2018年7月18日,英特爾(Intel)公司成立50周年。
從1968年至2018年,從4004到8080到奔騰系列,從單核到雙核再到多核,從10微米到1微米到0.1微米再到10納米,英特爾對于微處理器的探索一直孜孜不倦,50年來從沒停止過。
1968 年 7 月 18 日,因為不滿仙童半導體(Fairchild Semiconductor)的現(xiàn)狀,羅伯特·諾伊斯(Robert Noyce)和戈登·摩爾(Gordon Moore)選擇了離職,并創(chuàng)辦諾伊斯-摩爾電子公司(NM Electronic),隨后公司支付了15000美元從Intelco公司買下“Intel”名字的使用權,并更名為英特爾公司。
50年來,有過歡樂,也有過淚水, 有過曾經(jīng)的彷徨,更有過信心滿懷。從1985年的斷臂轉型到錯失智能手機市場再到今天對智能駕駛的豪賭,英特爾始終一“芯”。
可是就在2018年,就在50周年大喜日子前夕。英特爾迎來了多事之秋,讓人嘆息。
2017年全球最大半導體公司的王冠,被三星電子搶走了,要知道,這王冠從1992年開始就一直帶在英特爾頭上。
屋漏偏逢連夜雨,不順心的事是一樁連一樁。年初的CPU設計缺陷,導致安全漏洞;6月的首席執(zhí)行官性丑聞事件,導致群龍無首;10納米工藝遲遲無法突破,工藝制程延宕。
公司50周年紀念日,估計是啥味道都有,酸甜苦辣咸!
沒人主持英特爾50歲大慶
2018年6月21日,英特爾宣布,首席執(zhí)行官布萊恩·科贊奇(Brian Krzanich)與公司前雇員有“consensual relationship”,違反了公司相關準則,董事會已經(jīng)接受其辭職。
按說少了一個首席執(zhí)行官,沒啥大不了;可是現(xiàn)在英特爾是首席執(zhí)行官和總裁都空缺。
2016年1月,時任總裁詹睿妮(Renée J. James)宣布辭職。公司一直沒有宣布新總裁的人選。
MY GOD!50歲的英特爾,盡然出現(xiàn)這種事情!沒有一個掌舵人了!
50周年大慶誰來主持?
董事會這下急眼了!逮個人頂著再說。
于是進入公司不到兩年的執(zhí)行副總裁兼首席財務官Robert (Bob) H. Swan被趕鴨子上架,擔任臨時首席執(zhí)行官(Interim CEO )。不過這個仁兄說了,無意正式接任CEO一職,不愿意被列入候選名單之中。
新首席執(zhí)行官源自內部
按照英特爾的慣例,首席執(zhí)行官退位,直接任命總裁為首席執(zhí)行官就好了。50年,英特爾都是這么干的。
50年來,英特爾歷史上有過6位正式首席執(zhí)行官,他們分別是羅伯特·諾伊斯、戈登·摩爾、安迪·葛洛夫(Andrew Grove)、克瑞格·貝瑞特(Craig R. Barrett)、保羅·歐德寧(Paul S. Otellinii)和布萊恩·科贊奇。
除了羅伯特·諾伊斯外,包括聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾、安迪·葛洛夫、克瑞格·貝瑞特、保羅·歐德寧四位都是從總裁位置上被任命為首席執(zhí)行官的,而且安迪·葛洛夫、克瑞格·貝瑞特、保羅·歐德寧在擔任總裁前都擔任過首席運營官。而布萊恩·科贊奇在被任命為首席執(zhí)行官前是執(zhí)行副總裁兼首席運營官。
