关于10nm芯片，Intel也不是很确定

2017-01-17 10:20:00 来源: 互联网

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在2014年八月，Intel推出了Broadwell系列处理器，这是他们首款采用14nm工艺制造的芯片。 当时我认为这应该是Intel最后一个硅工艺节点。

为什么我这样说？因为在2015年的时候，英特尔谈到他们正在探讨用锑化铟替代硅，作为晶体管的重要原料。

他们当时说法是这样的：

“我们的研究让我们有信心在2015年之后继续摩尔定律，随着我们技术的进步和对新材料的研发，我们认为硅基半导体材料未来的路还很长”。

从他们的发言中我们可以看出，硅半导体到了2015年会逐渐后劲不足。而在接下来的十几年里需要昂贵的成本投入，推动新制程来取代它。在MIT技术评论早前的一篇文章中有提到：锑化铟其实并不是一个很容易控制的材料，在测试的过程中经常会出现意想不到的情况。但它也有一个优点是值得一提的：

“化合物半导体同样拥有光学特性，它能够提升设备内多个芯片或者一个芯片上的晶体管之间的通信速度。这些材料发射和探测“光”都非常容易，这是一个被研究了数十年的特性，在此期间也取得了不错的成果。加州大学贝克利分校的电子工程师David Hodges指出。 他表示，依赖于发射和探测特性，这些化合物有望可取代芯片内的铜线，突破这个芯片速度的限制。 ”

我们从后面的一些报道中也看到了Intel的硅光子相关报道。早几个月前，他们发布了这个针对特定客户的独立光产品，而在集成CPU的Purley产品（Purley是Intel的一个14nm Skylake微架构服务器芯片项目代号）上，Intel已经延迟了很多年了。

这两者之间有很大的不同：

当前的光技术必须在一个独立的芯片上生成，因为当前的光制造制程和CPU制造制程是不兼容的。因为独立的芯片都是用缓慢的电气总线连接到CPU的，这就让其性能受到了影响。正是由于光芯片和CPU之间需要通过一个外部的连接，所以速度自不然就被拖慢了，这样光纤电缆的传输速度也受到了影响。这个问题引致了3D Xpoint、Optane NVMe性能的妥协。

如果英特尔有一个芯片上的光学技术连接到Optane（或者任何像DRAM一样的高性能存储），产品的性能会得到量级的提升。

光学技术是未来

在发布相关的光子产品的时候，Intel得意洋洋地说，他们开发这个产品的时间已经长达十六年，自不然，优势也是非常明显的。但回头看一下，他们在2000年的时候究竟做了些什么？巧合的是，我发现他们当时正在和天才发明家Stanford Ovshinsky设立的Energy Conversion Devices (“ECD”)公司在深入研究硫属化合物。

值得一提的是，硫族化合物同样能发射和探测光。我们知道，美光的Guy Blalock也曾披露过他们在3D Xpoint中使用了硫族化合物技术。除此之外，我们还知道了些什么？

（1）硫族化合物和传统CPU逻辑的后段制程高度兼容；

（2）从Intel的专利申请书的描述中，我们可以看到，硫族化合物的开关速度非常高（近似几十皮秒）；

（3）在一个神经形态的AI系统中，硫族化合物光子能够满足其极低延迟的广播数据需求；

（4）LinkedIn曾经披露，Intel内部已经有很多人在研发硫族化合物光子；

（5）ECD在2003年申请了两个关于硫族化合物的开关专利(US6967344和US7186998)，这个有效期到2023年。

（6）在申请专利了以后，Intel已经超过多年没有谈及太多关于这个技术的细节；

（7）Intel在ECD的CEO披露相关技术之前的几个月率先说出了其锑化铟产品目标；

（8）这个专利在2009年归属到Ovonyx名下；

（9）美光现在拥有Ovonyx；

（10）美光做了很多动作，避免被收购；

（11）差不多五年之后，ECD的破产宣告完成；

我应该相信什么？

我认为，在ECD于2003年开发出硫族晶体管之后，他们和英特尔谈过授权或者售卖合作。这也就解析了ECD在申请了专利和商标之后，为什么在接下来的三年却没有披露任何相关细节。最终，英特尔推出了锑化铟晶体管，并促进ECD去大吹大擂其新技术。

但最终他们迫使Stan离开了ECD，并把专利转到了Ovonyx名下，这公司随后就被卖到了美光名下，我坚信Ovonyx的交易时候在Intel的协调下完成的（大家要注意区分Numonyx和Ovonyx，但你要明白其相似点），而那时的美光还处于暗处。

现在美光知道自己有了什么，相信接下来他们会采取行动，这对美光及其投资者来说是一件好事。

结论

Intel传统的“tick-tock”节奏不只是被中断了，从某种程度上开看，他们更是被破坏了。在TSMC和其他晶圆厂正在备战10nm，并在筹备量产的时候，我们看到Intel将在2018年推出的Coffee Lake系列产品还将继续使用14nm工艺。传统的tick-tock从Broadwell, Skylake, Kaby Lake到 Coffee Lake的迭代中已经变成了tick-tock-tock-tock，因为这几个系列用的都是14nm工艺。

对于Intel来说，另一个美中不足的是他们投资的3D Xpoint并没有取得预期的效果。如果最终如期发展，Intel能够在Fab 42中完成其硫族晶体管和光子的目标。得益于其独有的优势，届时Intel可以用便宜的22nm和28nm设备，并保持其竞争业务。届时产品的运行速度会高达数百千兆赫。

我们可以预见，在硫族化学物技术的纳米级制造工艺到来之后，在全球引起轰动是显而易见的。在各个领域带来的产值预期高达数千亿美元。现在Intel和美光坚信这种制造技术终有一日会到来。纵使他们在某些观点上不一致，但他们还在保持合作。

展望在不久的将来，集成光子技术的CPU将会到来，届时它将颠覆整个PC市场，博通的SerDes专利也是走到这一步必不可少的。到时横亘在低性能接口和高性能的Optane之间的障碍就会被消除，我相信光子技术到那时会是半导体世界重要的组成部分。到时我们也会看到Optane的真正实力。