IBM 高管谈英特尔芯片制造合作："选择你的优势

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IEEE Spectrum

2021 年 4 月 1 日

英特尔（Intel）和 IBM 这两家过去 40 年来美国半导体行业的巨头已经携手合作，共同推进下一代逻辑和封装技术的发展。这一新的合作关系让过去四十年来观察过美国半导体行业并见证过两家公司之间竞争的人感到有些意外。

这两个长期竞争对手联手的背景或许有助于解释这种不同寻常的合作时机。 上周，英特尔宣布了一项被称为IDM 2.0 的战略。(IDM是集成设备制造商的缩写，与台积电不同，台积电是一家纯粹的代工厂）。该计划的一个主要部分是加倍努力发展制造业务，向新的晶圆厂投入 200 亿美元，并启动代工服务，为其他公司制造芯片。

行业观察家认为，重振代工服务业务，与台湾台积电一较高下，是一个大胆的举动。然而，这并不是英特尔第一次尝试这一战略，之前的尝试收效甚微（有人称之为 "失败"）。

不过，这次英特尔是与蓝巨公司合作。蓝巨公司本身作为一家 IDM 公司，在近二十五年的时间里成功地运营了代工服务，直到 2014 年最终将该业务出售给 Global Foundries。英特尔与 IBM 的最新研发合作应有助于英特尔的代工业务--英特尔代工服务（Intel Foundry Services 或 IFS）取得成功。

基于 IBM 的背景，它肯定会在如何为新合作伙伴提供代工服务方面提供一些友好的建议。 纽约州奥尔巴尼市 IBM 研究院混合云副总裁 MukeshKhare 认为，IFS 计划能否取得成功，关键在于英特尔对 IFS 的资金投入和对其核心能力的持续关注。

"有领先的代工厂，也有不领先的代工厂。选择你的战场，投资于大型合作伙伴，"Khare 说。"每家公司，无论规模有多大，都只擅长某些领域。选择你的强项，并在此基础上加倍努力，选择你能脱颖而出的市场。

对于IBM来说，自七年前出售代工业务以来，其重点显然已经转移到 混合云和人工智能（AI） 。 不过，从那时起，IBM 一直致力于芯片技术的创新，主要是通过其在出售代工服务后不久推出的价值 30 亿美元的 "七纳米及更高 "研究计划。

IBM 一直专注于为自身业务开发最先进的芯片技术，并时刻关注半导体行业面临的关键挑战。Khare 将这些挑战确定为扩展（持续提高密度）和封装（如何在密度不断提高的情况下实现连接）。

"Khare说："这是我们与英特尔合作的两个领域。"我们如何继续推进逻辑技术路线图？我们如何在封装技术方面创造更多价值，从而保持经济价值？

英特尔和 IBM 都一直在研究继 finFet 之后的下一代芯片设计，finFet 因芯片表面突出的鳍状载流硅脊而得名。finFet 的预期寿命或多或少已被设定为 7 纳米节点。如果再缩小，晶体管将难以关闭：即使是三面栅极，电子也会漏出。

为了解决这个问题，英特尔和 IBM 已经开始对所谓的 "全栅极器件"（gate-all-around devices）进行关键开发，在这种器件中，纳米线完全包围了栅极，从而防止了电子泄漏并节省了功耗。两家公司在所谓的纳米片器件方面也取得了进展，在这种器件中，每个晶体管都是由三片水平堆叠的硅片组成，每片硅片只有几纳米厚，并完全被栅极包围。

双方的合作还将促进集成电路（IC）封装的新方法，如芯片组。英特尔在芯片组方面已显示出特别的实力，这包括通过高带宽连接将更小、生产成本更低的芯片组集合在一个封装内来制造处理器。

根据 Khare 的设想，IBM 和英特尔的工程师将在这些项目中共同工作。两家公司无意根据各自的专长划分责任。而是以两家公司在相同领域都有专长为前提开展工作。他说，两家公司在并肩作战中产生的思想交融将产生协同效应。

据 Khare 称，两家公司之间的合作将在今年下半年开始实际进行，研究人员和工程师将进行交流。这可能是一个微妙的过程，涉及到工程师个人和公司的知识产权问题。

"Khare说："对于英特尔来说，工艺技术和封装技术就像公司皇冠上的宝石，因此这将是这些工程师首次在这样一个超级敏感的领域进行合作。

影响这一伙伴关系的暗流是一个明确的国家倡议因素。今年 1 月，美国国会通过了具有里程碑意义的立法，旨在 促进美国半导体和先进封装制造业的发展。Khare 将这一合作伙伴关系设想为 "为美国半导体业务赢得比赛的超级团队"。

"他说："这种合作关系不仅对我们两家公司有利，而且对美国半导体行业的领导地位也大有裨益。他说，"这意味着（美国）半导体创新的两大巨头走到了一起，老实说，他们竞争了很多很多年。这对美国和世界都是好事。