英特尔宋继强：“励新”底层技术，释放万亿晶体管算力

“在2025年，相信到了Intel 18A的时代，英特尔能重新拿回晶圆制造方面的领先地位”，2月24日，在2023年英特尔中国战略媒体沟通会上，英特尔研究院副总裁、英特尔中国研究院院长宋继强再次展现了英特尔重获制程领先性的“底气”，他进一步表示，“英特尔对未来的算力支持有很高的预期，英特尔的愿景是到2030年实现在单个封装内集成一万亿个晶体管，仍然符合摩尔定律发展的趋势。”

英特尔在技术领域的“底气”何在？

从宋继强的演讲中可以发现，一方面在于英特尔对数字化进程的深入理解。他认为，在加速数字化转型的过程中，数据量呈指数级上升，数据的形态也会发生多种多样的变化，例如最近爆红的ChatGPT，虽然其在底层算法上并没有太多革新，但模型规模和训练用的数据量都在急速增加，必然会要求增加算力的供应。因此，英特尔认为数字化时代半导体底层创新的路径已经十分明确，必须在不断增加算力的同时，降低能耗比，同时要能够把多样的芯片整合起来。

另一方面，英特尔也在扎实地、一步一个脚印地推进制程、封装、绿色计算、神经拟态计算等领域的底层技术创新，在本次活动中，宋继强分别介绍了英特尔在这些领域的最新进展。

在业界众声喧哗的当下，英特尔仍然强调技术创新需要回到摩尔定律的旗帜下，宋继强指出，“摩尔定律到了现在又有了新的发展方式，就是通过晶圆制造、封装、芯粒、软件延续单位面积晶体管数量倍增的增长曲线”，这么多不同的维度总结下来就是一套“系统工艺协同优化”由外向内的发展模式，从上层的应用分析、软件工具到底层的封装、制造，联合优化各个环节，持续推进芯片创新。同时，英特尔代工服务也已开始提供“系统级代工”的服务，综合英特尔在晶圆制造、封装、芯粒和软件领域的能力形成一整套服务解决方案提供给客户，满足其日益增长的算力需求。

宋继强介绍，在晶圆制造方面，英特尔正在高数值孔径EUV光刻机、RibbonFET全环绕栅极（GAA）晶体管和PowerVia背面供电技术三大技术的加持下，全力实现在四年内推进五个制程节点（Intel 7、Intel 4、Intel 3、Intel 20A、Intel 18A）的计划，预计将于2025年重获制程领先性。

而随着晶体管微缩的难度越来越大，通过先进封装技术在一个封装好的设备内构建完整的、异构的计算系统，已成为增加单位面积上晶体管密度的新思路。英特尔在先进封装领域的技术堆栈十分完整，包括2.5D先进封装技术EMIB和3D先进封装技术Foveros，而通过下一代3D封装技术Foveros Omni和Foveros Direct，英特尔能将芯片互连的凸点间距降到10微米以下。

在异构计算的思路下，可以通过模块化设计让计算系统的不同单元都采用最合适的芯粒，那么如何让不同工厂生产的不同制程的芯粒集成在一起高效运作？宋继强表示，芯粒技术的发展一是需要开放的生态，二是需要统一的标准。Intel发起并推动了UCIe（通用芯粒高速互连开放规范）的发展，同时，英特尔自己也制造异构计算芯片给行业提供参考，如最新的数据中心GPU Max系列。

为了帮助开发者解决异构计算下的编程挑战，软件的创新也十分重要。英特尔正在着力于开放框架oneAPI，帮助统一异构计算下上层硬件的编程和底层不同硬件的对接，并提供各类性能库，包括面向视觉计算的OpenVINO。

最后，作为推进摩尔定律的技术储备，英特尔在前沿组件研究上也投入良多，在IEDM 2022上发表的最新混合键合（hybrid bonding）研究，进一步将互连间距缩小到了3微米，晶体管通道新材料、铁电/反铁电存储器、氮化镓半导体等方面的研究，也将为在2030年打造出万亿晶体管芯片铺平道路。

在“新算力时代”，要想实现“双碳”目标，算力的增长与能效比的提高必须并行不悖，如果能耗伴随算力线性增长的话，地球上的能源很快将被消耗殆尽。因此，为了实现可持续发展，需要降低单位算力需要的功耗。

在绿色计算方面，英特尔中国正在集合各部门的力量，并和中国的学术界、产业界开展密切合作，例如，英特尔和清华大学人工智能产业研究院合作的绿色计算研究中心，就结合了英特尔在数据中心领域的深厚技术积累和广泛的生态系统伙伴，以及清华大学人工智能产业研究院先进的AI算法，共同研发新的绿色数据中心解决方案。

同时，英特尔也在探索架构创新，神经拟态计算就是一种可以大幅度提高能效比的计算架构，它模拟人脑的神经元连接方式和工作模式，如果运行同样的AI计算，与使用传统CPU相比，可将求解速度提高10倍左右，同时能耗降低1000倍。目前，全球已有180多家组织和机构加入了英特尔的神经拟态社区，包括中国的联想、北京大学、复旦大学、鹏城实验室、中科院自动化所等。

在演讲最后，宋继强将英特尔深耕底层创新的框架归结为“超能异构”，即硬件层级的XPU，加上软件方面的oneAPI，再加上UCIe等开放标准，通过三方面的合力来释放万亿晶体管算力，满足数字时代的需求。

透过现象看本质，从硬件到软件，从应用到前沿，全面且丰富的技术“储备”证明了英特尔对技术的“执念”和对创新的“执着”。