編譯｜芯東西 高歌
編輯 | 云鵬
芯東西2月16日消息，據(jù)美國IT網(wǎng)站The Register報道，英特爾將開放x86架構的軟核和硬核授權，使客戶能夠在英特爾制造的定制設計芯片中混合x86、Arm和RISC-V等不同的CPU IP核。
英特爾Foundry客戶解決方案工程副總裁Bob Brennan稱：“我們擁有所謂的多ISA（指令集架構）戰(zhàn)略。這是英特爾歷史上第一次將x86軟核和硬核授權給想要開發(fā)芯片的客戶?！蓖ㄟ^對x86軟/硬核的授權，英特爾能夠吸引想要打造多ISA芯片的客戶，使其采用英特爾代工服務。
簡單來說，軟核是通過RTL文本對某一電路模塊的描述，芯片設計廠商可以通過EDA工具能夠將軟核與其他外部邏輯電路綜合，根據(jù)不同的工藝，設計不同性能的器件；硬核則是一整套完整的工藝，可直接用來實現(xiàn)芯片制造。
近日，英特爾在代工服務上動作頻頻，推進其“IDM 2.0”戰(zhàn)略。上周，英特爾啟動了10億美元的基金以發(fā)展代工廠創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，并正式推出了IFS（英特爾代工服務）加速器這一生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)盟，為其代工服務建立上游的開放、合作生態(tài)。昨日，英特爾又宣布以54億美元收購全球第九大晶圓代工廠商高塔半導體（Tower semiconductor）。
一、像搭樂高一樣打造多指令集處理器，開放x86發(fā)展代工業(yè)務
此前，英特爾x86架構在CPU IP上的最大競爭對手是英國Arm的CPU架構。Arm將CPU、GPU和其他硬件內核的藍圖授權給芯片設計公司，并且向蘋果等大客戶出售架構許可證，允許蘋果等客戶設計自研芯片兼容Arm內核。
相比Arm，英特爾則更側重在芯片制造環(huán)節(jié)。具體來說，英特爾將像樂高一樣，根據(jù)不同應用的側重，將Arm、RISC-V內核和x86內核搭配起來，讓不同的內核互相連接并協(xié)同工作，打造定制化的處理器。
英特爾包含47個Tile的 Ponte Vecchio GPU樂高示意圖
通過Chiplet（小芯片）技術，不同的CPU內核將被分配到不同的Chiplet上，并通過封裝加以連接。
英特爾Foundry客戶解決方案工程副總裁Bob Brennan舉了一個例子：其客戶能夠使用獲許可的Xeon內核構建芯片，并將其與基于RISC-V或Arm IP的AI芯片相匹配。
英特爾還創(chuàng)建了所謂的小芯片底盤設計（Chiplet chassis designs），可以將x86、Arm和RISC-V內核的裸片放在一起并封裝成一個連貫的芯片。
Bob Brennan補充說，英特爾尚未制定一個完整的戰(zhàn)略，但其戰(zhàn)略的重點在于圍繞其產(chǎn)品，啟用IP生態(tài)系統(tǒng)。
換句話說，英特爾對x86的授權將不太像Arm和其他IP廠商提供授權的做法，而是類似于英特爾允許芯片設計公司挑選想要的x86、Arm或RISC-V內核和加速引擎，使用英特爾的代工服務，創(chuàng)建高度定制的x86兼容處理器。
這可能將代表英特爾Xeon處理器生態(tài)的興起，因為這種高度定制的x86處理器將具備不同于英特爾官方Xeon系列產(chǎn)品的功能。對于英特爾來說，開放x86授權將有利于芯片設計廠商產(chǎn)生對自身代工服務的需求。
對此，Bob Brennan稱：“從廣義上講，這是為了發(fā)展我們的晶圓和封裝業(yè)務，因為 IFS （英特爾代工服務）正努力成為世界上優(yōu)秀的代工企業(yè)。這表明英特爾如何致力于在所有這些不同的ISA發(fā)展的情況下發(fā)展代工業(yè)務?！?/p>
二、目標采用16nm制程，獨特封裝技術是關鍵
對于能夠兼容Arm、RISC-V和x86等內核的多ISA（指令集）芯片，英特爾獨特的互連技術將在競爭中扮演重要的角色。
Bob Brennan沒有說明這些小芯片底盤設計是否可以轉移到臺積電等競爭對手的晶圓廠，但英特爾擁有一些像Foveros這樣獨有的封裝技術，允許在單個封裝內的多個小芯片之間進行高速通信。
他補充道，通過CXL等開放總線標準，英特爾已經(jīng)可以讓Arm、RISC-V“無縫、干凈”地連接到Xeon上。
據(jù)報道，多ISA芯片的目標是在Intel 16工藝上生產(chǎn)，大致相當于其他代工廠商16nm制程的芯片。未來，多ISA芯片還將采用Intel 3和Intel 18A工藝。
Intel 3較Intel 4將在每瓦性能上提升約18%，得益于FinFET的優(yōu)化和在更多工序中增加對EUV使用，其在芯片面積上有額外改進。Intel 3將于2023年下半年開始用于相關產(chǎn)品生產(chǎn)。在Inetl 18A節(jié)點，英特爾將使用一種RibbonFET這種新的晶體管結構以及一種名為PowerVia的新背面供電方案。
