全麵揭秘Intel 14nm節點技術,工藝圖大曝光
發布時間:2014-09-07 責任編輯:sherryyu
【導讀】Intel 14nm工藝的過人之處大家有目共睹,但是和其他的相比又如何呢?日本同行PCWatch近日對Intel新工藝做了一番解析,更加凸顯了世界第一芯片巨頭的強悍。
我們詳細了解過Intel 14nm工藝的過人之處,但那基本隻是單一的介紹,沒有和其他廠商、其他工藝的正麵對比。日本同行PCWatch近日也對Intel新工藝做了一番解析,更加凸顯了世界第一芯片巨頭的強悍。
Intel 22nm工藝已經率先使用了3D立體晶體管,14nm上將進化到第二代,其他廠商則會陸續上馬類似的FinFET,包括台積電16nm、三星/GlobalFoundries14nm。
來看看幾個工藝的間距數據:

Intel 14nm的柵極間距為70nm,內部互聯最小間距為52nm,這兩項指標分別比22nm縮小了22%、35%。
相比之下,台積電16nm、三星/GF 14nm的柵極間距分別是90nm、78nm,前者隻相當於Intel 22nm的水平,後者也略弱一些,而內部互聯最小間距則都是64nm,相比於Intel大了23%。
這些間距越小,就可以把晶體管做得更小、更密,對於電路集成度、芯片性能的重要性不言而喻。

Intel 14nm工藝的過人之處
Intel曾經自己高調宣揚過,整個世界也都承認,無與倫比的先進製造工藝是這家芯片巨頭永遠令人眼紅的優勢。14nm工藝雖然從年初拖到了年底,但到時候仍然是這個地球上最先進的。其他半導體企業紛紛減緩腳步或者合縱連橫的同時,Intel仍在堅持獨行,仍在引領世界。

隨著Broadwell-Y CoreM係列初步揭開麵紗,Intel也公布了14nm工藝的大量相關資料,介紹了它的發展情況和技術優勢。
簡單地說:
1、Intel 14nm工藝已經通過各項驗證,並在美國俄勒岡、亞利桑那工廠投入了量產,明年還會加入愛爾蘭工廠。
2、它使用了第二代Tri-Gate(FinFET)立體晶體管技術,擁有業界領先的晶體管性能、功耗、密度和成本。
3、Broadwell家族將首先采用14nm工藝製造,其後陸續擴展到Intel各條處理器產品線。
4、Intel 14nm不但自己用,還會為很多客戶代工大量產品,從高性能到低功耗均可(已拿下Altera、鬆下)。

事實上,14nm也是迄今為止Intel麵臨的最艱難的挑戰,Intel對此也是很坦誠,並沒有遮遮掩掩。根據官方數據,14nm工藝良品率初期低得要命,直到今年第二季度末才達到量產標準,預計2015年第一季度才能追上22nm的水平,後者迄今仍是Intel良品率最高的工藝。
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也隻有到了2015年上半年,14nm的良品率、產能兩個關鍵指標才能都滿足多條產品線的需求。這也正是Broadwell為什麼首發隻有一個超低壓版的CoreM係列,更多產品明年才會發布的根本原因。
下邊繼續跟隨Intel的幻燈片,一起看看14nm工藝的神氣,尤其是和現有的22nm好好對比對比。

22nm上率先引入了Tri-Gate三柵極立體晶體管技術,堪稱半導體曆史上的一次革命。雖然帶來了晶體管密度等方麵的一些問題,導致核心麵積過小、發熱密度升高,但仍然是大勢所趨,其他廠商紛紛引入,不過在名字上都叫做FinFET,異曲同工。

晶體管鰭片是最能反應該技術進步的地方。鰭片高度從34nm增至42nm(進步比例24%),更高更薄可以改善驅動電流、性能;間距從60nm縮小到42nm(進步比例30%),可以提高集成密度;整體所需鰭片數量減少,可以改進集成密度、降低電容。

另外,晶體管柵極間距、互聯間距也分別縮小到了70nm、52nm,進步比例為22%、35%。

鰭片外圍覆蓋著的(黃色)就是金屬柵極。

層連最小間距也從80nm來到了52nm(進步比例35%)。
SRAM存儲單元的麵積,上代是0.108平方微米,現在僅為0.0588平方微米,進步比例達46%,幾乎縮小了一半。
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