在與五角大樓簽署快速保證微電子原型 RAMP-C 項目第一階段兩年半后，英特爾加深了與國防部的合作關系。英特爾、五角大樓和由 CHIPS 法案資助的國家安全加速器計劃現(xiàn)已同意合作，生產(chǎn)只能在歐洲或亞洲制造的先進芯片制造工藝的早期測試樣品。作為新聞稿的一部分，該芯片制造商今天早些時候表示，通過 RAMP-C，美國政府將能夠首次獲得領先的芯片制造技術。

RAMP-C 計劃的第三階段將涵蓋采用英特爾未來 18A 制造工藝制造的原型。這些高端芯片制造工藝通常由消費處理器使用，因為它們使用大量的功率來運行計算和圖形密集型應用程序。

為國家安全應用制造 18A 芯片是英特爾與其 DIB（國防工業(yè)基地）客戶合作的一部分。該名單包括承包商諾斯羅普·格魯曼 (Northrop Grumman) 和波音 (Boeing)，以及消費者公司微軟 (Microsoft)、英偉達 (NVIDIA) 和 IBM，這家總部位于加州的芯片制造公司正在與這些客戶合作開發(fā) 18A 芯片制造技術。

該技術是英特爾的下一代工藝節(jié)點，根據(jù)公司高管此前的說法，其前身即20A工藝預計將于2024年投入生產(chǎn)。英特爾去年年底還分享了 18A 的關鍵細節(jié)，當時首席執(zhí)行官帕特里克·基辛格 (Patrick Gelsinger) 透露，18A 工藝已提前完成。


英特爾押注18A工藝

18A 制程是英特爾重回技術領導地位的加速路線圖中的第五個節(jié)點，雖然實際并沒有采用 1.8nm 的制程工藝，但是英特爾卻表示自家的 18A 制程在性能以及晶體管密度上相當于友商的 1.8nm 的工藝。此前，Intel 7 制程已用于 Alder Lake 和 Raptor Lake CPU，Intel 4 則在去年年底隨 Meteor Lake 芯片面世。預計今年晚些時候，Arrow Lake CPU 系列將采用 20A 制程，而 18A 制程則將在 2025 年推出。

18A 制程如此重要，部分原因在其引入了先進的“背面供電”技術，也被英特爾稱為 PowerVia。簡而言之，這項技術能夠從芯片的背面而不是正面為晶體管供電。

Gelsinger 去年解釋了這項技術的意義。傳統(tǒng)制程中，供電線路需要穿過位于晶體管頂部的多層布線和互連層，這會造成干擾問題。背面供電技術可以解決許多拓撲結構和芯片規(guī)劃難題，并允許制造更粗的金屬層，從而改善供電效率。Gelsinger 稱該技術堪稱芯片行業(yè)的“哈利路亞”時刻。

除了技術上的優(yōu)勢，18A 制程也是英特爾雄心勃勃的“2030 年成為全球第二大晶圓代工廠”計劃的核心。目前，臺積電是全球最大的晶圓代工企業(yè)，三星緊隨其后。英特爾希望通過 IFS (Intel Foundry Services) 部門搶占三星第二的位置，而 18A 制程被認為是吸引客戶的重要砝碼。

目前，微軟已經(jīng)成為 18A 制程的客戶，愛立信、西門子等公司也表示了興趣。但英特爾能否持續(xù)為這些新客戶提供滿足需求的產(chǎn)品，并吸引更多客戶，還有待觀察。


臺積電如何應對？

事實上，積極與臺積電競爭先進制程的英特爾，其CEO在推動重返晶圓代工服務上，準備以4 年發(fā)展5個節(jié)點制程的計劃，也就是分別完成Intel 7 及Intel 4制程之后，預計將在2023年底前進入Intel 3 制程，2024 年上半年推進Intel 20A 制程，以及在2024 年下半年推進Intel 18A 制程。這樣的計劃，將使得英特爾的先進制程技術能在2025 年重返晶圓代工的技術龍頭。

如果從現(xiàn)有傳統(tǒng)工藝來看，英特爾的Intel 7實際上是自己的10nm技術，但表示可以和三星以及臺積電的7nm媲美；Intel 4的意思當然就是可以和臺積電的5nm以及4nm比肩了。按照這個說法，英特爾是希望自己的Intel 3能達到臺積電3nm的水準，至于20A和18A實際上就無法這樣計算了，畢竟這只喊口號也無法讓英特爾快速邁入2nm的工藝。

對此臺積電表示，臺積電N3制程技術，在包括PPA 電晶體技術上，已經(jīng)都是業(yè)界最先進的技術。而且，N3制程技術在有優(yōu)秀的良率下，根據(jù)已公布的第三季財報顯示，3nm制程出貨占臺積電2023 年第三季晶圓銷售金額6%。預計接下來在高性能運算、智能型手機相關領域的支持下將會有強勁需求。整體來說，2023年3nm將貢獻全年晶圓營收的中個位數(shù)（即4%-6%）百分比。

臺積電強調N3制程技術家族中，將陸續(xù)推出N3E、N3P、N3X等改良型制程。其中N3E為3nm家族的延伸，具備強化的效能、功耗和良率，將為高性能運算和智能手機相關應用提供完整的支持平臺。目前N3E已通過驗證并達成效能與良率目標，預計在2023年第四季量產(chǎn)。除此之外，臺積電也將進一步持續(xù)強化N3制程技術，包括N3P 和N3X 等制程。

魏哲家指出，觀察到N2制程技術在高性能運算和智能手機相關應用方面所引起的客戶興趣和參與，與N3制程技術在同一階段時不相上下，甚至更高。臺積電的2nm制程技術在2025 年推出時，在密度和能源效率上都將會是業(yè)界最先進的半導體技術。而N2制程技術研發(fā)進展順利，也將如期在2025 年進入量產(chǎn)。

臺積電的N2制程技術將采用Nanosheet電晶體結構，這一技術展現(xiàn)了絕佳的能源效率，這使得N2制程技術將效能及功耗效率提升一個等級，以滿足日益增加的節(jié)能運算需求。根據(jù)臺積電的規(guī)劃，目標是在2025年下半年推出背面電軌供客戶采用，并于2026 年量產(chǎn)。隨著臺積電持續(xù)強化的策略，N2及其衍生技術將進一步擴大臺積電的技術領先優(yōu)勢。

按照臺積電的說法，英特爾哪怕明年出現(xiàn)的Intel 18A制程其實也只能算是3nm的工藝，而且臺積電有信心在技術上強于英特爾。