英特爾10nm制程量產(chǎn)之痛 目標(biāo)有些“激進(jìn)”

 英特爾在最近的電話財(cái)報(bào)會(huì)議期間公布了其第一季度營(yíng)收達(dá)到168億美元，同比增長(zhǎng)16%。這一業(yè)績(jī)?cè)賱?chuàng)記錄，并且英特爾還將其全年業(yè)績(jī)目標(biāo)提高至675億美元，比之前提高了25億美元。不過(guò)，CEO 布萊恩·科再奇(Brian Krzanich)承認(rèn)其10納米工藝制程“略有些激進(jìn)”，還面臨生產(chǎn)問(wèn)題，量產(chǎn)將推出到2019年的某個(gè)時(shí)間。

因此，英特爾今年還將推出更多14nm的產(chǎn)品，包括臺(tái)式機(jī)處理器Whiskey Lake和數(shù)據(jù)中心處理器Cascade Lake Xeons。

目標(biāo)有些激進(jìn)，10納米制程多次“跳票”

總的來(lái)說(shuō)英特爾本季度表現(xiàn)很好，但其最初承諾在2015年交付的10納米制程，歷經(jīng)多次延遲，至今仍未推向市場(chǎng)。近日的電話財(cái)報(bào)會(huì)議上英特爾宣布10納米產(chǎn)品的量產(chǎn)將推遲到2019年。

英特爾首席執(zhí)行官Brian Krzanich一再?gòu)?qiáng)調(diào)英特爾正在小批量出貨Cannon Lake，但并未明確指出客戶或產(chǎn)品。正如我們?cè)诮衲暝缧r(shí)候指出的那樣，延期看起來(lái)可能不重要，但英特爾自2015年以來(lái)就一直銷售Skylake架構(gòu)的處理器，自2014年就停留在14納米制程。這意味著英特爾的同一過(guò)程經(jīng)歷了第四(或第五)次迭代，這阻礙了其新架構(gòu)推向市場(chǎng)。當(dāng)然，這對(duì)經(jīng)常聲稱制程技術(shù)領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手三年的公司而言并不是一個(gè)好兆頭。

與之前基于科學(xué)度量進(jìn)行半導(dǎo)體制程節(jié)點(diǎn)的命名方式有所不同，近來(lái)搬到子制程的命名更多的偏向營(yíng)銷，因此臺(tái)積電的7納米與英特爾的10納米工藝并不完全相同。 不過(guò)，臺(tái)積電正開(kāi)始大批量生產(chǎn)7nm產(chǎn)品，這表明以臺(tái)積電為代表的代工廠正在成功解決生產(chǎn)挑戰(zhàn)。

至于一再延期的原因，Krzanich解釋說(shuō)，英特爾10納米制程在14納米制程上將晶體管密度增加2.7 倍的目標(biāo)“略有些激進(jìn)”。 相比之下，英特爾在升級(jí)到14納米時(shí)密度只增加了2.4倍。盡管數(shù)字差異看上去很小，但行業(yè)的平均值僅為1.5-2倍。 由于10納米制造的困難，英特爾已經(jīng)將其密度目標(biāo)修改為2.4倍，以便向7納米節(jié)點(diǎn)過(guò)渡，同時(shí)還將更多依靠其EMIB技術(shù)。

在先進(jìn)光刻技術(shù)中英特爾的10納米制程非同尋常，因?yàn)槠錄Q定完全放棄極紫外光刻(EUV)，轉(zhuǎn)而采用傳統(tǒng)的 193nm 深紫外光源。不過(guò)，10納米也是英特爾基于傳統(tǒng)光刻技術(shù)的最后一個(gè)工藝，7納米節(jié)點(diǎn)將轉(zhuǎn)向EUV。盡管Krzanich沒(méi)有透露更多細(xì)節(jié)，但他指出該公司必須使用多達(dá) 5~6 個(gè)多模式的步驟去打造特定的 10納米特性，這或許是英特爾正在經(jīng)歷的產(chǎn)能問(wèn)題的一個(gè)主要因素。

正如今年早些時(shí)候格羅方德所說(shuō)，硅晶片與光刻工具的每一次交互，都增加了缺陷的可能性，而多模式需要與這些工具進(jìn)行大量的交互。格羅方德進(jìn)一步指出，相比之下，EUV 不僅能夠更有效地利用產(chǎn)能，還能夠減少設(shè)備需要與晶圓片交互的次數(shù)。

盡管 EUV 自身也面臨挑戰(zhàn)，但在 7納米之前英特爾不會(huì)享受到任何潛在的優(yōu)勢(shì)。Krzanich告訴分析師，英特爾計(jì)劃繼續(xù)保持 10nm 制程，以便積累有效制造 7nm 芯片所需的知識(shí)。

10納米量產(chǎn)或延遲到2019年下半年

Krzanich表示，我們的10納米工藝正持續(xù)取得進(jìn)展。我們意識(shí)到了產(chǎn)量問(wèn)題并進(jìn)行了改進(jìn)，但他們需要時(shí)間才能取得成效。目前產(chǎn)量正在提高，但改善速度比我們預(yù)期的要慢。因此，量產(chǎn)將從2018年下半年推遲到2019年。我們也將繼續(xù)利用14納米技術(shù)打造產(chǎn)品，包括面向臺(tái)式機(jī)的處理器Whiskey Lake和數(shù)據(jù)中心處理器Cascade Lake Xeons，產(chǎn)品將在今年晚些時(shí)候推出。

