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IBM 的 2 奈米晶片製程,是噱頭還是真的?/蘋果公司內規 別讓庫克問第3次「為什麼」
發佈時間: 5/15/2021 12:40:32 PM 被閲覽數: 191 次 來源: 邦泰
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IBM 的 2 奈米晶片製程,是噱頭還是真的?
2021-05-13 21:03:34
IBM 的 2 奈米晶片製程,是噱頭還是真的?
作者 雷鋒網
https://img.technews.tw/wp-content/uploads/2016/10/17165832/shutterstock_474640969.jpg
2 奈米晶片真的來了?IBM 宣布推出全球首個 2 奈米晶片製造技術引起注意。與 7 奈米技術相比,預計帶來 45% 性能提升或 75% 能耗降低,比起最先進的 5 奈米晶片,2 奈米晶片體積更小、速度更快。
IBM 表述意味:
手機的電池壽命延長 3 倍,用戶只充電一次可用 4 天。
貢獻碳中和。
網路體驗更好。
賦能自動駕駛,縮短響應時間。
IBM 2 奈米晶片製程可不好生產
台積電 5 奈米晶片每平方公釐約 1.73 億個電晶體,三星 5 奈米晶片每平方公釐約有 1.27 億個電晶體管。這樣對比,IBM 2 奈米電晶體管密度達台積電 5 奈米 2 倍。英特爾 7 奈米電晶體管密度超越台積電 5 奈米,也超過三星 7 奈米,因此業界人士表示 IBM 2 奈米晶片規格強於台積電 3 奈米。

每平方公釐有約 3.33 億個電晶體的 IBM 新型 2 奈米晶片,可不好生產。IBM 表示採用 2 奈米製程的測試晶片可在一塊指甲大晶片塞入 500 億個電晶體,2 奈米小於人類 DNA 單鏈寬度。
https://img.technews.tw/wp-content/uploads/2021/05/10112432/IBMs-new-2nm-wafer-transistor.png
從上圖可見,IBM 新型 2 奈米晶片採用奈米片堆疊的電晶體,有時也稱為 gate all around 或 GAA 電晶體。
https://img.technews.tw/wp-content/uploads/2021/05/10112533/IBMs-new-2nm-wafer-transistor-02.png
IBM 3 層 GAA 奈米片,每片奈米片寬 40 奈米,高 5 奈米,間距 44 奈米,柵極長度 12 奈米。IBM 表示,晶片首次使用底部電介質隔離,達成 12 奈米柵極長度,可以減少電流洩漏,有助於減少晶片功耗。

晶片另一個新技術就是 IBM 的內部空間乾燥製程,有助奈米片開發。且晶片廣泛使用 EUV 技術,例如晶片過程前端圖案化 EUV,不僅中間和後端。這技術最終可讓製造 2 奈米晶片步驟比 7 奈米少,促進晶圓廠發展,也可降低部分成品晶圓成本。

最後,2 奈米晶體管的閾值電壓(上表 Vt)可根據需要增大和減小,如手持設備電壓較低,百億級電腦 CPU 的電壓較高。IBM 並未透露 2 奈米技術是否採用矽鍺通道,但顯然有可能。

誰能幫 IBM 打造 2 奈米?
這麼強悍的晶片當然涉及生產。IBM 能自己解決嗎?早期 IBM 有深厚技術積累,如 32 奈米節點 AMD 使用的 SOI 製程也來自 IBM 合作研發。

IBM 曾擁有晶圓廠,Power 處理器就是自產自銷。後期因業務調整,2014 年將晶圓業務技術專利賣給格羅方德。2018 年 8 月,格羅方德宣布無限期停止 7 奈米製程投資研發,專注現有 14 / 12 奈米 FinFET 製程及 22 / 12 奈米 FD-SOI 製程,隨後 AMD 宣布將 CPU 及 GPU 全面轉向台積電,當時業界紛紛表示 IBM 很受傷。

如今 IBM 沒有代工廠。

目前台積電和三星正在生產 5 奈米晶片,英特爾致力 7 奈米晶片技術。按投產進度來看,台積電計劃年底開工投產 4 奈米晶片,大量生產要等到 2022 年;3 奈米晶片技術投產進程預計更晚,要到 2022 下半年;2 奈米晶片技術更處於相對早期開發階段。

時間推算也是在半導體公司不拖延下的假設。關於 3 奈米製程,業界表示將於今年試產,2022 年量產大概率可以量產。那麼 2 奈米呢?2020 年 9 月,經濟日報曾報導,台積電宣布 2 奈米製程獲得了重大突破,當時供應鏈預計 2023 下半年可望進入風險性試產,2024 年正式量產。

