技術特點
Intel 3是英特爾公司開發的
FinFET半導體製造工藝節點,也是英特爾最後一代採用FinFET電晶體架構的工藝。相比前代Intel 4工藝,Intel 3實現了約10%的邏輯微縮(電晶體密度提升),並在相同功耗下實現了17-18%的性能提升(每瓦性能提升)。據第三方研究報告分析,在3nm工藝節點上,Intel 3的電晶體密度據稱可達約5.2億個/mm,高於
台積電的約2.9億個/mm和
三星的約1.7億個/mm,另有報告指出,Intel 3的電晶體密度達到了三星2nm工藝的1.76倍。
Intel 3相比Intel 4,在更多的生產工序中套用了EUV光刻技術,使其運用更加嫻熟。Intel 3引入了210納米(nm)的高密度(HD)
標準單元庫(Intel 4僅支持240nm高性能庫),最佳化了電晶體驅動電流,並通過減少通孔電阻最佳化了互連金屬堆疊。Intel 3提供了多種金屬布線層選項以適應不同成本與性能需求,包括12+2層(低成本)、14+2層(均衡)和19+2層(高性能)。具體而言,Intel 3在M0和M1等關鍵金屬層上保持了與Intel 4相同的間距,但將M2和M4層的間距從45納米降低至42納米,以最佳化互連性能。
Intel 3工藝包含基礎版本及三個變體節點。其中,Intel 3-T引入矽通孔(TSV)技術,針對3D堆疊進行最佳化;Intel 3-E擴展了功能,原生支持1.2V高電壓等,適用於模擬模組、射頻等;Intel 3-PT在Intel 3-E基礎上進一步提升性能(至少5%),並支持更精細的9微米間距矽通孔(TSV)和混合鍵合技術,適用於AI、HPC等高密度3D堆疊晶片。此外,Intel 3工藝中引入了偶極功函式金屬(DFM)技術,該技術允許在單個晶片上實現四種不同閾值電壓的電晶體,從而最佳化不同功能模組(如高性能核心與低功耗電路)的性能與能效平衡。
發展歷程
英特爾於2021年7月公布未來製程路線圖,Intel 3是其“四年五個製程節點”計畫中的第三個節點,原計畫於2023年下半年開始生產相關產品。
2023年,
英特爾多次重申Intel 3工藝按計畫推進,執行長帕特·基辛格確認其將於2023年下半年製造準備就緒,並否認了延遲傳聞,表示所有已公布的3nm項目都將在2024年發布。
Intel 3於2024年實現大規模量產,首發套用於至強6能效核處理器(代號
Sierra Forest)。英特爾宣布Intel 3製程進入大量生產階段。量產初期在
俄勒岡州工廠進行,後續產能將轉移至
愛爾蘭工廠。
Intel 3是英特爾首個對外開放代工服務的先進制程節點,也是其最後一代
FinFET電晶體工藝。該節點的量產是英特爾“四年五個製程節點”計畫的一部分,其後繼節點包括20A、18A等。
產品套用
Intel 3工藝通過英特爾代工服務(IFS)對外開放,是其首個對外開放代工的先進節點。
2026年2月,由西班牙巴塞隆納超級計算中心(BSC-CNS)牽頭的巴塞隆納Zettascale實驗室(BZL)項目成功實驗啟動了基於Intel 3工藝、採用RISC-V架構的Cinco Ranch TC1晶片,該晶片由Sargantana、Ka Lizard、Ox Lizard三個模組構成,支持
DDR5和PCIe Gen5,運行速率達1.5GHz。
市場與影響
Intel 3工藝主要面向高性能數據中心市場,與Intel 4相比,Intel 3實現了約10%的邏輯微縮,並在同等功耗下性能(頻率)提升至多18%,每瓦性能(能效)提升約17%,其已套用於至強6系列處理器(如
Sierra Forest、
Granite Rapids),通過高能效與高吞吐量最佳化數據中心性能。英特爾代工服務(IFS)已獲得一家主要的雲、邊緣和數據中心解決方案提供商的重要訂單,將採用Intel 3工藝製造晶片,預計累計訂單將帶來超過40億美元的收入。此外,由巴塞隆納超級計算中心牽頭的Zettascale實驗室項目也已成功基於Intel 3工藝製成了採用RISC-V架構的Cinco Ranch TC1測試晶片,展示了該工藝在開放生態中的套用潛力。與主要競爭對手台積電N3工藝相比,Intel 3的電晶體密度約為每平方毫米1.5億個,而台積電N3密度更高(約1.9億至2.1億個/平方毫米)。Intel 3側重高性能晶片和最大化工作頻率,適合數據中心套用,而台積電N3工藝更側重於移動設備的能效最佳化。此外,Intel 3是英特爾最後一代採用FinFET電晶體架構的工藝節點,此後將轉向埃米時代的GAA(環繞柵極)技術。Intel 3的量產是英特爾“四年五個製程節點”計畫的關鍵里程碑,標誌著該計畫進入衝刺階段,也是英特爾對外開放代工的第一個重要節點。Intel 3並非單一工藝,而是一個工藝家族,未來將推出多個演化版本以滿足客戶多樣化需求,包括針對3D堆疊最佳化的Intel 3-T、支持高電壓模擬/射頻功能的Intel 3-E,以及性能進一步提升的Intel 3-PT。Intel 3的產能和良率是影響英特爾至強系列伺服器CPU供應的重要因素之一。
未來展望
Intel 3是英特爾最後一代
FinFET電晶體工藝節點。其後英特爾將進入“埃米時代”,轉向如Intel 20A、
Intel 18A等採用新電晶體結構的節點。相較於Intel 3,Intel 18A製程在1.1V標準電壓下可實現25%的速度提升或36%的功耗降低,電晶體密度提升28%,其性能是Intel 3的1.3倍。