Il 2020 e il 2021 saranno anni difficili per Intel. Fin dalla sua fondazione nel 1968, Intel è stata un gigante indiscusso nel mondo dei semiconduttori. Tuttavia, l’azienda ha dovuto fare i conti con i limiti della propria tecnologia di produzione dei chip e ha incontrato difficoltà senza precedenti. Oggi, Intel vuole sfidare AMD, suo seguace di lunga data, nonostante il proprio ritardo tecnologico. Il fatto è che Intel deve apportare cambiamenti significativi al proprio percorso di pianificazione tecnologica e al proprio modello orientato al prodotto per superare rapidamente questo periodo difficile.
Intel punta al prossimo decennio, con l’obiettivo di realizzare entro il 2029 nodi da 1,4 nm piccoli e potenti, grandi un decimo rispetto ai nodi attuali dei computer desktop. Intel spera che questo andamento positivo la aiuti a ritrovare slancio e a riconquistare la leadership nel settore dei semiconduttori, il che influenzerà il panorama del settore, in un contesto caratterizzato dalla concorrenza con i processori AMD Ryzen e dalla migrazione di aziende come Apple e Microsoft verso processori basati su ARM. Un fattore cruciale.
Forse TSMC rappresenta la soluzione migliore per Intel a questo problema nel prossimo futuro.
Solo una volta superato il punto di svolta potrai vedere il nuovo Intel
La concorrente AMD continua a promuovere lo sviluppo dei propri chip a 7 nanometri e ha avuto un impatto senza precedenti su Intel in termini di quota di mercato.
Andamento delle quote di mercato
Finora Intel è riuscita a mantenere le proprie CPU per desktop solo sul nodo da 14 nm e solo nell'ultimo anno è passata al 10 nm per i dispositivi mobili. Intel, che è sempre stata orientata alla tecnologia, ha deluso le aspettative in termini di tecnologia di processo.
Il modello IDM, che integra progettazione, produzione e confezionamento, ha permesso a Intel di raggiungere le dimensioni attuali. L’IDM è diventato un ostacolo allo sviluppo di Intel?
Man mano che la tecnologia di produzione dei chip diventa sempre più complessa, il lancio di un nuovo nodo di produzione ogni 18-24 mesi diventerà progressivamente più difficile da ripetere. Oggi, un nuovo nodo di rilievo comporta l’utilizzo di nuovi materiali, nuove architetture di verifica dei dispositivi e una serie di altri nuovi fattori da considerare.
Intel è passata al processo a 14 nm cinque anni fa, lanciando la generazione di prodotti Skylake nel 2015. Nel corso del tempo, Intel ha migliorato più volte il nodo a 14 nm, aumentando infine le prestazioni offerte da questo nodo di oltre il 20%. Intel ha utilizzato una varietà di metodi per migliorare le prestazioni del processo a 14 nm, il che costituisce un segreto tecnico esclusivo di Intel.
Va sottolineato che tutti i produttori di semiconduttori attuano costantemente un miglioramento continuo dei processi (CPI) per aumentare la resa e ridurre le variazioni di prestazioni attraverso il controllo statistico dei processi. In linea generale, ciò si traduce in una certa misura in una riduzione dei costi. Ciò che Intel ha realizzato va oltre i normali miglioramenti legati al CPI, poiché l’azienda ha modificato la struttura di base dei FinFET e alcuni altri aspetti, il che ha richiesto una nuova base di conoscenze e una riprogettazione quasi completa del chip. Sembra che Intel stia adottando lo stesso approccio per i miglioramenti relativi al processo a 10 nm.
L'esclusivo processo FinFET di Intel ha portato l'azienda a un importante punto di svolta nella sua storia aziendale. Intel ha recentemente annunciato la propria roadmap di prodotto per i prossimi 10 anni. Tutti ricorderanno i momenti di pianificazione di cinque anni fa e i successivi periodi difficili legati alle difficoltà incontrate con il processo a 14 nm. Forse, oltre a me, sembra esserci un altro gigante dei semiconduttori in grado di sostenere Intel.
La roadmap di Intel
Roadmap di Intel
2020: Ice Lake e Comet Lake
Quest'anno Intel prosegue la sua linea di processori di decima generazione, iniziata con Ice Lake a 10 nm, che ha fatto il suo debutto lo scorso anno nei portatili sottili e leggeri.
Una delle principali novità dei processori Ice Lake di Intel è l'integrazione della scheda grafica Gen11, nota anche come Iris Plus.
Nel 2020, Intel continuerà inoltre a lanciare nuove versioni della propria architettura a 14 nm. I processori Comet Lake H di decima generazione saranno disponibili su laptop più grandi e potenti. Intel sta adottando un approccio simile anche per i computer desktop con il lancio dei chip Comet Lake S.
2020: Tiger Lake, grafica Xe
Intel lancia solitamente i propri processori mobili di nuova generazione in autunno, e quest’anno si tratta della serie Tiger Lake di undicesima generazione. Tiger Lake ha fatto il suo debutto in occasione di un evento Intel programmato, con un design a 10 nm. Sebbene non sia ancora stato confermato, Intel sostiene che i suoi nodi basati su 10 nm offrano una densità 2,7 volte superiore rispetto ai design a 14 nm. Questi nodi si basano sulla prima generazione dello stack 3D Foveros e sul design di packaging EMIB di seconda generazione.
