Intel опубликовала очень хорошие результаты первого квартала 2018 года, однако проблемы с внедрением нового техпроцесса никуда не делись. Свидетельство тому - вчерашнее назначение Джима Келлера (Jim Keller) старшим вице-президентом Intel; Джим как раз возглавил команду, отвечающую за инжиниринг техпроцессов. Также можно упомянуть перестройку группы Technology and Manufacturing Group в новую структуру Technology, Systems Architecture & Client Group (TSCG), которую возглавил Мерти Рендучинтала (Murthy Renduchintala). Так что Intel пытается выправить сложившуюся ситуацию.
При объявлении квартальных результатов Intel добавила несколько интересных комментариев, касающихся грядущих технологий и процессоров. В этом году, например, так и не появится мобильного или настольного процессора по 10-нм техпроцессу. Похоже, что оптимизации 10-нм техпроцесса так и не привели к тому, чтобы можно было массово выпускать процессоры по технологии 10nm+. Исключением могут стать некоторые чипы FPGA, поскольку из-за более простого дизайна проблем с их производством меньше.
Если верить Intel, чипы в небольших количествах уже производятся по 10-нм процессу, но массовое производство раньше 2019 года не начнется. Проблемы определены, решения уже внедряются. Но пройдет еще какие-то время, прежде чем техпроцесс будет отлажен для массового производства.
"We continue to make progress on our 10-nanometer process. We are shipping in low volume and yields are improving, but the rate of improvement is slower than we anticipated. As a result, volume production is moving from the second half of 2018 into 2019. We understand the yield issues and have defined improvements for them, but they will take time to implement and qualify."
Intel запуталась в озерах
На протяжении нынешнего года Intel перейдет на оптимизированный 14-нм техпроцесс. Что как раз случится с линейкой Whiskey Lake для настольных ПК и Cascade Lake для серверов.
"We have leadership products on the roadmap that continue to take advantage of 14-nanometer, with Whiskey Lake for clients and Cascade Lake for the data center coming later this year."
Процессоры Whiskey Lake нельзя назвать полностью новыми, но ранее они планировались лишь для самых экономичных ноутбуков в виде Whiskey Lake U. Все же Intel ставила на линейку Cannon Lake, которая должна была производиться по 10-нм технологии: планировались процессоры Cannon Lake Y, Cannon Lake U и Cannon Lake S, которые должны были заменить все старые модели. Соответственно, линейка Cannon Lake сдвигается на 2019 год.
Cascade Lake будет использоваться для всех процессоров Xeon и high-end настольной платформы (HEDT). Процессоры по техпроцессу 14 nm++ заменят здесь Skylake. А линейка Ice Lake и соответствующий техпроцесс 10nm+ тоже переносятся на 2019 год.
Intel вновь подчеркивает, что улучшения в 14-нм техпроцессе, который теперь будет называться 14 nm++, позволили выпустить на нем еще одно поколение процессоров. Отказ от использования глубокого ультрафиолета EUV в нынешнем 10-нм техпроцессе позволил сэкономить, но также привел к сегодняшним проблемам.
"We're slowing the ramp down as we go and fix these yields, and we're able to do that. A), we understand the yield issues. They're really tied to this being the last technology tied to not having EUV and the amount of multi-patterning and the effects of that on defects. But also, the real strength of 14-nanometer, I mentioned in my prepared remarks that we've done 70% improvements in the performance of that technology over its current lifetime. And we believe it continues to have legs, that we can continue to make improvements, both within that process technology and architecturally. That's really giving us the breathing room to go and make these yield improvements."
Улучшение доли выхода годных кристаллов и поиск причин появления дефектов - основные факторы, замедляющие переход на 10-нм техпроцесс.
"The transistors work. We know the performance is in line. So it's really just about getting the defects and the costs in line to where we want."
Intel пересмотрела плотность расположения транзисторов 7-нм техпроцесса
При переходе с 20- на 14-нм техпроцесс, с 14- на 10-нм и с 10- на 7-нм ставится цель в виде увеличения плотности расположения транзисторов в упаковке чипа. При переходе с 14- на 10-нм Intel поставила цель добиться увеличения в 2,7 раза, вероятно, с этим тоже связаны нынешние трудности Intel.
С переходом на 7-нм техпроцесс и внедрением глубокого ультрафиолета (Extreme Ultraviolet Lithography, EUV) Intel планирует избежать нынешних проблем. Напомним, что в случае 10-нм техпроцесса источником проблем как раз стал отказ от EUV. Чтобы несколько снизить требования к техпроцессу, Intel уменьшила целевую плотность, которая теперь должна повыситься в 2,4 раза.
"As far as what does that imply for future technologies, we made a lot of changes at 7 nanometers. 7-nanometer currently is the first technology forecasted to implement EUV, so that immediately makes the lithography system different. We're going back to a more standard, for us, compaction number of 2.4, so that makes it a little bit easier."
Гетерогенные чипы и EMIB будут играть все большую роль
Intel в будущем планирует отойти от практики изготовления больших монолитных чипов во многих своих продуктах. Intel уже внедрила собственную технологию EMIB (Embedded Multi-die Interconnect Bridge), позволяющую использовать разные кристаллы в одной упаковке. Примером могут служить процессоры Core с графикой Radeon RX Vega M, однако и некоторые решения FPGA тоже опираются на данную технологию, которая соединяет кристаллы напрямую.
С анонсом EMIB Intel уже отметила, что в будущем все более важную роль будет играть конвергенция разных технологий производства и продуктов нескольких компаний. И данная тенденция с переходом на 7-нм техпроцесс лишь ускорится.
"At 7 nanometers and beyond, we're really moving to a world where you're not going to look at any piece of silicon as being a single node. You're going to use what we're going to call heterogeneous techniques that allow us to use silicon for multiple nodes. So you may use cores from 7 nanometers and IP from 14 nanometers and even as far back as 22 nanometers for the parts that don't need the high performance. And we're able to put those together and make them perform and behave like a single piece of silicon in the package."
Intel в поисках себя
Создается впечатление, что сегодня Intel занята поиском себя. Компании пришлось добавлять еще один промежуточный 14-нм техпроцесс, пусть и с новыми оптимизациями. Но все это не может скрыть того факта, что с 10-нм техпроцессом что-то пошло не так.
Когда-то Intel по техпроцессам опережала конкурентов на годы. Но в последнее время лидерство Intel стало сокращаться, и мы вполне можем получить ситуацию, когда конкуренты выйдут вперед. TSMC уже начала массовое производство по 7-нм техпроцессу, первые чипы уже отгружаются партнерам. Причем в данном случае мы имеем в виду не менее сложные чипы или компактные SoC, а GPU с несколькими миллиардами транзисторов. Samsung уже успешно перевела большую часть производства на 10-нм техпроцесс, Global Foundries планирует представить в следующем году первые 7-нм продукты.
Intel на данный момент даже не может точно сказать, когда начнется массовое производство по 10-нм техпроцессу. Компания лишь называет 2019 год, не уточняя даже полугодие или квартал. К тому времени AMD выйдет на рынок с третьим поколением процессоров Ryzen, которые будут строиться на архитектуре Zen2 и производиться по 7-нм техпроцессу. Причем производство пробных кристаллов CPU уже началось. Так что Intel ждут непростые времена. Конечно, какое-то время процессорный гигант будет удерживаться на плаву из-за значительной доли рынка, но в перспективе Intel придется пойти на весьма радикальные шаги.