Intel ประกาศแผนงานกระบวนการจนถึงปี 2025 & Beyond: แผนการตั้งชื่อใหม่, 10nm ESF ตอนนี้ Intel 7, 7nm ตอนนี้ Intel 4, Intel 3, Intel 20A & Beyond

ในระหว่างการกล่าวสุนทรพจน์ IDM 2.0 Pat Gelsinger ซีอีโอของ Intel ได้เปิดเผยแผนงานกระบวนการใหม่ล่าสุดของบริษัทพร้อมกับรูปแบบการตั้งชื่อใหม่สำหรับโหนดยุคหน้า แผนงานใหม่ล่าสุดครอบคลุมโหนดทั้งหมดและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องที่เราคาดหวังได้ว่าจะเข้าสู่การผลิตและการผลิตจนถึงปี 2025 และต่อๆ ไป

แผนงานกระบวนการของ Intel และแผนงานนวัตกรรมเน้นย้ำแผนงานการตั้งชื่อโหนดใหม่ วางแบรนด์’++’และ’SuperFin’

Intel กำลังปรับโครงสร้างโดยรวมภายใต้การนำใหม่และดูเหมือนว่าโหนดกระบวนการที่สร้างความสับสนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาจะเข้าใจได้สำหรับคนทั่วไปในที่สุด เมื่อเร็ว ๆ นี้ Intel มีโหนดกระบวนการ SuperFin 10nm ซึ่งเป็นตัวแปรที่ได้รับการปรับปรุงของโหนด Intel 10nm (++) ที่ใช้โดยชิป Ice Lake ปัจจุบัน Intel มีทั้งชิป 10nm และ 14nm ภายในแพลตฟอร์มมือถือและเดสก์ท็อป แต่จะมีการเปลี่ยนแปลงในปลายปีนี้เมื่อในที่สุด Intel ได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์ Alder Lake และ Sapphire Rapids

Intel Ice Lake Xeon W-3300 ซีพียูเวิร์คสเตชั่นมีข่าวลือว่าจะเปิดตัว Apple Mac Pro 2022 รุ่นต่อไป

ภายใต้ IDM 2.0 เครือข่ายโรงงานของเรายังคงให้บริการอย่างต่อเนื่อง และขณะนี้เรากำลังผลิตเวเฟอร์ขนาด 10 นาโนเมตรมากกว่า 14 นาโนเมตร ในขณะที่ปริมาณเพิ่มขึ้น 10 นาโนเมตร เศรษฐกิจก็ดีขึ้นด้วยเวเฟอร์ 10 นาโนเมตรที่ราคาลดลง 45% เมื่อเทียบเป็นรายปีและจะมีมากขึ้นในอนาคต

ผ่านทาง Intel

Intel 7 Process Node (ก่อนหน้านี้คือ 10nm Enhanced SuperFin)

อย่างแรกเลย เรามี Intel 7 ซึ่งเป็นชื่อใหม่สำหรับโหนดกระบวนการ 10nm Enhanced SuperFin ของบริษัท โหนดนี้จะขับเคลื่อน ไคลเอ็นต์ Alder Lake และ เซิร์ฟเวอร์ Sapphire Rapids ตามที่ Intel ระบุไว้ โหนดจะนำเสนอประสิทธิภาพ 10-15% ต่อวัตต์ที่เพิ่มขึ้นเหนือ SuperFin 10nm และคุณสมบัติการเพิ่มประสิทธิภาพทรานซิสเตอร์ FinFET Intel 7 พร้อมสำหรับการผลิตในปริมาณมากและคาดว่าจะออกสู่ตลาดภายในไตรมาสที่ 4 ปี 2021

Intel 7 ให้ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นต่อวัตต์ประมาณ 10% ถึง 15% เมื่อเทียบกับ Intel 10nm SuperFin โดยอิงจากการเพิ่มประสิทธิภาพทรานซิสเตอร์ FinFET Intel 7 จะถูกนำเสนอในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น Alder Lake สำหรับไคลเอนต์ในปี 2021 และ Sapphire Rapids สำหรับศูนย์ข้อมูล ซึ่งคาดว่าจะเริ่มใช้งานจริงในไตรมาสแรกของปี 2022

