Intel 4製程將於2022年下半準備量產，2023年開始出貨。Intel面對三星電子(Samsung Elcetronica )、台積電加速先進製程進進，重返晶圓代工戰場，目標力奪製程技術王位的英特爾(Intel)，進度也未見放緩，近日更近一步揭露Intel 4 (先前稱為Intel 7nm)製程的技術細節。
英特爾表示，相較於Intel 7(先前稱10nm Enhanced SuperFin)，Intel 4於相同功耗提升20%以上的效能，高效能元件庫(library cell)的密度則是2倍，同時達成2項關鍵目標，除滿足開發中產品的需求，包括PC客戶端的Meteor Lake，同時也推進先進技術和製程模組，將帶領英特爾2025年重回製程領先地位。
英特爾先前已揭露製程與封裝技術的最新路線規劃，未來5年及之後的產品都將按規劃時程導入，甚至將提前。英特爾執行長Pat Gelsinger先前就強調：「摩爾定律不死。英特爾對於下一個創新10年，規劃清晰的道路走向1奈米及其未來。」
在新的製程節點命名方式與各節點的技術方面：「Intel 7」係基於FinFET最佳化，相較Intel 10奈米SuperFin每瓦效能可提升大約10～15%；「Intel 4」為全面使用極紫外光(EUV)微影技術，透過超短波長的光，印製極小的形狀。伴隨每瓦效能提升約20%，以及面積改進，Intel 4將於2022年下半準備量產，2023年開始出貨，client用戶端Meteor Lake和資料中心Granite Rapids將率先採用。
Intel 3將進一步汲取FinFET最佳化優勢與提升EUV使用比例，以及更多的面積改進， Intel3較Intel 4約能夠提供18%的每瓦效能成長幅度，將於2023年下半開始生產；Intel 20A(2奈米)則以RibbonFET和PowerVia技術開創埃(angstrom)時代。
Intel 20A製程技術預計將於2024年逐步量產，已確定獲得高通(Qualcomm)採用；改良自RibbonFET的Intel 18A已進入開發階段，預計於2025年初問世。近日英特爾宣稱，2024年初20A(2奈米)就會開始生產，18A(1.8奈米)亦提前在2024年下半面市。
在即將面市的Intel 4方面，英特爾也進一步說明詳細效能數據表現，Intel 4於鰭片間距、接點間距以及低層金屬間距等關鍵尺寸(Critical Dimension)，持續朝向微縮的方向前行，並同時導入設計技術偕同最佳化，縮小單一元件的尺寸。
透過FinFET材料與結構上的改良提升效能，Intel 4單一N型半導體或是P型半導體，其鰭片數量從Intel 7高效能元件庫的4片降低至3片。綜合上述技術，使得Intel 4能夠大幅增加邏輯元件密度，並縮減路徑延遲和降低功耗。
另外，Intel 7已導入自對準四重成像技術(SAQP)和主動元件閘極上接點(COAG)技術來提升邏輯密度。前者透過單次微影和2次沉積、蝕刻步驟，將晶圓上的微影圖案縮小4倍，且沒有多次微影層疊對準的問題；後者則是將閘極接點直接設在閘極上方，而非傳統設在閘極的一側，進而提升元件密度。
Intel 4更進一步加入網格布線方案(gridded layout scheme)，簡單化並規律化電路布線，提升效能同時並改善生產良率。隨著製程微縮，電晶體上方的金屬導線、接點也隨之縮小；導線的電阻和線路直徑呈現反比，該如何維持導線效能抑是需要克服的壁壘；Intel 4採用新的金屬配方稱之為強化銅(Enhanced Cu)，使用銅做為導線、接點的主體，取代Intel 7所使用的鈷，外層再使用鈷、鉭包覆；此配方兼具銅的低電阻特性，並降低自由電子移動時撞擊原子使其移位，進而讓電路失效的電遷移(electromigration)現象，為Intel 3和未來的製程打下基礎。
另一方面，將光罩圖案成像至晶圓上的最重要改變，可能是在於廣泛的使用EUV來簡化製程。英特爾不僅在現有良好解決方案中的最關鍵層使用EUV，而且在Intel 4的較高互連層中使用EUV，以大幅度減少光罩數量和製程步驟。英特爾將在這些製程更廣泛地使用EUV，更將導入全球第一款量產型高數值孔徑(High-NA)EUV系統。
責任編輯：朱原弘
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