英特尔在IEDM 2022上公布了最新的突破性研究，为未来芯片设计奠定了基础

1月11日早间消息，据报道，英特尔公司发布了采用了新设计的服务器芯片，这是该公司重新控制服务器之一计算机领域最有利可图的市场之一的关键。

当地时间周二，英特尔表示，基于新的Sapphire Rapids设计的至强(Xeon)处理器已经在Alphabet旗下的谷歌和亚马逊公司的AWS运营的云计算系统中投入使用，此外它还将在惠普企业公司和戴尔技术公司提供的服务器中使用。

对于英特尔这个全球最大的计算机处理器制造商来说，新产品为其带来了一个遏制市场份额损失的机会，并证明它已恢复自己的能力，可以提供作为互联网和企业网络骨干的服务器所需的有竞争力的芯片。英特尔数据中心和人工智能部门负责人桑德拉·里维拉(Sandra Rivera)表示， Sapphire Rapids的首次亮相是该公司重建信心的第一步，即英特尔将再次引领计算机行业向前发展。

里维拉在接受采访的时候表示：“在经历了几次失误之后，我们一直在努力重新获得客户的信任，以证明我们的工作正在改善，正在重新获得卓越的执行力。”

随着行业的爆发，英特尔的数据中心业务一直在徘徊不前。该公司的至强系列芯片曾经占据了99%以上的市场份额，这些芯片需要对智能手机和互联网产生的越来越多的数据进行分析和理解。然而在过去一段时间内，英特尔的竞争对手AMD和该公司的一些最大客户的本土化努力已经蚕食了该公司在服务器领域的主导地位。由于生产技术和向市场推出新芯片方面的延误，该公司的能力已被削弱。Sapphire Rapids是英特尔在2019年首次宣布的产品，其上市时间至少已被推迟了两次。

近日，英特尔在IEDM 2022上公布了最新的突破性研究，为未来芯片设计奠定了基础。其目标是将封装技术密度提高10倍，使用仅3个原子厚的新材料来推进晶体管缩放，在未来10年内实现万亿级晶体管芯片设计。

此次英特尔研究人员展示了用于晶体管的新型2D材料、将小芯片和单芯片处理器之间的性能和功耗差距缩小到几乎难以察觉的新型3D封装技术、以及可垂直堆叠在晶体管之上的全新内存等。

英特尔副总裁兼设计支持总经理Gary Patton表示：

“自晶体管发明以来的75年里，推动摩尔定律的创新继续满足世界对计算的指数级增长需求。在IEDM 2022上，英特尔展示了突破当前和未来障碍、满足这一永不满足的需求以及在未来几年保持摩尔定律活力所需的前瞻性和具体研究进展。”

英特尔表示，基于hybrid bonding的下一代3D封装技术可以将集成密度提高10倍，同时间距缩小到3微米，使得多芯片互联可媲美目前的单芯片设计;使用仅3个原子厚的2D新材料，在常温下以低漏电流实现了双栅结构上晶体管近乎理想的开关，同时可在单芯片上装入更多的晶体管，进一步为高性能和可扩展的晶体管通道铺平了道路;可垂直堆叠在晶体管之上的全新内存及堆叠铁电电容，性能媲美传统铁电沟道电容，可用于在逻辑芯片上打造FeRAM。

英特尔向今年的国际电子器件会议(IEDM)提交了几篇研究论文，强调了他们追求新的2D晶体管材料和3D封装解决方案的计划。这些新信息支持了首席执行官Pat Gelsinger之前关于英特尔即将进行的微架构设计创新的声明。据英特尔的Gary Patton称，新的进展将在可预见的未来保持摩尔定律的活力。

今年早些时候，NVIDIA的黄仁勋在4000系列发布会的问答环节中再次宣布摩尔定律已死。这一预测与他在2017年北京GPU技术大会上的类似声明相呼应。

该公司提交的2023年IEDM研究报告强调了几种工艺、材料和技术，可以帮助这家半导体巨头支持他们之前关于到2030年交付基于芯片的万亿晶体管处理器。

英特尔的新晶体管和封装技术研究主要集中在推进CPU的性能和效率，缩小传统单片处理器和基于芯片的新设计之间的距离。提交的材料中提出的一些概念包括：大大减少小芯片之间的间隙以提高性能，即使在失去电源后也能保持其状态的非易失性晶体管，以及新的可堆叠存储器解决方案。

在IEDM会议上，英特尔分享了它的工艺技术路线图和它对未来三到四年内将出现的芯片设计的设想。正如预期的那样，英特尔的下一代制造工艺--英特尔4和英特尔3--有望在2023年和2024年分别用于大批量制造(HVM)。此外，该公司的20A和18A生产节点将在2024年为HVM做好准备，这意味着18A将提前上市，IEEE Spectrum发布的一张幻灯片表明。

明年，英特尔将发布代号为Meteor Lake CPU的第14代酷睿，这是其首个采用多芯片(或多瓦)设计的大众市场客户处理器，每个芯片组都将使用不同的工艺技术制造。英特尔的Meteor Lake产品将包括四块芯片：使用英特尔4号工艺技术(又称7纳米EUV)制造的计算芯片(CPU内核)、台积电可能使用其N3或N5节点生产的图形芯片、SoC芯片和I/O芯片。此外，这些瓦片将使用英特尔的Foveros 3D技术进行互连。

Meteor Lake的计算瓦片可以说是软件包中最令人兴奋的部分，因为它将在英特尔4(以前称为7纳米)上制造，这是该公司第一个将使用极紫外(EUV)光刻的生产节点。据英特尔称，这种制造工艺已经准备好进行大规模生产，尽管它将在几个月后才被部署到Meteor Lake的计算芯片的HVM上。考虑到英特尔在2021年10月对该计算芯片进行了供电，该节点到现在已经准备好进行生产，这并不令人惊讶。有点出乎意料的是，英特尔没有确认这种工艺技术是用来制造Ponte Vecchio的Xe-HPC计算GPU瓦片的，正如两年前种植的那样。

英特尔将在台积电近四年后开始使用EUV，台积电在2019年第二季度开始在其N7+节点上生产芯片。英特尔需要确保其4纳米级节点的性能达到预期，并提供良好的产量，因为这将是该公司相当不幸的10纳米工艺系列之后的第一个节点，该工艺在其生命周期的早期没有达到预期的性能，其成本高于该公司几年前的期望。