RibbonFET是英特爾對Gate All Around（全環(huán)柵）晶體管的實現(xiàn)，這是英特爾自2011年率先推出FinFET以來的首個全新晶體管架構。這一晶體管結構加快了晶體管開關速度，同時實現(xiàn)與多鰭結構相同的驅動電流，但占用的空間更小。PowerVia則是英特爾獨有的、業(yè)界首個背面電能傳輸網(wǎng)絡，通過消除晶圓正面供電布線需求來優(yōu)化信號傳輸。
英特爾RibbonFET和PowerVia技術
三、去年年初已有暗示，生態(tài)聯(lián)盟基本包含現(xiàn)代SoC所需IP
事實上，自英特爾首席執(zhí)行官帕特·基辛格（Pat Gelsinger）上任，就提出了IDM 2.0戰(zhàn)略，x86的開放可能是這一轉型的關鍵。
此前，英特爾的晶圓廠通常只生產(chǎn)自己的x86處理器，但隨著芯片制程的演進，先進晶圓廠的投資高達數(shù)十億美元，代工業(yè)務顯得十分重要。而英特爾如果想要開展真正的代工業(yè)務，就要像臺積電和三星一樣生產(chǎn)Arm、RISC-V和x86等架構的處理器。
目前，外媒?jīng)]有提供關于哪些英特爾x86內核將獲得開發(fā)許可、其客戶如何獲得許可和具體許可等級的詳細信息。不過在去年年初，英特爾曾暗示將開發(fā)CPU內核許可，表示希望其代工服務能夠為客戶提供“世界一流的IP組合，包括x86內核、Arm和RISC-V生態(tài)系統(tǒng)IP”。
最近，英特爾“IDM 2.0”戰(zhàn)略的布局成果正在逐步顯現(xiàn)出來。昨日，英特爾宣布和全球第九大晶圓代工廠商以色列Tower semiconductor（高塔半導體）達成收購協(xié)議，交易金額達54億美元。
上周，英特爾設立了10億美元的基金，用于推進先進節(jié)點和制造技術的芯片設計和開發(fā)，包括IP、軟件工具、創(chuàng)新芯片架構和先進封裝技術。
此外，英特爾還宣布與該基金結盟的幾家公司建立合作伙伴關系，成為了RISC-V 國際基金會的高級成員。英特爾在聲明中稱，將通過開放式Chiplet平臺實現(xiàn)模塊化產(chǎn)品，并支持利用跨x86、Arm和RISC-V的多指令集架構（ISA）的設計方法。
Pat Gelsinger稱，英特爾的Foundry客戶正在迅速采用模塊化設計方法，以使其產(chǎn)品具有獨特性并加快上市時間。通過新的投資基金和開放式Chiplet平臺，英特爾可以幫助推動生態(tài)系統(tǒng)開發(fā)涵蓋所有芯片架構的顛覆性技術。
對RISC-V，英特爾還將幫助推動RISC-V的開源軟件生態(tài)系統(tǒng)。對此，Bob Brennan總結道：“我們不打算從我們的RISC-V軟件上獲得報酬。我們只是想讓世界變得更好，間接地創(chuàng)造芯片。所以這就是為什么我們更容易成為一個全心全意的開放合作伙伴?！?/p>
在10億美元基金設立的同天，英特爾代工服務 （IFS） 也推出了 IFS加速器（Accelerator）這一生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)盟。該聯(lián)盟于2021年9月啟動，包括EDA聯(lián)盟、IP聯(lián)盟和設計服務聯(lián)盟，共有17家創(chuàng)始合作公司。
其中EDA聯(lián)盟成員有Ansys、Cadence（楷登電子）、Siemens EDA（西門子EDA）和Synopsys（信息科技）；IP聯(lián)盟成員有Alphawave、Analog Bits、Andes、Arm、Cadence、eMemory、M31、 SiFive、Silicon Creations、Synopsys和Vidatronic；設計服務聯(lián)盟成員有Capgemini、Tech Mahindra和Wipro。
英特爾稱，IFS加速器的IP產(chǎn)品組合包括現(xiàn)代SoC所需的基本IP模塊，全部針對IFS技術進行了優(yōu)化，使設計人員能夠采用符合其設計、項目進度要求的高質量IP。對此，Pat Gelsinger也提到這種“充滿活力”的半導體設計生態(tài)系統(tǒng)對其代工業(yè)務的成功至關重要。
結語：開放x86架構或成英特爾代工絕招
在歷次財報的電話會議上，臺積電總會強調自己作為晶圓代工廠商的優(yōu)勢，那就是可以充分獲得客戶信任，以便雙方進行緊密的合作。相比之下，英特爾等IDM廠商的制造業(yè)務相對封閉，甚至重資產(chǎn)的晶圓廠和產(chǎn)線成為了其經(jīng)營上的負擔。在Pat Gelsinger上任之前，行業(yè)內一度傳言英特爾要關閉制造業(yè)務，而在英特爾宣布“IDM 2.0”戰(zhàn)略之后，其股價甚至有所下跌。
隨著晶圓短缺以及很多國家對供應鏈安全的審視，芯片制造重新成為了供應鏈中的焦點，在供應鏈中的話語權和盈利能力都有所上升。在戰(zhàn)略轉變后，英特爾開始大力投資建廠，以追求恢復芯片制造行業(yè)上的地位。本次x86架構的開放，將成為其代工服務戰(zhàn)略中的重要一環(huán)，體現(xiàn)了其制造開放、合作的觀點，或在和晶圓代工廠商的競爭中成為吸引客戶的“殺手锏”。
來源：The Register