Intel 4 Process Node (ก่อนหน้านี้คือ 7nm)

Intel 4 คือสิ่งที่บริษัทเคยเรียกว่าโหนดกระบวนการ 7nm มาก่อน นี่เป็นโหนดที่ถูกสะกดจิตมาก เนื่องจากเป็นขุมพลังให้กับผลิตภัณฑ์รุ่นต่อไปหลายอย่าง รวมถึง Ponte Vecchio และด้วยนั้น เรามี Meteor Lake for Client และ Granite Rapids สำหรับศูนย์ข้อมูล Intel อ้างว่าได้รับประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น 20% ต่อวัตต์สำหรับ Intel 4 มากกว่า Intel 7 นอกจากนี้ Intel 4 จะมอบรายการการปรับปรุงที่ดีในช่วง 10 นาโนเมตร ซึ่งจะรวมถึง:

ยอดขาย CPU เวิร์คสเตชันของ AMD ในเดือนมิถุนายน Intel สูญเสียผู้นำเก่าไปหลายทศวรรษ

• การปรับขนาดความหนาแน่น 2x เทียบกับ Intel 7
• วางแผนการเพิ่มประสิทธิภาพภายในโหนด
• ลดกฎการออกแบบลง 4 เท่า
• EUV
• Foveros & บรรจุภัณฑ์ EMIB ยุคใหม่

โหนดจะใช้ประโยชน์จาก EUV Lithography อย่างเต็มที่และมีการบันทึกเทปผลิตภัณฑ์อยู่แล้ว เช่น Meteor Lake Compute Tile ซึ่งถูกบันทึกเอาไว้ในช่วงไตรมาสที่แล้ว Granite Rapids จะมีการออกแบบไทล์แบบหลายการคำนวณ และแกนหลักของ Granite Rapids จะถูกประดิษฐ์ขึ้นบนโหนด Intel 4

Intel 4 นำการพิมพ์หิน EUV มาใช้อย่างเต็มที่เพื่อพิมพ์คุณสมบัติที่มีขนาดเล็กอย่างไม่น่าเชื่อโดยใช้แสงความยาวคลื่นสั้นพิเศษ ด้วยประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นประมาณ 20% ต่อวัตต์ พร้อมกับการปรับปรุงพื้นที่ Intel 4 จะพร้อมสำหรับการผลิตในช่วงครึ่งหลังของปี 2022 สำหรับผลิตภัณฑ์ที่จัดส่งในปี 2023 รวมถึง Meteor Lake สำหรับลูกค้าและ Granite Rapids สำหรับศูนย์ข้อมูล

Intel 3 Process Node (Intel 4 Optimization?)

ก้าวไปไกลกว่า Intel 4 บริษัทวางแผนที่จะเปิดตัวโหนดกระบวนการ Intel 3 ซึ่งจะพร้อมสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ภายในครึ่งหลังของปี 2023 จากทุกสิ่งที่ Intel ระบุไว้ ดูเหมือนว่า Intel 3 เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพรุ่นของ Intel 4 มีประสิทธิภาพ 18% ต่อวัตต์ที่เพิ่มขึ้น มีไลบรารี HP ที่หนาแน่นขึ้น เพิ่มกระแสไดรเวอร์ที่แท้จริง เพิ่มการใช้ EUV และลดความต้านทาน

ดูเหมือนทุกสิ่งที่อยู่นอกเหนือทะเลสาบ Meteor (Lunar Lake) และ Granite Ridge (Diamond Rapids) สามารถใช้ โหนดกระบวนการของ Intel 3 แม้ว่าเรากำลังพูดถึงผลิตภัณฑ์ที่จะเปิดตัวในปี 2024 หรือแม้แต่ปี 2025 อย่างเร็วที่สุด หนทางยังอีกยาวไกล

