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“病猫”Intel的赌注与反击:重新突出PC处理器彩

2019-10-12 09:25

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英特尔认为,通过采用一个曾经流行但一度“失宠”的计算公式(它基于标准逻辑单元的晶体管密度,并包含决定典型设计的多个权重因素),行业可以厘清制程节点命名的混乱状况,从而专心致志推动摩尔定律向前发展。而按照这一算法,友商10纳米的制程技术晶体管密度只相当于英特尔14纳米制程晶体管密度,却晚于英特尔14纳米制程三年。因此,结论是,英特尔继续保持着行业的领先地位,至少领先三年的时间。这也就是说,当英特尔的同一个技术很成熟的时候,其他的友商则可能刚刚进入这个领域。

该人士认为,英特尔放弃通信部门属无奈之举。一方面,从当年各方数据对比看,英特尔在4G时代严重落后,奋勇直追不仅需持续投入大量资金,还要大量引进人才和技术,而当时的尖端人才集中在高通等公司,挖墙脚很难。另一方面,当年的智能手机市场趋于饱和,各家手机厂商已作出了选择,英特尔非但没有新客户,同时还失去了已有客户,“比如华硕旗下的ZenFone,就减少了英特尔的订单”。

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巨头的反击:英特尔宣布“摩尔定律不死”

圭臬与反抗

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这一论断在学术圈中再度引发波澜。

“老虎不说话,以为是病猫”。在面对媒体长期的质疑声中,英特尔全球副总裁兼中国区总裁杨旭终于发出了呐喊,面容兴奋却略显紧迫。

今天,要让芯片符合摩尔定律的发展显得越来越困难,本文将以图片的形式为大家分析一下英特尔Tick-Tock战略架构,看看英特尔是如何诠释摩尔定律的。

在稍后接受记者采访时,Stacy Smith对此作了解释。他表示,从PC领域到数据计算领域,再到一个更加智慧互联的市场,英特尔正在经历非常大的变化。而在这一变革过程中,一直遵循摩尔定律向前发展的英特尔精尖制造团队以及英特尔在精尖制造领域的领导力对于这一转变至关重要。“我们致力于打造更强性能、更多功能、更具能效的产品。这是我们精尖制造以及事业部存在的重要意义所在,也是英特尔核心的竞争优势。”

该员工进一步解释到,从技术的角度来说,要用栅极间距乘以逻辑单元高度,如此可使面积缩小,密度提高,“我们测算的数字,14nm到10nm微缩技术更强”,换句话说,友商去年的10nm技术和英特尔的14nm技术类似,“同样的10纳米制程,我们比友商的密度大两倍”。

在四十多年以来,摩尔定律的诞生一方面预测了英特尔和技术产业持续的以无法想象的方式进步,另一方面也鞭策着英特尔的发展。摩尔法则不是一个法则,而是一个机会。

也许是因为长期以来在摩尔定律方面的权威遭遇了挑战,在三星和台积电等友商屡屡宣称它们已经在摩尔定律之路上走在了前面的时候,一直秉持着低调、务实的“工程师”作风的英特尔此次忍不住了,显得霸气侧漏。“老虎不说话,以为是病猫。”英特尔公司全球副总裁兼中国区总裁杨旭的这句话成为活动期间举行的新闻发布会上的金句。

值得一提的是,英特尔在移动处理器的研发始终面临着进度缓慢的问题,“抢占4G市场的年代,高通和联发科最快时每半年发布一次旗舰款,而英特尔的SoFIA手机芯片还停留在3G技术上,即便上市了也没什么竞争力”。

他表示,到目前为止,英特尔并没有看到所谓的摩尔定律走到尽头的趋势。但是不管怎样,如果有一天需要选择超越CMOS技术的话,鉴于他们已经在进行的前沿技术探索,“We are ready”。

与主动放弃移动时代不同,在摩尔定律上,英特尔始终在坚守,甚至可以说誓死维护。杨旭之所以“呐喊”,动力来自英特尔公布的10nm工艺技术,这项技术对于“摩尔定律已死”的言论给予了正面回击。

半导体行业的投资成本很高,建设一个现代化的晶圆制造厂至少需要100亿美元。而要想获得回报,就必须把工厂的全部产能都调动起来。不过,要做到这一点,却需要足够的技术储备,而英特尔恰巧拥有这样独特的竞争力。正因为此,拓展代工市场成为英特尔在现有空间下降低生产成本的路径之一。