GAA 技術採用方面,三星 3 奈米導入 GAA。關於 GAA 製程,2019 年 5 月,當時 SFF(Samsung Foundry Forum)美國分會,三星就表示今年推出基於 3 奈米 GAA 製程的產品,並表示產品性能提高 35%、功耗降低 50%、晶片面積縮小 45%。

三星公佈消息時引起轟動,畢竟英特爾 10 奈米還沒量產,三星 3 奈米就要來了。台積電要到 2 奈米才會導入 GAA 技術。相比三星,台積電切入 GAA 製程較晚,雖然這與台積電本身 FinFET 巨大成功有一定的關係,但可能更多原因在於若採用新製程,從決定採用到最終實現量產,需要耗費較長時間。

如今 IBM 將大多數晶片生產外包給三星,包括 Power 10 服務器處理器,IBM 在美國紐約州奧爾巴尼仍保留一處晶片研發中心,負責晶片研發和測試,並與三星和英特爾簽署聯合技術開發協議。有媒體表示,IBM 此次 2 奈米晶片製程正在這個研發中心設計和製造。

2015 年,IBM 研發出了 7 奈米原型晶片,2017 年,IBM 又全球首發 5 奈米原型晶片。據報導,這些都是 IBM 與三星、格羅方德等幾家公司共同合作研發的成果,格羅方德 2018 年放棄 7 奈米,業界分析,大概 IBM 會找三星代工。

三星真是 2 奈米贏家嗎?
隨著製程發展,有能力製造先進節點晶片的公司不斷減少。關鍵原因是新節點成本越來越高,例如台積電最先進 300 微米晶圓廠耗資 200 億美元。

7 奈米以下,靜態功耗再次成為嚴重的問題,功耗和性能優勢也開始減少。過去晶片製造商可以預期晶體管規格微縮為 70%,相同功率下性能提高 40%,面積減少 50%。現在性能提升在 15%~20%,就需要更複雜流程,新材料和不一樣的製造設備。

為了降低成本,晶片製造商開始部署更異構的新架構,並對最新製程節點晶片越來越挑剔。儘管 GAA 帶來性能和功耗降低,但成本非常高。

市場研究機構 International Business Strategies(IBS)數據顯示,28 奈米製程成本為 0.629 億美元,5 奈米將暴增至 4.76 億美元。三星也表示 3 奈米 GAA 成本可能會超過 5 億美元。

台積電 2 奈米切入 GAA 同樣可能有資金考量。台積電近年研發費用佔營收費用 8%~9%,營收逐年增加,研發費用也增多。對三星而言,如果真為 IBM 代工,那或許可為三星技術追趕台積電打下基礎。

不過 IBM 開發出 2 奈米晶片和 2 奈米晶片即將商用之間沒有必然關聯。回顧 IBM 進程:

10 奈米 2014 年研發成功,2017 年量產。
7 奈米 2015 年研發成功,2018 年量產。
5 奈米 2017 年研發成功,2020 年量產。
IBM 研究部高級副總裁兼總監 DaríoGil 表示:「新型 2 奈米晶片體現的 IBM 創新對整個半導體和 IT 業相當重要。」部分業界人士表示「這就是吹牛」,也有人表示這不是噱頭,IBM 真的有技術創新。「晶片製造方面,特別是大規模應用時,良率是重要指標。真厲害是高良率量產,這也是一般公司宣傳先進技術時,總要附上客戶名單的原因。」

這次 2 奈米研發成功,該多少年後量產呢?難說。但 2 奈米製程是否真成熟,研發成本真扛得住,製造晶片真能賣出去,還需要時間檢驗。

未來晶片突破 1 奈米,還會縮小到什麼程度?

IBM’s first 2nm chip previews the processors of tomorrow
格芯退出7奈米製程:最大受害者不是AMD,而是IBM
(本文由 雷鋒網 授權轉載;首圖來源:shutterstock)
科技新報


蘋果公司內規 別讓庫克問第3次「為什麼」
         2020-09-18 20:21:29
蘋果公司內規 別讓庫克問第3次「為什麼」
蘋果執行長庫克(Tim Cook)默默為賈伯斯服務超過10年,不對外展示自我,刻意讓自己是完全的謎團。他沈默不說話的威力,比賈伯斯罵髒話更讓下屬心驚肉跳。但庫克也會激勵員工,讓他們從日出工作到午夜,只為換得一句讚美。
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庫克是經驗豐富的企業家,而且可說是比賈伯斯更優秀的管理者。他井井有條、未雨綢繆,而且對於公司像蘋果如今這麼龐大時的重擔,有著更實際的認識。許多人甚至覺得庫克是另一種天才,但沒有人能比賈伯斯更賈伯斯了,尤其是個性與他南轅北轍的庫克。

