men samtidigt använda andra gjuteritjänster från partners (eller konkurrenter) för att återta/behålla Intels position inom sina processorer som driver mycket av företagets intäkter. Det tredje elementet är IFS, Intels Foundry Services, där Intel satsar stort på att öppna upp sina tillverkningsanläggningar för externa halvledaraffärer.
Understödjande (1) och (3) är hur Intel kör sin egen processnodutveckling. Medan VD Gelsinger i Intels senaste resultatsamtal för tredje kvartalet 2021 bekräftade att Intel nu producerar fler 10nm wafers på en dag än 14nm wafers, vilket markerar en förändring i förtroendet mellan de två designerna, är det ingen hemlighet att Intel har haft svårt att gå över från sina 14nm wafers. process till sin 10nm-process. Den 29 juni i år uppgav Intel också att dess nästa generations 10nm-produkt kräver ytterligare valideringstid för att effektivisera driftsättningen på företagssystem för 2022. Observera att samtidigt har TSMC överträffat Intel genom leverans med kapacitet med dess motsvarande design (kallad 7nm) ) och dess ledande (5nm) design som överträffar Intels prestanda.
Precis som med det tidigare tillkännagivandet i mars bekräftar Intel att de har för avsikt att återgå till ledarskapsprestanda inom halvledare 2025. Detta kommer att göra det möjligt för både företaget att konkurrera bättre när det bygger sina egna produkter (1) men också erbjuda en bredare portfölj av prestanda och teknologier för sina framtida IFS-kunder (3). För att göra detta omarbetar den färdplanen för sin framtida processnodteknologi för att vara mer aggressiv med förbättringar, men samtidigt mer modulär med sin teknologi för att möjliggöra snabbare övergångar.
Den här planen leder Dr. Ann B Kelleher, som utsågs till SVP och GM för Technology Development-divisionen på Intel förra året. Den här divisionen är där all forskning och utveckling av Intels framtida processnodteknologier och förbättringar kommer ifrån – den brukade vara en del av Intels System Architecture Group, men den delades upp i juli 2020 för att återupprätta fokus enbart på teknikutveckling. Dr. Kellehers bakgrund involverar processforskning i akademin, följt av 26 år på Intel som processingenjör, övergång till att hantera Fab 24 i Irland, Fab 12 i Arizona, Fab 11X i Rio Rancho, innan han landar i HQ i Oregon som GM av tillverkning och drift.
Hennes erfarenhet av både fab-skala produktion och process nod forskning kommer att vara avgörande för Intels framtida planer. När hon diskuterade med Kelleher inför dagens tillkännagivanden, sa hon att hon har genomfört grundläggande förändringar när det gäller leverantörsmetod, ekosysteminlärning, organisationsförändringar, modulära designstrategier, beredskapsplaner och omvandla teknikutvecklingsteamet till en mer strömlinjeformad outfit redo att Kör. Dessa inkluderar nyckelpersoner som t.ex Sanjay Natarajan som SVP och GM för Logic Development (en av Intels nyligen återanställda) och Babak Sabi som CVP och GM för montering/testutveckling
Intel definierar idag “teknologiskt ledarskap till 2025” som definieras av prestanda per watt. Vi frågade Intel är en förbriefing vad det betyder för toppprestanda, vilket ofta är ett mått som vi bryr oss om för slutproduktdesign, och svaret var att “toppprestanda är fortfarande en viktig del av Intels strategiska utveckling”.
Intel byter namn på noderna: “Min är mindre”
Problemet med att bara lägga upp Intels färdplan här är att nyheten är tvåfaldig. Inte bara avslöjar Intel läget för sin teknik för de kommande åren, utan även namnen på tekniken ändras för att bättre överensstämma med vanliga industrinormer.
Det är ingen hemlighet att att ha “Intel 10nm” som motsvarar “TSMC 7nm”, även om siffrorna faktiskt inte har något med den fysiska implementeringen att göra, har malt hos Intel ett tag. En stor del av branschen, av någon anledning, har inte lärt sig att dessa siffror faktiskt inte är ett fysiskt mått. De brukade vara det, men när vi gick från 2D plana transistorer till 3D FinFET transistorer blev siffrorna inget annat än ett marknadsföringsverktyg. Trots detta blir folk förvirrade varje gång det finns en artikel om tekniken. Vi har pratat om det i ett halvt decennium, men förvirringen finns fortfarande kvar.
