7nm延遲6個月，英特爾的芯片也要外包了
今天，英特爾披露2020年第二季度業績，總收入為197億美元，創下歷史記錄。其中以PC為中心的業務收入97億美元，同比增長7%；以數據為中心的也為收入為102億美元，同比增長34%。
相比營收創紀錄的消息，英特爾正在開發中的7nm工藝已延遲6個月受到了更加廣泛的關注。這一宣佈意味着，英特爾第一款基於7nm工藝的消費類產品需要到2022年下半年才能面世，在未來幾年裏，10nm將是英特爾的最佳工藝水平。
這一計劃的延遲刺激了英特爾內部的自我反省，促使該公司改變其製造計劃，可能與第三方晶圓廠展開合作。將來，公司將採取英特爾稱之為“務實”的方法，調研內部和第三方晶圓廠，啓用對公司和相關產品有意義的晶圓廠。
儘管英特爾尚未宣佈任何將生產外包的具體計劃，但他們正在考慮2022年及以後的產品路線圖，這對該行業和一家5年前還是全球芯片製造業領導者的公司而言，很難説不會產生巨大的影響。
7nm延期代價慘痛
在深入瞭解英特爾未來的計劃之前，先了解一下其過去和現在，以及英特爾是如何決定轉向外部晶圓廠的。
10nm製程多次延期之後，英特爾重回正軌的計劃是盯緊其7nm製程發展，準時交付7nm，以彌補10nm延期所造成的時間損失。此外，制定可靠的流程，迅速提高產能，讓英特爾在維持摩爾定律的競爭中遙遙領先。但該計劃也有一個副作用，轉向7nm的週期比10nm時間更長，很難幫助英特爾擺脱麻煩。
不幸的是，英特爾開發7nm工藝製程計劃延期。正如今天的電話會議披露的那樣，7nm製程量產大約比原計劃晚了整整一年，也就是説，英特爾至少還需要花費一年的時間才能達到他們在2020年第二季度所期望達到的產率。現在，預計首批7nm CPU不會在2022年下半年或2023年初之前推出，最早也要等到2023年上半年。
目前，唯一大致按計劃進行的7nm產品是Ponte Vecchio，這是英特爾的Xe-HPC GPU，將用於Aurora超級計算機，預計在2021年末或2022年初交付。甚至到那時，英特爾仍可能評估是否將某些Ponte Vecchio的製造轉移到第三方晶圓廠。
對此，英特爾表示他們已經很好地解決了這個問題，Bob Swan將良率下降的原因描述為一種“缺陷模式”，並稱已經找到問題根源，正在着手解決。英特爾認為，其7nm工藝製程不存在任何基礎障礙，公司仍將按照計劃全力以赴實現7nm量產，在2023年實現批量出貨。
儘管如此，6個月的延遲，英特爾可能為其付出沉重的代價。此前，英特爾在量產10nm製程時反覆出現問題，英特爾只能繼續推出14nm的台式機和服務器處理器，英特爾的產品線也陸續受到影響。
同時，儘管節點尺寸上並不完全有可比性，但其競爭對手台積電將於今年開始出貨5nm產品，在功率效率和芯片尺寸等方面更具優勢，台積電或將更進一步領先英特爾。
“實務”意味着願意同第三方晶圓廠開展合作
由於7nm延遲，英特爾將採用Swan所謂的“務實”方法來選擇要使用的代工廠。英特爾將不再將自己限制在自己的工廠，而將第三方工廠的能力（和成本）納入考慮範圍。事實上，英特爾仍然希望生產市場領先的芯片，並且他們現在願意使用第三方晶圓廠來實現這一目標。
儘管英特爾沒有給出任何具體的製造計劃，但其給出的信息卻很明確：他們將根據產品路線圖來完成交付新產品所需的工作。這意味着英特爾將第三方工廠作為應急計劃，幾乎保留所有選擇，包括如果第三方工廠確實是最佳選擇，也會考慮完全在第三方工廠生產產品。最終，英特爾需要面臨的問題是，在多大程度上依靠自己的7nm晶圓廠，又在多大程度上依賴第三方。
與此同時，支撐這一新策略的靈活性理念的是英特爾公在EMIB和Foveros等先進封裝技術方面的發展。這些多芯片封裝技術已經在Kaby Lake-G和英特爾新的Core-Lakefield處理器等產品中得到應用，允許在一個封裝中使用多個不同的芯片。在Lakefield處理器中，是通過在22nm I / O裸片上分層放置10nm計算裸片來實現的，這使英特爾可以在相對昂貴的10nm工藝中製造芯片的關鍵部件，而非關鍵部件則建立在功率效率極高的22nm版本上。