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而在Stacy Smith看来,马博的说法还可以这样理解,即“对英特尔而言,我们不仅仅做到预测未来,我们还要创造未来。”

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在2016年8月于旧金山举行的英特尔信息技术峰会上,英特尔晶圆代工宣布与Arm达成协议,双方将加速基于英特尔10纳米制程的Arm系统芯片开发和应用。作为这一合作的结晶,在9月19日的活动上,英特尔在全球首次展示了Arm Cortex-A75 CPU内核的10纳米测试芯片晶圆。这款芯片采用行业标准设计流程,可实现超过3GHz的性能。

近些年,杨旭的日子并不好过。一位接近杨旭的人士告诉笔者,过去很长一段时间,公司在发展上始终处于被动,客户、媒体、同行甚至政府官员,在多个场合向杨旭提出过类似的疑问:这样一家以技术著称的跨国企业,在技术变革的当下,怎么动静那么小呢?真的落后了?……

英特尔技术与制造事业部副总裁、英特尔产品有限公司总经理卞成刚向《中国科学报》记者“科普”道,英特尔之所以开放代工业务,是“感觉在遵循摩尔定律方面还没有实现最大的经济效益,从某种程度来讲,没有帮到其他想要用最新的技术开发自身产品的一些公司,特别是一些快速成长中的创新型公司。”

“英特尔一直要求自己前瞻三代制程,这意味着要提前看到7年后的技术,会领先友商很多年”,Stacy Smith的表态明显更加强硬。英特尔内部员工向笔者透露,公司内部十分不赞同友商的命名,三星和台积电明显在热炒7nm工艺,今年年初还炒5nm工艺,“7nm还没量产时间,5nm从何谈起呢?”。

“摩尔定律对我们来讲意义非凡。”在当天的演讲伊始,Stacy Smith便坦承摩尔定律对英特尔的重要性。

“不过现在看来,当时的预算成本是错的”,欧德宁在接受媒体采访时表示,在iPhone面世前,没人知道它可以做些什么,事实上它的出货量比任何人的想象要高出上百倍。另一则消息是,在2016年6月27日,Marvell以6亿美元的现金收购了英特尔通信与应用处理器部门,获得了英特尔的XScale产品线。

摩尔定律的“存在感”主要体现在两个方面,一是成本持续降低,二是性能不断提升。为此,英特尔可谓殚精竭虑。其努力之一是,拓展代工市场。

今年10月3日,英特尔官方发来噩耗:前CEO保罗-欧德宁在睡梦中与世长辞,享年66岁。欧德宁是英特尔第五位CEO。在他掌舵的8年时间里,英特尔在财务方面的业绩持续飙升:从2005年的340亿美元升至2012年的530亿美元。同时,也就是这8年,英特尔错失了移动互联网。

英特尔既有的芯片技术发展战略被称为“Tick-Tock”模式,其内涵是工艺提升和微架构革新隔年交替进行。然而,从14纳米开始,这一周期拉长了。

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1965年,英特尔创始人之一戈登:摩尔发表了他观察的结果:芯片上的晶体管数量每隔24个月将增加一倍。这一观察长期以来成为电子制造产业链的“金科玉律”。它同时也意味着,半导体行业的产品性能每两年会翻一倍,每个晶体管的成本也随之下降。

错失到沦陷

Stacy Smith也表示,“英特尔进入中国已经32年,在华投资超过130亿美元。中国对我们来说是至关重要的一个市场。”

IT分析人士告诉新浪科技,这一举动意味着英特尔真正放弃了移动市场。虽然它在上世纪90年代末开始生产手机和其他手持设备芯片,但终不敌高通等竞争对手,多年来一直未公布该领域的业绩,常年亏损的可能性很大。

卞成刚透露,现在英特尔内部已经将Tick-Tock模式转变为APO的模式,即“架构 制程 优化”。他表示,随着制程难度的加大,摩尔定律的每一代在功耗、性能等方面可以优化和提升的空间很大,所以会出现14nm ,10nm 这样的情况。通俗点讲,就是“好不容易开发一个技术,肯定要把它赚足了。”也正因为如此,英特尔后期每一代制程的周期在拉长。

Stacy Smith表示,10多年前大约18家公司有自己领先的晶圆厂,但现在已变成了4家,其中只有两家公司真正拥有一体化的器件生产能力。“这确实是非常困难的一个技术领域”。而它却为英特尔满足摩尔定律的需求提供了有利条件。