Intel 3 ใช้ประโยชน์จากการเพิ่มประสิทธิภาพ FinFET เพิ่มเติม และเพิ่ม EUV เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพต่อวัตต์ประมาณ 18% ต่อวัตต์เหนือ Intel 4 พร้อมด้วยการปรับปรุงพื้นที่เพิ่มเติม Intel 3 พร้อมที่จะเริ่มการผลิตผลิตภัณฑ์ในช่วงครึ่งหลังของปี 2023

Intel 20A Process Node & Beyond (โหนด Next-Gen ที่แท้จริง)

Intel เดินหน้าพูดคุยเกี่ยวกับยุคหลังนาโนเมตรด้วยผลิตภัณฑ์ใหม่ที่เรียกว่า Intel 20A Intel 20A เริ่มต้นยุค Angstron (A สำหรับ Angstron) ซึ่งเท่ากับ 10⁻¹⁰ m หรือ 1A=0.1nm นี่เป็นเพียงวิธีที่ยอดเยี่ยมในการพูดว่า 2 นาโนเมตร แต่เมื่อพิจารณาถึงจำนวนโหนดขนาดเล็กและความจริงที่ว่าเรากำลังมุ่งหน้าไปยังช่องว่างทศนิยมภายในทศวรรษนี้ Intel ตัดสินใจว่าจำเป็นต้องมีหน่วยวัดใหม่

ดังนั้น Intel 20A (2nm) จะนำเสนอนวัตกรรมที่ก้าวล้ำเมื่อเข้าสู่ขั้นตอนการผลิตในช่วงต้นภายใน 1H 2024 โหนด 20A คาดว่าจะมีทรานซิสเตอร์ RibbonFET ใหม่ล่าสุดที่จะมาแทนที่สถาปัตยกรรม FinFET ที่มีอยู่และยังมอบนวัตกรรมการเชื่อมต่อระหว่างกันใหม่ ซึ่งหนึ่งในนั้นเรียกว่า PowerVia Intel กำลังขยายไปสู่เทคโนโลยี Forveros ด้วย Omni และ Direct Forveors Omni จะถูกนำเสนอในผลิตภัณฑ์ที่บรรจุแผ่นประมวลผลประสิทธิภาพสูง ในขณะที่ Forveors Direct จะอนุญาตให้มีความต้านทานตัวเชื่อมต่อระหว่างกันหลายระดับผ่านพันธะทองแดงกับทองแดง Forveros ทั้งหมดจะได้รับการอัปเดตเพื่อมอบแบนด์วิดธ์ที่เพิ่มขึ้นผ่านโซลูชันการเชื่อมต่อระหว่างกันยุคถัดไป

Intel 20A นำเข้าสู่ยุค angstrom ด้วยเทคโนโลยีที่ก้าวล้ำสองอย่าง ได้แก่ RibbonFET และ PowerVia RibbonFET ซึ่งเป็นการนำทรานซิสเตอร์แบบ gate-all-around ของ Intel มาใช้ จะเป็นสถาปัตยกรรมทรานซิสเตอร์ใหม่ตัวแรกของบริษัท นับตั้งแต่บุกเบิก FinFET ในปี 2554 เทคโนโลยีนี้ให้ความเร็วในการเปลี่ยนทรานซิสเตอร์ที่เร็วขึ้นในขณะที่ได้กระแสของไดรฟ์เหมือนกับครีบหลายตัวในขนาดที่เล็กกว่า PowerVia เป็นการนำส่งพลังงานด้านหลังที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะของ Intel ในอุตสาหกรรม โดยเพิ่มประสิทธิภาพการส่งสัญญาณโดยขจัดความจำเป็นในการกำหนดเส้นทางพลังงานที่ด้านหน้าของเวเฟอร์ Intel 20A คาดว่าจะเพิ่มขึ้นในปี 2024

