英特爾為何受困7nm?

科技富能量 發佈 2020-08-03T20:21:03+00:00

國際晶片巨頭英特爾最近有點煩,雖然二季度也算交出了不錯的季報,與去年同期相比營收增長20%,這個數字放在其他公司已經可以鑼鼓喧天鞭炮齊鳴了。

國際晶片巨頭英特爾最近有點煩,雖然二季度也算交出了不錯的季報,與去年同期相比營收增長20%,這個數字放在其他公司已經可以鑼鼓喧天鞭炮齊鳴了。



但是這時候人群中只要有人說出三個字,就足以讓英特爾的一切喜慶變成憂愁。那就是7nm


英特爾自從宣布旗下7nm製程的產品因工藝缺陷問題至少要延期6個月,可能要到2022年才能出現在電腦上之後,股價一度暴跌16%。這意味著資本市場認為,別看你現在還能掙錢,未來不好說。



英特爾當然也不願意看到這一切,於是首席工程研發官,晶片業務的主要負責人,英特爾公司的二號人物宣布離職。



其實就是被免了職。因為按照英特爾的話說,他離職主因就是一種問責,因為總有人需要對7nm製程產品無法如期發售付出一定的代價。


與此同時,因為英特爾之前涉嫌隱瞞7nm工藝的問題,誤導投資者,它還有可能遭遇到集體訴訟


圖源網絡


律師認為,2019投資者大會上,英特爾不斷表示2021年它的第一批7nm晶片就會開始量產,雖然它連10nm晶片還沒搞定,已經數次延後,但是投資者們看到英特爾如此肯定,也就選擇了放棄擔憂。


然而沒想到啊沒想到,有個分析師的原話是:「他們所擁有的哪怕是一點點的可信度現在也已經不存在了」。


那問題來了,英特爾,一家當之無愧的世界晶片巨頭,目前業績也不錯,產品也沒毛病,不就是一個新工藝的研發慢了一點,怎麼就引發了這麼大的不滿呢?

沒有對比就沒有傷害。


話要從英特爾的老對手AMD公司最近幾年的發展說起。過去對於英特爾來說,AMD公司是一個自己很需要的對手。



為什麼這麼說?因為如果沒有AMD,自己就會面臨壟斷指控,所以它們之間這個關係非常有趣。


一方面,AMD公司自己的產品確實不給力,只能靠性價比優勢,在低端市場上吸引一部分價格敏感型的消費者;


另一方面,英特爾也可以「穩步發展」,當然,用消費者的話說,就是可以踏踏實實擠牙膏,就像布勃卡破紀錄一樣,每次新產品的提升就一點點。愛買不買,因為高端市場幾乎都是英特爾的天下。


但是自從去年起,AMD公司把自己的產品全面切換到了7nm製造工藝。


新一代的AMD產品不僅性能出眾,而且價格便宜,大量的英特爾客戶轉投AMD門下,普通消費者去年也學會了一句口頭禪叫做:AMD YES!這讓英特爾嗅到了強烈的危機。

因為自己利潤的巨大來源,高端市場,開始被AMD搶占。於是開始被迫應戰,這時它的對手不再是自己,這就讓英特爾十分被動。

畢竟多年的研發經驗積累,英特爾靠著明顯落後的14nm老工藝的優化,愣是在性能上可以跟AMD最先進的7nm工藝打得有來有回。


但是先進的製程工藝畢竟是未來的發展方向,此時的英特爾只是在負隅頑抗。


那問題又來了,我們一直在提到的7nm是個什麼概念?所謂的晶片製程的先進工藝又意味著什麼?一直落後的AMD憑什麼能夠彎道超車呢?


首先我們要先了解nm,究竟是什麼意思。


在數學上,納米是0.00 00 00 001米。舉個例子就是,我們指甲的厚度約是0.00 01米(0.1毫米),1nm也就是說我們要試著把一片指甲的側面再切成10萬片,每一片的厚度,差不多就是1nm了。


如今的處理器晶片當中,可以密密麻麻裝載幾十億個的電晶體。就得益於先進的製程工藝,製程工藝越高級,電晶體的尺寸就越小,同樣的晶片體積里,就能塞下更多的電晶體。


每個電晶體都是處理器運算的最小單元,負責做二進位當中0和1的開關運算,當然電晶體的數量越多,處理器的運算能力就越強。


與此同時,越小的電晶體,驅動它開關的能量就越低,所以耗電量還更小,發熱量還更低。


同樣,晶片的組件越小,同一片晶元可以切割出的晶片就越多,成本還更低。可謂一舉多得。


我們以手機晶片舉例,同樣是一家公司生產的晶片,10nm工藝對比14nm工藝,體積可以縮小35%,耗電量可以降低40%,性能可以提升27%。這就是先進的晶片製程帶來的巨大優勢。


方向確定了,不就是不斷縮小電晶體的體積,從14nm到10nm再到7、6、5、4、3nm唄,有什麼難的呢?


事實上,很多廠商從14nm進入10nm製程的時候,就遇到了嚴峻的挑戰。


任何物理材料都有物理極限,而當製程越來越小的時候,晶片中就會出現量子效應



這時候電晶體作為0和1的電路開關,就會變得不穩定,這會導致晶片無法使用。


10nm時,這種效應就會開始出現,這就為晶片廠商的設計和製造帶來了巨大的難度。


英特爾也一樣,每次的新產品雖然都號稱進行了工藝改良,但始終用的還是14nm工藝,所以網友都戲稱英特爾用的是14nm++++++++++++++++++的擠牙膏工藝。



一方面,確實當時的對手不給力,英特爾沒有挑戰自我的動力。另一方面,10nm是真的很難。


新工藝往往需要需要新材料。傳統的半導體產業是靠銅作為基礎導電材料的,但是當工藝達到10nm之後,銅就會出現導電率不足的問題。這時候英特爾想到了另一種材料,叫做



早在2017年,英特爾就開始一整套基於鈷金屬,來解決10nm或者7nm工藝的方案。


畢竟過去的20年來,半導體工藝的重要革新,幾乎英特爾都是第一個嘗鮮者。與此同時,知名的晶片代工廠商台積電的工藝,還在16nm上徘徊。



於是英特爾投入巨資在新材料技術的研發上,而台積電則致力於在傳統材料銅上進行技術改良。


但這一次,勝利站在了保守派一邊。台積電在後來的10nm和7nm工藝上依舊選擇的是更為穩妥的銅合金,而英特爾在新材料上依舊一籌莫展。


這也就是為什麼英特爾的老對手AMD可以彎道超車的原因,因為AMD選擇了讓台積電代工,而英特爾始終堅持自研自產。


但是市場只在乎你的表現,不在乎你背後的努力。在投資人的重壓之下,為了快速趕上主流的晶片進度,英特爾最近宣布,台積電達成代工協議



從晶片製造的競爭角度,這相當於自己被迫在給競爭對手輸送彈藥,實在很難受。對於英特爾來說,這是再撐兩年的無奈之舉,2022年,自家的7nm新技術能不能上馬,這才是成敗的關鍵。


守舊還是創新,穩妥還是冒險?這似乎是個哲學命題。大企業一般選擇穩妥,小公司才有動力創新,這是市場博弈的必然結果。


然而在瞬息萬變的科技圈,每一次技術路徑的選擇,都可能成為未來命運的轉折點。


這其中,有博弈,有妥協,有創新,有堅持。


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