För det ändamålet döper Intel om sina framtida processnoder. Här är färdplansbilden, men jag kommer att dela upp den bit för bit.
2020, Intel 10nm SuperFin (10SF): Nuvarande generations teknik som används med Tiger Lake och Intels Xe-LP diskreta grafiklösningar (SG1, DG1). Namnet förblir detsamma.
2021 H2, Intel 7: Tidigare känd som 10nm Enhanced Super Fin eller 10ESF. Alder Lake och Sapphire Rapids kommer nu att kallas Intel 7nm-produkter, som visar upp en 10-15% prestanda per watt-ökning över 10SF på grund av transistoroptimeringar. Alder Lake är för närvarande i volymproduktion. Intels Xe-HP kommer nu att bli känd som en Intel 7-produkt.
2022 H2, Intel 4: Tidigare känt som Intel 7nm. Intel uppgav tidigare i år att dess Meteor Lake-processor kommer att använda en beräkningsplatta baserad på denna processnodteknologi, och kislet är nu tillbaka i labbet som testas. Intel förväntar sig en 20%-ig prestanda per watt-ökning jämfört med föregående generation, och tekniken använder mer EUV, mestadels i BEOL. Intels nästa Xeon Scalable-produkt, Granite Rapids, kommer också att använda en beräkningsplatta baserad på Intel 4.
2023 H2, Intel 3: Tidigare känt som Intel 7+. Ökad användning av EUV och nya högdensitetsbibliotek. Det är här Intels strategi blir mer modulär – Intel 3 kommer att dela vissa funktioner hos Intel 4, men tillräckligt mycket kommer att vara tillräckligt nytt för att beskriva detta som en ny full nod, i synnerhet nya högpresterande bibliotek. Ändå förväntas en snabb uppföljning. Ytterligare ett steg upp i EUV-användning, Intel förväntar sig en tillverkningsramp under andra halvan av 2023 med en 18% prestanda per watt-ökning jämfört med Intel 4.
2024, Intel 20A: Tidigare känt som Intel 5nm. Att flytta till tvåsiffrigt namn, där A står för Ångström, eller 10A är lika med 1nm. Få detaljer, men det är här Intel kommer att gå från FinFETs till sin version av Gate-All-Around (GAA) transistorer som kallas RibbonFETs. Även Intel kommer att debutera en ny PowerVia-teknik, som beskrivs nedan.
2025, Intel 18A: Inte listat i diagrammet ovan, men Intel förväntar sig att ha en 18A-process 2025. 18A kommer att använda ASML:s senaste EUV-maskiner, kända som High-NA-maskiner, som kan göra mer exakt fotolitografi. Intel har uppgett för oss att de är ASML:s ledande partner när det kommer till High-NA, och kommer att ta emot den första produktionsmodellen av en High-NA-maskin. ASML meddelade nyligen att High-NA försenades – på frågan om detta var ett problem svarade Intel nej, eftersom tidslinjerna för High-NA och 18A är där Intel förväntar sig att korsa varandra och ha ett obestridligt ledarskap.
Intel har bekräftat för oss att Intel 3 och Intel 20A kommer att erbjudas till gjuterikunder (men har inte angett om Intel 4 eller Intel 7 kommer att bli det).