據(jù)悉，英特爾不愿意在2019年上半年量產(chǎn)，因此10納米可能會(huì)推遲到下半年。從Krzanich的聲明中得知，盡管英特爾已經(jīng)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行修復(fù)，但并未在實(shí)際量產(chǎn)中對(duì)進(jìn)行驗(yàn)證，這意味著如果改善程序無(wú)效，英特爾仍需要重新設(shè)計(jì)。

另外，作為英特爾如今的推動(dòng)力，英特爾芯片關(guān)鍵技術(shù)和制造部門進(jìn)行了調(diào)整。英特爾發(fā)布了一份收益預(yù)告宣布它已經(jīng)聘請(qǐng)著名芯片架構(gòu)師吉姆凱勒(Kim Keller)來(lái)領(lǐng)導(dǎo)其芯片設(shè)計(jì)計(jì)劃，這可能是為了向投資者釋放英特爾十分關(guān)注10nm制造問(wèn)題的信息。

但是，工藝制程的進(jìn)步需要大量的潛伏期，因此領(lǐng)導(dǎo)層變革可能需要一段時(shí)間才能對(duì)英特爾的路線圖產(chǎn)生重大影響。英特爾顯然想將進(jìn)行迅速的整合，但其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手AMD新架構(gòu)的表現(xiàn)良好。 AMD已經(jīng)在其實(shí)驗(yàn)室中使用7nm GPU，并計(jì)劃在今年 的EPYC 2處理器采用7nm，兩款產(chǎn)品都將在明年初量產(chǎn)。

10納米延后削弱英特爾競(jìng)爭(zhēng)力

英特爾10納米制程的延后導(dǎo)致微架構(gòu)發(fā)展停滯，問(wèn)題可能比表面上看起來(lái)更大。 英特爾的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)已經(jīng)指出，該公司正在成功轉(zhuǎn)向人工智能、數(shù)據(jù)中心、自動(dòng)駕駛、5G、FPGA和物聯(lián)網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)，甚至GPU也是其中之一。

不幸的是，英特爾的工藝技術(shù)涉及到所有這些領(lǐng)域，并為此提供芯片，10nm的遲到可能會(huì)影響英特爾在這些細(xì)分市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 Krzanich也指出，自2014年推出以來(lái)，英特爾已經(jīng)將14納米的性能提高了70%，但會(huì)很快達(dá)到收益遞減點(diǎn)。

考慮到目前情況，英特爾相對(duì)平穩(wěn)的研發(fā)費(fèi)用(+ 3%)支出肯定不會(huì)令人鼓舞。 由于10納米的良率問(wèn)題，英特爾可能會(huì)轉(zhuǎn)向第二代10nm +，但它并未得到確認(rèn)，不過(guò)Krzanich還表示英特爾不會(huì)直接跳到7nm節(jié)點(diǎn)，而是會(huì)從10nm節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)向7nm工藝。

Krzanich也承認(rèn)，英特爾的制程優(yōu)勢(shì)正在減小。 英特爾長(zhǎng)期以來(lái)一直是摩爾定律的守護(hù)者，并堅(jiān)信摩爾定律還將持續(xù)。雖然如此，但是我們已經(jīng)很長(zhǎng)一段時(shí)間沒(méi)有看到Tick-Tock。 考慮到自2014年以來(lái)英特爾并未量產(chǎn)更先進(jìn)的制程，可以說(shuō)摩爾定律已經(jīng)宣告失效。

英特爾以數(shù)據(jù)中心為主的轉(zhuǎn)型步入正軌

最后，在簡(jiǎn)單談一談?dòng)⑻貭柕臉I(yè)績(jī)。英特爾Client Computing Group(CCG)業(yè)績(jī)強(qiáng)勁，該集團(tuán)專注于筆記本電腦和臺(tái)式機(jī)的處理器，CCG部門的收入為82億美元，同比增長(zhǎng)3%，主要是由于平均售價(jià)和高性能處理器銷售的增長(zhǎng)強(qiáng)勁。不過(guò)，該業(yè)務(wù)持續(xù)受到AMD的沖擊。

英特爾數(shù)據(jù)中心集團(tuán)(DCG)銷售價(jià)格昂貴的至強(qiáng)可擴(kuò)展機(jī)型，收入增長(zhǎng)了24%，但英特爾在下半年的服務(wù)器銷售有所下滑，理由是“下半年的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈”。 這可能與AMD的EPYC處理器和arm架構(gòu)的高通產(chǎn)品等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有關(guān)。

英特爾去年過(guò)渡到以數(shù)據(jù)為中心，這主要與數(shù)據(jù)中心處理器相關(guān)。由此也降低了英特爾對(duì)PC的依賴。在第一季度，DCG貢獻(xiàn)了英特爾46%的收入，顯然英特爾的轉(zhuǎn)型正在步入正軌。