從這6位首席執(zhí)行官的履歷中可以看出,羅伯特·諾伊斯和戈登·摩爾是公司的聯(lián)合創(chuàng)始人,安迪·葛洛夫是公司第3號員工,而克瑞格·貝瑞特、保羅·歐德寧和布萊恩·科贊奇都是從畢業(yè)后就在英特爾工作的,一直沒有換過公司。
也就是說,英特爾的首席執(zhí)行官都是從內部挑選提拔的。
前5任首席執(zhí)行官都會兼任一段時間的總裁,然后在退休前將總裁的位置交給公司董事會要著力培養(yǎng)的人,一般兩年左右,總裁就會繼任首席執(zhí)行官。
45年來沒有變化。
布萊恩·科贊奇是個例外,在2013年5月2日,他當選了首席執(zhí)行官。可總裁位置卻交給了詹睿妮(Renée J. James)。
我們來看看英特爾6位首席執(zhí)行官當選時的年齡,羅伯特·諾伊斯46歲、戈登·摩爾51歲、安迪·葛洛夫56歲、克瑞格·貝瑞特59歲、保羅·歐德寧55歲和布萊恩·科贊奇53歲。除了羅伯特·諾伊斯外,其他都是50多歲當選。
也許董事會認為詹睿妮當時還年輕,畢竟2013年時小詹才49位,畢竟在當年三選一或二選一情況下,也許董事會認為讓小詹多熬幾年資歷更好。
可誰知,小詹不干了,在當了2年總裁后,于2015年7月提出辭職,想出去當個首席執(zhí)行官。于是在2016年1月正式離職,英特爾的總裁位置也一直空缺至今。
第七任首席執(zhí)行官來自何方
好了,首席執(zhí)行官位置空缺,原本提拔總裁就好,現(xiàn)在總裁位置也是空缺,無法提拔。
于是董事會緊急行動,組成了首席執(zhí)行官遴選委員會。外界也為遴選委員會開出了一長串的候選人名單:
蕾妮·詹姆斯(Renee James)55歲,前英特爾總裁,現(xiàn)在負責芯片初創(chuàng)公司Ampere Computing;
斯塔西·史密斯(Stacy Smith),前英特爾首席財務官;
柏安娜(Diane Bryant),前英特爾高級副總裁;
施浩德(Kirk Skaugen),前英特爾公司全球副總裁兼PC客戶端事業(yè)部總經(jīng)理;
阿南德·錢德拉塞卡爾(Anand Chandrasekher),前英特爾高級副總裁兼便攜集團總經(jīng)理;現(xiàn)就職高通
孫納頤((Navin Shenoy),1995年加入,45歲,現(xiàn)英特爾執(zhí)行副總裁兼數(shù)據(jù)中心事業(yè)部總經(jīng)理;
文卡塔·倫杜琴塔拉(Venkata Murthy Renduchintala),現(xiàn)英特爾技術、系統(tǒng)架構與客戶集團總裁兼首席工程官,2016年從高通引進
拉賈·克杜里(Raja Koduri),核心和可視計算集團高級副總裁,2017年從AMD引進;
桑杰·賈(Sanjay Jha),前格芯首席執(zhí)行官;
當然,還有很多。
究竟選誰當首席執(zhí)行官,遴選委員會自有其考量。
不過9月初,據(jù)彭博社援引知情人士消息稱,英特爾已經(jīng)開始縮小CEO候選范圍,有可能會首次引進一位公司外的人才。
新任首席執(zhí)行官會讓窘境之中英特爾找到新路還是繼續(xù)沉淪,將很快見到結果。
期待新任首席執(zhí)行官揭曉吧!
10納米工藝遲遲無法突破
2017年9月,英特爾北京“精尖制造日”活動云集了英特爾制程、制造方面最權威的專家團,閉關修煉的英特爾終于秀出了它的10納米工藝。并笑稱:“老虎不發(fā)威,你當我是病貓?”