För att få ihop detta i en enda tabell, med kända produkter, har vi följande:
| Intels Process Node Technology | ||||
| Gammalt namn | Nytt namn | Färdkarta | Produkter | Funktioner |
| 10SF | 10SF | I dag | Tiger Lake SG1 DG1 Xe-HPC Base Tile Agilex-F/I FPGA |
SuperMIM Tunnfilmsbarriär Volym 10nm Till försäljning idag |
| 10ESF | Intel 7 | 2021 H2 produkter | Alder Lake (21) Raptor Lake (22)? Sapphire Rapids (22) Xe-HP Xe-HPC IO-platta |
10-15 % PPW Uppgraderad FinFET ADL i Ramp idag |
| 7nm | Intel 4 | 2022 H2 ramp 2023 H1 produkter |
Meteor Compute Tile Granit Compute Tile |
20 % PPW mot 7 Mer EUV Kisel i Lab |
| 7+ | Intel 3 | 2023 H2 produkter | – | 18 % PPW mot 4 Områdesbesparingar Mer EUV Nya Perf-bibliotek Snabbare uppföljning |
| 5nm | Intel 20A | 2024 | – | RibbonFET PowerVia |
| 5+ | Intel 18A | 2025 | Oifrågasatt ledarskap | 2nd Gen Ribbon Hög NA EUV |
En av problemen här är skillnaden mellan att en processnod är klar, att öka produktionen för produktlanseringar och att faktiskt göras tillgänglig. Till exempel kommer Alder Lake (nu på Intel 7nm) att komma ut i år, men Sapphire Rapids kommer att bli mer av en 2022-produkt. På samma sätt finns det rapporter om Raptor Lake på Intel 7 som kommer ut 2022 för att ersätta Alder Lake med den kaklade Meteor Lake på Intel 4 2023. Även om Intel gärna diskuterar tidsramar för processnodutveckling, är produkttidsramarna inte lika öppna (som utan tvekan skulle kunderna bli frustrerade om den angivna tiden missas).
Varför Noderna bytte namn
Så som nämnts tidigare beror en del av att byta namn på noderna på matchande paritet med andra gjuterierbjudanden. Både TSMC och Samsung, konkurrenter till Intel, använde mindre antal för att jämföra liknande densitetsprocesser. När Intel nu döper om sig själv blir det mer i linje med branschen. Med det sagt, kanske smygt, kan Intels 4nm vara i nivå med TSMC:s 5nm, vilket vänder på tabellerna. Vid 3nm förväntar vi oss att det är en bra paritetspunkt, men det beror på att Intel matchar TSMC:s releaseschema.
Istället för att kasta processnodnamn överallt är det typiskt att istället referera till toppnoterade transistortensiteter. Här är tabellen vi publicerade i vårt senaste IBM 2nm-nyhetsinlägg, men med en uppdaterad förändring av Intels namngivning.
| 2021 toppnoterade transistordensiteter (MTr/mm2) | ||||
| AnandTech Process namn |
IBM | TSMC | Intel | Samsung |
| 22nm | 16.50 | |||
| 16nm/14nm | 28,88 | 44,67 | 33,32 | |
| 10 nm | 52,51 | 100,76 | 51,82 | |
| 7nm | 91,20 | 100,76 | 95,08 | |
| 5/4 nm | 171.30 | ~200* | 126,89 | |
| 3nm | 292,21* | |||
| 2nm / 20A | 333,33 | |||
| Data från Wikichip, olika fabriker kan ha olika räknemetoder * Beräknad logikdensitet |
||||
Exakt var Intels nya 4nm och lägre kommer att hamna är ännu inte avslöjat, eftersom siffror med stjärnor bredvid är baserade på uppskattningar från respektive företag.
Det har förväntats ett tag att Intel skulle ändra sitt namn på processnoderna. Bakom stängda dörrar har jag personligen lobbat för det ett tag, och jag vet att några andra journalister och analytiker har föreslagit det för Intel också. Vissa svar vi fick var relaterade till apati – en chef sa till mig att “våra kunder som bryr sig om detta vet faktiskt skillnaden”, vilket är sant, men det vi pratar om här handlar mer om uppfattning i det bredare ekosystemet för entusiaster och finansanalytiker som kanske inte är uppdaterade. Det är mer eller mindre en varumärkesövning, och jag sa också till Intel att de kommer att behöva förvänta sig en blandad respons – vissa röster kan tolka flytten som att Intel försöker dra en över på marknaden, till exempel. Men de kommer att få leva med det, eftersom det här är de nya namnen.
Samtidigt, trots Intels kamp med 10nm, är det fortfarande en processnod i produktion och volymproduktion, som används för både konsument- och företagsenheter, och den kommer till stationära datorer mycket snart. Även om det har en viss hård konkurrens från andra spelare är det fortfarande ett erbjudande på marknaden, och för de som vill jämföra processnoddensiteter med dessa namn bör det ha en moniker för att undvika förvirring. Jag applåderar att Intel gör det förr snarare än senare.