Lakefield是第一個使用該技術的英特爾產品。由於小芯片（Chiplet）比大的單片芯片的缺陷影響小得多，通過將芯片“粘合”在一起，英特爾不僅可以更好地管理良品率問題，還可以繼續混合和匹配不同的工藝節點，包括不同的英特爾工藝節點和第三方工藝節點。
我們已經在Kaby Lake-G上看到了一個很小的嘗試，它使用了一個台積電製造的GPU和一個英特爾製造的CPU。儘管其非常粗糙且集成度很低，但是，未來英特爾的靈活性計劃意味着將有集成度更高和更精細的規模出現。基於Lakefield，英特爾可以實現其靈活性計劃，芯片來自哪個晶圓廠應該不會對封裝產生太大影響，問題在於英特爾在其中做了多少工作。
很明確的一點是，無論怎樣，英特爾在未來的產品中都必須走小芯片路線，因為小芯片是實現英特爾晶圓廠靈活性的關鍵。但這些芯片中哪些將由英特爾生產，哪些將由第三方晶圓廠製造？這是英特爾在接下來的幾年裏需要解決的問題。
值得一提的是，如果沒有英特爾最近的另一項將產品設計與工藝節點分離的舉措，這一切都是不可能實現。多年來，該公司傳統的垂直集成設計理念已交付了許多出色的產品，但是自從10nm被推遲，英特爾一直在承擔這一決定的後果，並使用了他們最新的Sunny Cove CPU架構。英特爾最近才獲得將一個體繫結構移植到多個工藝節點的能力，很明顯，他們將嚴重依賴第三方芯片製造商的此種能力。
首款7nm產品Ponte Vecchio
儘管英特爾今天發佈的大部分產品都是針對2023年發佈的，但該公司也公開評論了其首款7nm產品Ponte Vecchio。Xe-HPC GPU是英特爾 Xe GPU的旗艦產品，Ponte Vecchio芯片是即將面世的Aurora超級計算機的基本組成部分。但對於英特爾而言，目前更重要的是交貨時間，Aurora計劃於2021年交付，比英特爾即將交付的首批量產消費型7nm部件的時間早一年。Ponte Vecchio對英特爾而言極其重要，而他們剩下的時間很有限。
目前，英特爾已經確認該公司還在重新評估Ponte Vecchio各部分所使用的代工廠，英特爾曾表示該芯片將始終使用第一方和第三方工廠的混合方式，不過讓人好奇的是英特爾是否在評估中加入了HBM內存（英特爾不生產），這是不是有點急功近利。但從某種角度而言，即使排除內存，I/O芯片、連接芯片和GPU本身仍然是獨立的芯片，理論上任何一個芯片都可以轉移到第三方晶圓廠。
可以肯定的是，就像今天的其他公佈一樣，英特爾也在分享其具體的製造計劃，很可能英特爾還沒有最終決定在哪裏生產不同芯片。但與此同時，英特爾也明確表示，他們正在考慮所有選項。
英特爾必將轉型
儘管在英特爾的計劃中還有很多未知因素和待確定的事情，但可以肯定的是：無論發生什麼事情，英特爾都將轉型。至少他們將從一家依靠多模塊芯片的公司轉變為一家採用多芯片封裝的公司，並且根據7nm的發展情況，他們也可能正在轉變為一家將大部分芯片生產投入第三方代工廠生產的公司。對於一家五年前芯片製程仍領先的公司而言，這都是不小的改變。
這一改變，對英特爾來説無疑是一顆難以下嚥的藥丸。但英特爾的7納米延遲對一家已經準備好迎接10納米延遲帶來的艱難時刻的公司來説是一個巨大的風險，英特爾需要制定應急計劃，做出必要的改變，避免在7nm製程中再次下滑。
接下來會發生什麼尚不清楚，但英特爾的工藝節點技術團隊正面臨着7nm成敗的局面，因此不得不做出決定。英特爾在其7nm工藝上投入了大量資金，無論站在利潤的角度，還是站在產品的角度，他們肯定更願意使用這種技術。這意味着，如果英特爾能夠保持7nm的正常推進，那麼現在只是應急計劃就可以保持原樣。
但不管發生什麼，英特爾都不能將賭注壓在自己身上了，芯片光刻技術越來越難，英特爾必須做好準備，這將是一場艱難的戰役。
本文編譯自
https://www.anandtech.com/show/15926/intel-7nm-delayed-by-6-months-company-to-take-pragmatic-approach-in-using-3rd-party-fabs
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