• Foveros Omni นำเสนอเทคโนโลยี Foveros รุ่นต่อไปโดยมอบความยืดหยุ่นที่ไร้ขอบเขตด้วยเทคโนโลยีการซ้อน 3D ประสิทธิภาพสูงสำหรับการเชื่อมต่อระหว่างกันแบบ Die-to-die และการออกแบบโมดูลาร์ Foveros Omni ช่วยให้สามารถแยกชิ้นส่วนแม่พิมพ์ ผสมแผ่นแม่พิมพ์ด้านบนหลายแผ่นกับแผ่นฐานหลายแผ่นในโหนด fab แบบผสม และคาดว่าจะพร้อมสำหรับการผลิตในปริมาณมากในปี 2023
• Foveros Direct เคลื่อนไปสู่การประสานระหว่างทองแดงกับทองแดงโดยตรงสำหรับการเชื่อมต่อที่มีความต้านทานต่ำและเบลอขอบเขตระหว่างตำแหน่งที่เวเฟอร์สิ้นสุดและตำแหน่งที่บรรจุภัณฑ์เริ่มต้น Foveros Direct เปิดใช้งาน Bump pitches ที่มีขนาดต่ำกว่า 10 ไมครอน โดยเพิ่มลำดับความสำคัญในความหนาแน่นของการเชื่อมต่อระหว่างกันสำหรับการวางซ้อน 3 มิติ ซึ่งเป็นการเปิดแนวคิดใหม่สำหรับการแบ่งพาร์ติชันแม่พิมพ์ที่ใช้งานได้ซึ่งก่อนหน้านี้ไม่สามารถทำได้ Foveros Direct เป็นส่วนเสริมของ Foveros Omni และคาดว่าจะพร้อมในปี 2023

แผนงานกระบวนการของ Intel

สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ใช้โหนดกระบวนการ Intel 20A อย่าคาดหวังให้เป็นจริงก่อนปี 2025 นอกจากนี้ ตามแผนงานเก่าและตำแหน่งที่ 20A อยู่ ดูเหมือนว่าจะเป็นการเปลี่ยนชื่อโหนดกระบวนการ 5nm หรือ 3nm ของ Intel แต่ขยายขนาดมากขึ้นเพื่อเพิ่มการเพิ่มประสิทธิภาพ’+’ซึ่งได้รับการยกเว้นตั้งแต่บัดนี้เป็นต้นไป

Intel ไม่ได้หยุดอยู่ที่ 20A แต่พวกเขาจะหารือเกี่ยวกับโหนดรุ่นต่อไปจนถึงปี 2025 และหลังจากนั้น ซึ่งจะรวมถึง 18A ด้วย โหนด 18A อยู่ในระหว่างการพัฒนาในช่วงต้นปี 2025 และจะมีการปรับปรุงสถาปัตยกรรม RibbonFET เพื่อมอบการก้าวกระโดดครั้งสำคัญในด้านประสิทธิภาพของทรานซิสเตอร์และชิป

แผนงานกระบวนการผลิตและการผลิตของ Intel ในอีก 10 ปีข้างหน้าแสดง 10nm, 7nm, 5nm, 3nm, 2nm และ 1.4nm (เครดิตรูปภาพ: Anandtech)

นวัตกรรมและรูปแบบการตั้งชื่อใหม่ๆ เหล่านี้ยอดเยี่ยมในการหลีกเลี่ยงความยุ่งเหยิงที่ Intel ได้เผชิญเมื่อไม่กี่ปีก่อน บริษัทมี ประมวลผลแผนการทำงานของโหนด ที่มีหลายโหนด & แบ็คพอร์ตตามลำดับ + การเพิ่มประสิทธิภาพในลักษณะที่สับสนจริงๆ ตอนนี้ Intel สามารถก้าวไปข้างหน้าโดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับรูปแบบการตั้งชื่อ และนำเสนอรายการโหนดกระบวนการแบบรวมศูนย์ภายใต้เกณฑ์การตั้งชื่อใหม่