En viktig punkt att notera är att den nya Intel 7-noden, som tidigare var 10ESF-noden, inte nödvändigtvis är en “full” noduppdatering som vi vanligtvis förstår det. Denna nod är härledd som en uppdatering från 10SF, och som diagrammet ovan anger, kommer den att ha “transistoroptimeringar”. Att flytta från 10nm till 10SF innebar att SuperMIM och nya tunnfilmsdesigner gav ytterligare 1 GHz+, men de exakta detaljerna från 10SF till nya Intel 7 är oklara i nuläget. Intel har dock uttalat att övergången från Intel 7 till Intel 4 kommer att vara ett vanligt full nodhopp, där Intel 3 använder modulära delar av Intel 4 med nya högpresterande bibliotek och kiselförbättringar för ytterligare ett hopp i prestanda.
Vi frågade Intel om dessa processnoder kommer att ha ytterligare optimeringspunkter och fick höra att de kommer att göra det – om någon av dem kommer att explicit produktiseras beror på funktionerna. Individuella optimeringar kan stå för ytterligare 5-10 % prestanda per watt, och vi fick veta att även 10SF (som behåller sitt namn) har haft flera ytterligare optimeringspunkter som inte nödvändigtvis har publicerats. Så om dessa uppdateringar marknadsförs som 7+ eller 7SF eller 4HP är inte känt, men som med alla tillverkningsprocesser när uppdateringar sker för att förbättra prestanda/effekt/utbyte, tillämpas de förutsatt att designen följer samma regler.
“Försöker inte Intel bara att dra ullen över våra ögon?”
Nej.
Problemet här är att det inte finns något konsekvent nodnamn mellan gjuterier. Intel har sparat vilken siffra som helst för stora framsteg inom sin nodtillverkningsteknik, istället för att använda +/++ för att betyda förbättringar. Om vi jämför detta med TSMC och Samsung, som båda gärna har gett halvnodshopp helt nya siffror.
Till exempel är Samsungs 7LPP en stor nod, men 6LPP, 5LPE och 4LPE är alla iterativa försök på samma design (förmodligen också iterativ av 8LPP), med 3GAE som nästa stora hopp. Jämför detta med Intel, som planerade 10nm till 7nm till 5nm som stora processnodhopp – så medan Samsung hade ett hopp planerat och 4 undervarianter (eller fler), hade Intel två stora hopp. På samma sätt var TSMC:s 10nm ett halvnodshopp över 16nm, medan 16nm till 7nm var hela noden – Intel gjorde 14 till 10 till 7 som hela noder.
Intel höll fast vid sina vapen länge och fördröjningar till 10nm skadade det effektivt på ett multiplikativt sätt. Till exempel, om Intel hade märkt 14+ som 13nm och 14++ som 12nm, kanske det inte skulle vara så illa. Jag menar, ja Intel borde förvänta sig en del skada för att 10nm är försenad, men när andra gjuterier visade upp mindre steg som fulla antal hopp, blev det en marknadsförings- och mediamardröm. 14++++ blev ett branschskämt, och tillsammans med hur varje gång när de pratade om framtida processnoder de var tvungna att citera motsvarande TSMC för Samsung-processen, blev det lite för mycket. Det måste förklaras varje gång, eftersom nya människor kommer in i branschen.
Jag har lobbat Intel för att justera namnet ett tag, och jag vet att andra kamrater också har gjort det. När vi hänvisar till Intel 7 från och med nu kan vi dra ekvivalenter till TSMC 7nm (även om TSMC skickar 5nm i volym) utan att behöva förklara skillnader i ett enkelt namn. Det här är inte Intel som drar ullen över dina ögon, eller försöker dölja en dålig situation. Detta är Intel som kommer ikapp resten av branschen i hur dessa processer heter. För att lägga till detta är det bra att Intel bara byter namn på framtida noder som inte har nått marknaden ännu.
Det här är en artikel på flera sidor!
Klicka på rullgardinsmenyn nedan för fler sidor, inklusive
- Denna sida, nya nodnamn
- En sidofält om Intel EUV och att bli ASML Lead Partner
- Nytt för 2024: RibbonFETs och PowerVias
- Next Gen EMIB och Foveros Packaging
- Kunder Kunder Kunder