在“精尖制造日”中,英特爾高級院士、技術與制造事業(yè)部制程架構與集成總監(jiān)Mark Bohr展示了英特爾的制程工藝時間圖。他說,英特爾是首家做到22納米FinFET的公司,比競爭友商至少領先三年。
可中國古話說得好:好漢不提當年勇,智者莫念昔日功。22納米之后的半導體江湖可謂是腥風血雨。
2014年英特爾推出了14納米工藝,隨后臺積電量產(chǎn)16納米工藝,三星量產(chǎn)14納米工藝,2015年下半年發(fā)布的蘋果A9處理器就分別采用了三星的14納米工藝和臺積電的16納米工藝。2016年,臺積電和三星又相繼推出了自己的10納米工藝,比英特爾的10納米工藝早了將近一年的時間。
如果按照之前的Tick-Tock戰(zhàn)略進行,英特爾應該在2015年底就量產(chǎn)10納米工藝了,只不過這些都是奢望了。
英特爾的10納米工藝是“只聞樓梯響,不見人下來”。工藝一再延期,目前官方說法是2019年底開始量產(chǎn),不過真正大規(guī)模量產(chǎn)桌面及服務器處理器要到2020年了。
臺積電不光10納米量產(chǎn),就連7納米工藝在2018年已經(jīng)開始量產(chǎn)移動芯片,包括蘋果A12及華為海思麒麟980處理器,當然AMD的CPU及GPU芯片使用的是臺積電的7納米HPC高性能工藝,2019年應該才大規(guī)模量產(chǎn)。
Rosenblatt Securities的分析師Hans Mosesmann在8月份的報告中表示,英特爾在半導體工藝上的瓶頸不只是10納米延期,而且需要許多時間來解決這個問題,因此造成英特爾的工藝劣勢將持續(xù)5年、6年甚至7年。對英特爾工藝落后持悲觀看法的不止他一個,Raymond James的分析師Chris Caso的報告稱,英特爾最大的戰(zhàn)略問題就是他們的10納米工藝延期,我們預計未來兩年內英特爾都不會推出10納米服務器芯片。10納米制程延后的問題,也為競爭對手打開了一扇窗,而且這扇窗可能永遠都不會關上 。
盡管英特爾在制程工藝上落后對手是近十年來罕見的,10納米工藝的延期確實給英特爾制造了很多麻煩,也讓很多分析師不看好。因為AMD已經(jīng)憑借臺積電的尖端工藝開始摧城拔寨了。
英特爾何時再發(fā)虎威
而在更新一代半導體工藝上,臺積電及三星已經(jīng)規(guī)劃了5納米以及3納米工藝,其中臺積電的5納米工藝投資計劃超過250億美元,預計2019年試產(chǎn),2020年量產(chǎn);3納米工藝計劃投資約為200億美元,2020年開始建廠,2021年完成設備安裝,預計2022年底到2023年初量產(chǎn)。
三星在2018Samsung Foundry Forum會議上宣布,已經(jīng)準備好了7nm LPP 工藝,2018年下半年生產(chǎn),并稱7納米工藝是全球首次使用先進的 EUV光刻解決方案。并公布了5納米、4納米和3納米制程的計劃。其中,5納米/4納米工藝仍會使用現(xiàn)有的FinFET制造技術,3納米工藝采用GAA納米技術,對于投產(chǎn)時間,三星表示,2019年5納米,2020年4納米,2021 年3納米。
在2017“精尖制造日”中,英特爾高級院士、技術與制造事業(yè)部制程架構與集成總監(jiān)Mark Bohr介紹了英特爾10納米制程工藝的最新細節(jié),展現(xiàn)了英特爾的技術領先性。提升密度、提高性能、降低能耗、降低成本,是英特爾致力的目標。
Mark Bohr介紹了14納米超微縮相對于22納米超微縮的領先性,同時也介紹了10納米相對于14nm超微縮的技術差異。他說,從22納米到14納米再到10納米,第三代FinFET晶體管有了極大的突破。從14納米到10納米,晶體管密度提升非常可觀,14納米工藝中每平方毫米晶體管數(shù)量不到4000萬個,而10納米工藝中每平方毫米晶體管數(shù)量超過1億個。10納米鰭片的高度較14納米提高25%,間距縮小25%,超強的微縮能力和全新特性將晶體管密度提升了2.7倍。