摩尔定律并非自然规律,而是英特尔创始人之一戈登摩尔所提出,其内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管的数目,约每隔2年便会增加一倍,性能也将提升一倍。也就是说,同样的成本下,每隔2年性能将提升一倍以上。

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时隔3年后,英特尔才发布10nm工艺,这比竞争对手足足晚了近1年,同时导致外界对摩尔定律是否失效产生了疑问。实际上,在众多媒体看来,近些年,三星和台积电才是这一定律的推动者。在去年年底,这两家就推出了10nm工艺。当业内谈及英特尔,通常的说法是技术遇到瓶颈,“气数已尽”。

而马博也毫不隐晦地直指友商,“最近,也许是因为制程进一步的微缩越来越难,一些公司背离了摩尔定律的法则。即使晶体管密度增加很少,或者根本没有增加,但他们仍继续为制程工艺节点命新名。结果导致这些新的制节点名称根本无法体现位于摩尔定律曲线的正确位置。”

然而,英特尔又慢了。在22nm升到14nm、14nm升到10nm的过程中,其周期都超过了两年。尤其是后者,英特尔在工艺上遭到了挑战,其Tick-Tock策略停摆,一年提升工艺一年提升架构的步调被打破。

8月12日,在中国科技馆举行的理解未来系列讲座上,全球计算机领域知名学者、美国加州大学计算机系校长讲席教授丛京生表示,随着芯片制造商的电路精度越来越高,遵循了几十年的以摩尔定律为中心的行业研究规划蓝图将面临必要的改变。未来,晶体管数量以及芯片的处理能力将会不再局限于摩尔定律的设定中。

这一定律诞生后的几十年,半导体制程技术基本按照定律发展。最明显的是体现在命名上,以前一代制程的0.7倍命名下代产品,所以英特尔的工艺命名为90nm、65nm、45nm、32nm、22nm等,也基本是遵循每两年升级一代的规则。

而对于摩尔定律是否会终结这一问题,Stacy Smith表示,早在1990年,当晶圆上的晶体管大小达到用以印刷它们的光的波长时,物理学界就明确指出:我们不能再向前推进了。然而,一路走来,英特尔通过发现挑战所在,各个击破解决问题,不断突破各种障碍。“25年后的今天,我们依旧在推动摩尔定律的发展。这一问题对我们而言一直都在面对:摩尔定律是否会失效,答案是肯定不会。” Stacy Smith说。

英特尔当然不认同这一观点,许久不发声的高官们终于坐不住了。在一场技术交流会上,英特尔高管Mark T. Bohr直指友商在命名上的猫腻,并认定友商为了抢夺市场,采取了制程上的数字营销游戏。

然而,9月19日,在“英特尔精尖制造日”活动上,英特尔公司执行副总裁兼制造、运营与销售集团总裁Stacy Smith,英特尔高级院士马博(Mark Bohr)等掌控着该公司目前工艺与制造领域权威话语权的高层领导集体亮相,并斩钉截铁地表示,“摩尔定律不会死亡。”

Mark T. Bohr直言,一些公司背离了摩尔定律对于制程工艺的命名法则。即使晶体管密度增加很少,但仍继续推进采用新一代制程节点命名,“这也导致了制程节点名称根本无法正确体现这个制程位于摩尔定律曲线的哪个位置”。

纳米线晶体管、III-V 材料、极紫外光刻技术……在当天的活动上,马博透露了英特尔前沿研究部门资助多家高校和学术机构,共同开展的多种前沿研究课题。

英特尔公司全球副总裁、逻辑技术开发部联席总监白鹏告诉记者,未来从产品策略上英特尔不会回到Tick-Tock模式。“从技术节奏角度讲,14纳米和10纳米,我们迈的步伐大了一点,所以时间也长了一点,将来还是会维持在两到三年这个节奏。”

实际上,近年来,“后摩尔时代当何去何从”是学术界和产业界都热衷讨论的话题。特别是当三星、台积电率先宣布使用 10 纳米技术量产芯片,而作为摩尔定律提出者的英特尔公司却一直保持缄默的时候,“摩尔定律走向终结”的论调一度甚嚣尘上。

此时,中国市场的重要性日益凸显,“因为中国恰恰集聚了大量这样的公司,他们需要用最新的技术把自己的产品生产出来。” 卞成刚说。

英特尔10纳米晶圆全球首次公开亮相

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