兩人在一起時達成完美平衡。如果賈伯斯是明星,庫克就是舞台經理。如果賈伯斯是理想主義者,那麼庫克講求實際。一名曾密切與兩人合作的主管表示:「史蒂夫與提姆是非常不一樣的人。」他說庫克會為了增加利潤,為5美分討價還價,賈伯斯則會花5美分讓大家開心。「提姆這個人就像是『嘿,我們不能那麼做。』;史蒂夫則是『我們一定得做!』」

賈伯斯信任庫克,因為他對外不會展示任何自我。就連庫克不同意賈伯斯時,大多也會聰明地私下表達,很少直接反對;他會用調解安撫的方式,提出其他可能的解決辦法,而且通常會以數據佐證。

庫克有超過十年的時間都在服務主人,他打造並管理領先世界的供應鏈體系,以能夠獲利的方式,快速完美地大量製造蘋果創新的產品。賈伯斯要什麼,他使命必達。獵人頭公司來挖角,提供Dell與摩托羅拉的執行長職位時,庫克婉拒,告訴他們他熱愛蘋果、不準備離開,還說自己對副手的位置心滿意足。

然而在謙遜的拒絕之下,藏著宏大的野心。庫克最喜歡的一句話來自林肯:「我會準備,有一天我的機會將來臨。」就是這個信念讓他學習工業工程,先後加入IBM與康柏,最後進入蘋果。他做好準備,以似乎無窮無盡的耐心蓄勢待發。

即使如此,接班一事令人霧裡看花,因為沒人真正認識庫克。這位新任執行長是個謎,一片空白。據大家所知,他沒有親近的朋友,從不社交,鮮少談論私人生活,就連外表都不突出。他高高瘦瘦,有著寬闊肩膀、蒼白皮膚與一頭灰髮,戴著幾乎看不出來的無框眼鏡,喜歡穿開領襯衫和polo服,全身上下最突出的是腳上的Nike運動鞋,而他選這個品牌是因為他是耐吉董事。

當採訪者問他是哪種類型的領導者時,他回避問題:「我會讓別人來形容我。」

他刻意讓自己是完全的謎團。

庫克這個人充滿矛盾。有人覺得他是機器,有人則覺得他引人入勝。他可以讓下屬心驚肉跳,但也能激勵他們,讓他們從日出工作到午夜,只為換得他一句讚美。

在賈伯斯底下討生活是坐雲霄飛車,不過庫克管理的營運封地,井井有條。他熟知營運程序的每一項步驟。每週的營運會議可能一開就是五、六個小時,他會一條一條仔細檢查每一個項目。即使是小小弄錯一、兩個百位數字都會被仔細檢視。他曾經明白告訴一位企劃人員:「你的數字讓我想從那邊的窗戶跳下去。」

和庫克一起開會可能會令人嚇破膽。會議中有時會出現無所事事的閒聊,不過大部分是神經緊張的胡言亂語。庫克散發著禪宗般的冷靜氣質,他這個人不說廢話。

庫克出名的一點,是他會一連問十次一模一樣的問題;但他也懂得沈默的力量。庫克不說話的威力,一向比賈伯斯罵髒話更強大。他要人做一件事時,會停下來不講話,等著某人來填補那個空白。有人無法回答問題時,他會坐在原地,一個字也不說;人們則瞪著桌子,坐立難安。氣氛非常緊繃、令人很不舒服,屋內的每一個人都想逃離。但庫克一根手指也不動,眼神盯著目標。那個人在椅子裡扭動時,現場一片死寂。有時不動如山的庫克會從口袋拿出精力棒,等著聽到答案。寂靜會被窸窸窣窣的包裝紙聲打破。

固定出席會議的人發誓,庫克在拷問受害者時,他的脈搏從未起伏。他的下屬知道,絕對不要讓主管問第三次「為什麼」。

蘋果有不留情面的企業文化,但即使是在蘋果,庫克的會議依舊以嚴厲著稱。有一次開會時,硬體部門的經理也在場,他被嚇了一跳。他聽見庫克告訴下屬:「那個數字錯了,滾出去。」硬體會議也很嚴厲,但參加會議的人永遠不會遭受那種待遇。

庫克的季度檢討尤其折騰人,因為他會用黃色的便條紙,一邊分類這一季什麼可以、什麼不行,一邊逐一拷問細節。在此同時,他底下的經理會誠心祈禱自己能夠生還。他們會告訴彼此:「只要不是墊底的,我們就安全了。」然而即使在發抖的同時,他們也感受到這多有效:庫克運用恐懼以及有節制的緊張感,鞭策結果。庫克嚴格的做法受人尊敬,因為他對自己也設下高標準。