Mark Bohr還表示,7納米技術在全速開發(fā)過程中,英特爾將繼續(xù)打造高密度晶體管技術,并進一步提高每瓦的性能。在5納米,正在共同探索不同的晶體管技術的可選方案,包括產(chǎn)品的方案,最近我們也得出了一些初步結論。究竟在5納米技術上我們希望涵概哪些核心功能。我堅信摩爾定律將繼續(xù)推進晶體管技術的發(fā)展,將繼續(xù)降低單位成本,而且可以提高每瓦性能。
鈷替代銅、鎢,英特爾致用秘籍
畢竟英特爾每年研發(fā)投入100多億美元,絕對不是隨便玩的。肯定是要拿出一些新技術玩意的。
隨著半導體制造朝著10納米以下發(fā)展,原本以銅作為導線材料已經(jīng)暴露導電速率不足的問題,讓制程在10納米、7 納米蘠上遇到瓶頸。因此新材料的應用將是突破半導體制程的關鍵。
而用鈷替代銅,絕對是英特爾10納米的賣點。
2017年12月份在舊金山舉辦的IEEE IEDM會議上,英特爾公司闡述了將鈷金屬應用于10納米芯片最細連接線的設想,英特爾詳細介紹了用鈷代替鎢制成的電接觸材料設備的性能。
應用材料公司的Kevin Moraes表示,雖然金銅的電阻率比鋁、鎢甚至是鈷都要低。但是銅在更小尺度上很容易受到電遷移的影響。當電子加速穿過超薄線路時,它們會將原子驅趕到金屬中,就像是一位急匆匆的行人將另外一個人推到人行道外面一樣。為了保護銅互連,需要在纖細的線路中鑲嵌其他材料,如氮化鉭甚至是鈷。
作為全球最大的半導體設備龍頭,應用材料每年投入的研發(fā)費用也十分可觀,其2017財年的研發(fā)經(jīng)費接近18億美元,占總營收的12%強。應用材料也是最早投入以鈷代替銅、鎢做為導線材料的設備廠商之一。據(jù)悉,應用材料已經(jīng)有一系列設備可以對應鈷材料,包括ENDURA平臺上物理氣相沉積PVD、原子層沉積ALD、化學氣相沉積CVD。ENDURA平臺推出20年來,已經(jīng)有超過100個客戶使用超過4500臺ENDURA平臺。當然應用材料不只ENDURA平臺,在PHRODUCER平臺上的退火設備、PROVISION平臺上的電子束檢測、以及REFLEXION LK PRIME CMP平臺的上的平坦化設備翥可以滿足鈷互連工藝。這一整套整合鈷金屬解決是針對10納米/7納米以下制程的,可以滿足加速芯片效能,縮短芯片上市時間的需求。
相比于銅來說,鈷的電阻率很高,是其3倍,但電遷移的可能性要小得多。為了保證晶體管之間以及晶體管內部的短程連接,晶圓制造商開始利用鈷作為金屬層材料。在2017年的IEDM大會上,英特爾的報告中指出,在10納米加工技術的兩層超薄布線層中使用鈷互聯(lián),電遷移減少了1/10至1/5,電阻率是原來的一半。改善后的互連線路將有助于半導體行業(yè)克服線路問題,進一步縮小晶體管尺寸。
英特爾公司是第一個將芯片中的銅換成鈷的公司。在工藝改進過程中,英特爾公司曾經(jīng)將與晶體管柵極接觸的鎢金屬層替換成鈷金屬層。之前選擇用鎢是因為鎢有彈性且不會有電遷移問題。但是鎢的電阻率很高。
VLSI Research的首席執(zhí)行官Dan Hutcheson說:“最大的問題是在哪里植入新技術。如果你過早應用,就會產(chǎn)生很多成本。英特爾愿意為此付出高價,并且他們有能力調試新的材料。”
做為第一個吃螃蟹的人,英特爾在用鈷替代銅、鎢做導線時,已經(jīng)做好了準備。一旦在互連材料的替代上取得先機,將銳不可擋。
畢竟臺積電和三星在未來也會碰到英特爾一樣的難題。
就算鈷替代銅和鎢可以避免,也還會碰到其他難題。畢竟半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展到今天,面臨了近20年來的最重要的材料變革,技術推動已經(jīng)假手換人,摩爾定律推進的難度大增。
畢竟半導體技術的進步來不得半點虛假。在后摩爾時代,晶體管架構的改變、EUV光刻機的出現(xiàn)、封裝技術越來越受重視、新材料的出現(xiàn),都將延續(xù)該定律的經(jīng)濟效應。
未來鹿死誰手,讓我們拭目以待吧!