英特爾在14nm上停了5年了，為何跨入10nm這么難？

摘要：雷射所需要的功率以及轟擊錫珠精準(zhǔn)度，成為EUV制程技術(shù)的“bottleneck”。業(yè)界分析，英特爾在這個(gè)技術(shù)上面，無法掌握關(guān)鍵要素，恐是落后于臺積電因素之一，更何況有生態(tài)系統(tǒng)、人員等其他因素。

芯科技消息，這幾個(gè)月，不少想要自己組裝電腦的消費(fèi)者，跑一趟3C賣場，絕對不難發(fā)現(xiàn)，固態(tài)硬盤、顯示卡通通都在架上，但是想要買處理器，卻完全找不到。原來英特爾CPU大缺貨的現(xiàn)象，一直無法改善。據(jù)渠道商透露，以i3來說，漲幅約18%，組裝指標(biāo)性最高的Core i5-8400為例，漲幅更達(dá)21%，“若近期買不到便宜的筆電，大家都心底有數(shù)”，外國科技網(wǎng)站曾如此嘲諷。

但到底是什么原因?行業(yè)人士盛傳，英特爾吃下蘋果全數(shù)基帶芯片，導(dǎo)致原CPU產(chǎn)能受到排擠是可能因素之一。另一個(gè)重要問題則在先進(jìn)制程技術(shù)延宕。就市場面來說，CPU價(jià)格上漲，似乎讓PC業(yè)找到價(jià)格跌跌不休的喘息機(jī)會，但在產(chǎn)業(yè)面向，卻也醞釀競爭對手超微(AMD)趁勢翻身的跡象。

獨(dú)吃蘋果基帶芯片也是因果!?

英特爾在2014年跨入14納米后，在先進(jìn)制程演進(jìn)上，一直都沒有新消息，雖然在同一制程上持續(xù)精進(jìn)，推出14nm+及14nm++等改良版。外界也認(rèn)為，英特爾的14納米制程還會繼續(xù)當(dāng)家到2019年，但如此長壽成熟的制程，為何突然無法讓低端處理器供貨充足呢?對此英特爾對供應(yīng)商解釋是：因?yàn)?0納米良率不佳!“所有新舊品都卡在同一個(gè)制程上”，這家供應(yīng)商如此分析。

回顧英特爾先進(jìn)制程進(jìn)展，10納米制程CannonLake從2017年計(jì)劃量產(chǎn)，但卻一路不斷推遲，最新進(jìn)度將拖到2019年，也讓不少原先計(jì)劃轉(zhuǎn)往10納米新產(chǎn)品回頭繼續(xù)使用14納米制程生產(chǎn)，相對于過去英特爾每2到3年制程就向前跨一步，新舊產(chǎn)品使用制程分散，這次因?yàn)?4納米制程已經(jīng)使用超過5年，出現(xiàn)“堵車”狀況導(dǎo)致產(chǎn)能疏通不良。

甚至期間還一度傳出英特爾有意將14納米部分芯片組轉(zhuǎn)由臺積電“神救援”，好紓解自家產(chǎn)能瓶頸，不過，最終英特爾官方聲明仍表示：“為回應(yīng)優(yōu)于預(yù)期的市場需求，我們將持續(xù)投資于自身的14納米制程。”

1X納米大廠競逐不同步

相比英特爾采10納米制程生產(chǎn)處理器，預(yù)計(jì)在2019年才會上市，在先進(jìn)制程進(jìn)度上，臺積電早已超前，且包括7納米加強(qiáng)版和5納米制程，都將導(dǎo)入EUV技術(shù)，以7納米加強(qiáng)版來說，能將閘極密度再提升20%、功耗再降10%。供應(yīng)鏈也透露，臺積電可望年底建構(gòu)7納米強(qiáng)化版試產(chǎn)線，進(jìn)度甚至超前三星，讓三星無奪蘋機(jī)會。

技術(shù)上來說，當(dāng)半導(dǎo)體制程遇到摩爾定律，晶體管尺寸逐漸縮小至接近物理極限。有媒體評論“半導(dǎo)體廠如同戴著手鐐腳銬跳舞”，大廠紛紛出現(xiàn)制程世代不同步的狀況：如臺積電的16納米與Intel 的 14 納米，而持續(xù)演進(jìn)，幾家大廠不約而同選擇 10 納米、7 納米、5 納米路線，整世代與半世代區(qū)別成為歷史。

半導(dǎo)體先進(jìn)制程進(jìn)到10納米之下，微縮技術(shù)更加復(fù)雜，牽扯設(shè)計(jì)已經(jīng)不止電路線設(shè)計(jì)，還有光刻、晶體管架構(gòu)與材料等等，也讓EUV極紫外光微影成為關(guān)鍵技術(shù);過去半導(dǎo)體生產(chǎn)使用波長193納米的深紫外(DUV)曝光，但制程發(fā)展到 130 納米時(shí)即有行業(yè)人士提出，需用極紫外(EUV)光刻。

一家材料供應(yīng)商分析，以一般正常的光刻來說，170納米波長的光，在蝕刻時(shí)候，物理極限只能到28納米，于是半導(dǎo)體廠用了許多方法，包括更多光罩，試圖增加更小納米數(shù)，只不過，制程演10納米之下，量產(chǎn)成本、時(shí)間、良率就會遇到很大的落差。

臺積電、英特爾決戰(zhàn)EUV關(guān)鍵技術(shù)

EUV成為7納米的關(guān)鍵技術(shù)，也是英特爾、臺積電兩大廠商技術(shù)競逐的節(jié)點(diǎn)。材料供應(yīng)商接著分析，導(dǎo)入EUV制程可以減少30個(gè)光罩，至少能省下一個(gè)月的制程時(shí)間，進(jìn)一步探討EUV的技術(shù)脈絡(luò)，為了要制造出EUV的波長電漿，必須將錫融化之后，用每秒約5萬顆頻率滴在真空腔體中，然后用雷射以每秒10萬次發(fā)射頻率將液態(tài)錫蒸發(fā)成電漿，以產(chǎn)生EUV所需要的波長，因此雷射所需要的功率以及轟擊錫珠精準(zhǔn)度，就成為EUV制程技術(shù)的“bottleneck”。

業(yè)界分析，英特爾在這個(gè)技術(shù)上面，無法掌握關(guān)鍵要素，恐是落后于臺積電因素之一，更何況有生態(tài)系統(tǒng)、人員等其他因素。

根據(jù)研究機(jī)構(gòu)Linley集團(tuán)先前報(bào)告評論，英特爾長期的芯片制造技術(shù)優(yōu)勢已正在消失，由于新制程技術(shù)無法順利開出，可能2021年后落后臺積電、三星及格羅方德等競爭對手。

面對產(chǎn)能、技術(shù)的拐點(diǎn)，盡管外界一片看衰，日前英特爾也宣布，除追加10億美元用于14納米制程擴(kuò)產(chǎn)，市場更進(jìn)一步釋出10納米制程好消息，預(yù)估英特爾最快在2019年4月量產(chǎn)10 納米，這個(gè)時(shí)程比早前預(yù)期的2019年底提早半年。若成真，不但AMD搶回市占只會是短線效應(yīng)，對臺積電等會不會再掀起一波先進(jìn)制程大戰(zhàn)很值得觀察。