庫克不論在工作或生活中,都展現相同程度的刻苦與紀律。他清晨4點半或5點起床,一週上7次健身房。一天之中吃蛋白質棒,中午則吃雞肉與米飯等簡單餐點。

庫克實在是太刻苦耐勞,有人懷疑他到底是不是人類。他一天工作12至14個小時,但堅持自己不是工作狂。星期一開執行團隊會議之前,他會在星期五下午舉行預備會議,並在星期日晚上摘要整理。他可以飛到亞洲,待三天、飛回去;早上七點抵達機場,八點半就進公司,拷問某個人某些數字。幾年前,有一次他坐18個小時的飛機,從加州飛往新加坡,從頭到尾沒睡,一邊飛躍太平洋,一邊準備好檢視蘋果的亞洲營運狀況。飛機在天亮時落地時,他匆匆沖了個澡,接著迎接12 個小時的會議。到最後,當地主管已經體力不支,但他還想開下去。

庫克雖以嚴厲著稱,但他也是個慷慨的人。他把累積的飛機裏程數當成聖誕禮物送出去,並在感恩節假期到慈善廚房當義工。他協助奧本大學工程系成立工業領袖的咨詢委員會,並捐助獎學金與基金,幫助系上購買新儀器與新科技。過去他曾參與兩天期的年度自行車活動,橫越喬治亞州,替多發性硬化症(multiple sclerosis)募款。自幾年前庫克被誤診後,就一直是這種疾病病友的支持者。他在校友雜誌的訪談中提到:「醫生說:『庫克先生,你要不是中風了,就是得了多發性硬化症。』結果我兩種都沒得,我的問題只是拖著一堆過重的行李走來走去。」他說那次的誤診事件,讓他整個世界觀不同。

「我所做的,已經超過我這輩子的想像。如果你開始恐懼,你不會去嘗任何新的或不同的事物。如果事情行不通,那不是我的世界末日,我會去騎腳踏車。」

庫克當上執行長的頭幾天,立刻做了兩件事。首先,他讓庫埃升職。庫埃是深得人心的網路服務副總裁,一開始從實習生做起。依據他告訴每個人的故事,賈伯斯拔擢身處IT 部門的他,因為有次開會時,他膽敢就現場的主題發表意見。賈伯斯看著他、要他閉嘴,但他沒被嚇到,再次發言,賈伯斯拿筆丟他的額頭。當時的庫埃發現自己已經沒什麼好失去,他壯起膽子,第三次說出自己的意見。這次他贏得賈伯斯的認可。

從那時起,庫埃成為賈伯斯的人馬,管理iTunes 團隊,最終負責全部的網路服務。然而即使庫埃如此重要,賈伯斯從未讓他的職位超過副總裁。有些人覺得,那是因為賈伯斯不認為服務是蘋果的核心,值得升庫埃為資深副總裁;但多年來,內部圈子一直很喜歡庫埃。公司裡每個人都認為他多年前就該升職。庫克任命庫埃為資深副總裁,或許看來順理成章,甚至可能已事先計劃;但這個決定在庫克仍在塑造公眾形象的關鍵時刻,贏得公司內外的好感。此外,庫克此舉也讓賈伯斯的重要忠臣,變成自己的執行團隊盟友。

庫克的第二個決定是發起慈善計畫。他宣布蘋果每位員工每年捐多少,公司就捐多少,上限是一萬美元。這個決定也得到擁戴。公司缺乏同等捐款計畫,一直是許多員工不舒服的地方。賈伯斯不相信慈善事業,因為他認為以世界上的問題來說,錢只是暫時的解決方法。他認為同等捐款計畫特別缺乏效率,因為永遠不會達到能做太多事的金額。賈伯斯有些朋友認為,一旦他有更多時間,他就會做更多慈善;但賈伯斯曾說,他打造一間好公司並創造工作機會,對社會來說是更有意義的貢獻。

庫克接下執行長位置幾個月後,員工開始注意到其他改變。雖然外界依舊看不到,但公司內部的氣氛變得開放起來。新任執行長更常透過電子郵件與市政廳會議,和大家溝通。此外,賈伯斯永遠和艾夫一起吃午餐,庫克則會到員工餐廳,向他不認識的員工自我介紹,問他們能否一起吃飯。沒有賈伯斯在旁邊緊盯不放之後,氣氛變得更放鬆。庫克是較傳統類型的執行長,這讓蘋果有比較健康的工作環境。

然而即使庫克試圖開闢自己的道路,他依舊受賈伯斯影響。他成為執行長不久後,曾告訴一位密友,他每天早上起床時都要提醒自己:做正確的事就對了,不要想著史蒂夫會怎麼做。

庫克目前掌舵的公司,過去啟發了這個世界,但如今正面臨一連串挑戰。法規部門正睜大眼睛盯著蘋果,另外還有專利戰爭。此外,這個帝國最混亂的問題,正在世界的另一端醞釀。在中國,許許多多人投入血汗工作,讓生產線可以不斷運轉。蘋果成功的代價正變得無法忽視。

本文摘自時報出版《庫克時代:蘋果的榮光與挑戰》

 


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