Intel ha confermato alcune nuove funzionalità, tra cui il supporto per il nuovo standard Thunderbolt 4 (USB4) e la nuova grafica Gen12. La grafica Gen12, nota anche come Intel Xe, si basa sulla stessa architettura GPU utilizzata da Intel per la scheda grafica discreta DG1. Si prevede che la Gen12 offrirà prestazioni doppie rispetto alla Gen11, il che aiuterà Intel a competere con la futura architettura grafica Navi a 7 nm della rivale AMD.
Intel ha già confermato che Tiger Lake sarà dotato di nuovi core di processore nel corso di una presentazione della roadmap aziendale. Il processore sarà probabilmente basato su un nodo a 10 nm potenziato e sarà dotato dei nuovi core Willow Cove. Secondo alcune fonti del settore hardware, si ritiene che Tiger Lake disponga di 50% di cache L3 in più rispetto a Ice Lake della decima generazione.
2021: Un approccio basato su un'architettura ibrida
Nel 2021, la transizione di Intel alla 12ª generazione avrà inizio con Alder Lake. Per i desktop, Alder Lake a 10 nm, la quarta iterazione del nodo a 10 nm di Intel, verrà probabilmente lanciato entro la fine dell’anno. L’aspetto più importante da sottolineare è che Alder Lake S introdurrà una nuova architettura di chip a 10 nm nel settore desktop, basandosi su una variante ibrida del design ARM big.LITTLE di Lakefield.
Alder Lake sarà disponibile in diverse configurazioni, sia per dispositivi desktop che portatili, e supporterà una varietà di TDP. Per i desktop, Alder Lake S potrà essere configurato con otto core grandi e otto core piccoli, oppure con sei core grandi e nessun core piccolo. Entrambe le configurazioni saranno dotate di unità di elaborazione grafica basate su GT1 Xe. Si ritiene che il processore supporterà anche la memoria DDR5 e sarà compatibile con le schede madri Intel della serie 600.
Nel segmento dei desktop di fascia alta, o HEDT, Intel potrebbe non avere il proprio processore pronto prima del 2021, il che potrebbe rendere la concorrenza con il prossimo Ryzen 4000 Threadripper di AMD piuttosto agguerrita per un po’. Ciò indica, in una certa misura, che fino al 2021 non ci sarà un successore di Cascade Lake-X, lanciato alla fine del 2019.
2022: tecnologia a 7 nm
Oltre ad AlderLake, l’ultimo nome in codice di rilievo che abbiamo avuto nel programma di architettura Intel è stato MeteorLake. Meteor Lake S sarà il primo processore desktop a 7 nm di Intel, il che segna in qualche modo il passaggio dell’azienda alla tecnologia a 7 nm, con diversi anni di ritardo rispetto alla rivale AMD.
Infatti, Intel non definisce nemmeno il successore del proprio processo a 10 nm “7 nm”, ma già ad agosto aveva utilizzato il termine “prossima generazione”. Nel frattempo, Intel ha confermato che i moduli di calcolo per le GPU del suo ambizioso supercomputer Ponte Vecchio saranno prodotti sia esternamente presso stabilimenti di produzione, sia internamente utilizzando i suoi nodi di ‘prossima generazione’.
Il processo a 7 nm di Intel offre una densità doppia rispetto a quello a 10 nm. Intel prevede di sfruttare le ottimizzazioni intra-nodo pianificate affinché il proprio processo a 7 nm abbia una densità di transistor superiore a quella del processo di produzione a 5 nm della Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC); di conseguenza, il Meteor Lake S avrà probabilmente un numero maggiore di core. Il processore sarà realizzato utilizzando la litografia a ultravioletti estremi, o EUV.
Dal 2023 al 2029: 1,4 nm? !
È troppo lontano.
Ecco la roadmap dei prodotti Intel: 7 nm nel 2021, 5 nm nel 2023 o nel 2024, 3 nm nel 2025, 2 nm nel 2027 e 1,4 nm nel 2029. Questo ritmo di lancio dei prodotti sarà incredibile per Intel, considerando quanto tempo le ci è voluto per completare la transizione ai 10 nm sui dispositivi mobili e sui desktop. Ma è davvero difficile fare previsioni. Forse, se TSMC fosse la soluzione al problema, il piano di rilancio di Intel risulterebbe un po’ più credibile.
TSMC è la risposta di Intel
Oltre al suo impegno nell’innovazione tecnologica, il fattore più importante nell’ascesa di AMD è la sua strategia di produzione dei chip. AMD si è separata dalla società di produzione di chip GlobalFoundries e ha subito stretto un accordo con l’azienda di semiconduttori più importante al mondo oggi: TSMC. È proprio grazie alla tecnologia di processo all’avanguardia di TSMC che l’architettura Zen 4 di AMD ha superato Intel in termini di prestazioni e consumo energetico, acquisendo vantaggi tecnici.
Naturalmente, Intel potrebbe anche mettere da parte il proprio orgoglio e chiedere aiuto a TSMC per i processi avanzati più complessi, al fine di mantenere temporaneamente l'attuale equilibrio.
La linea di produzione a 3 nm di TSMC, che non è ancora stata ufficialmente avviata, ha attirato l'attenzione di Intel e si prevede che riceverà un ingente ordine da parte di Intel.
Durante la teleconferenza con gli analisti finanziari relativa al secondo trimestre, tenutasi il 23 luglio, l’amministratore delegato di Intel Robert Swan ha rivelato che l’azienda sta valutando la possibilità di affidare la produzione dei chip ad altri produttori. Se sarà davvero necessario ricorrere ai processi di altri produttori, lo faranno. In caso di ritardi, Intel avrà più opzioni a disposizione e si impegnerà a essere più flessibile. Ciò non costringerà necessariamente Intel ad attenersi al suo famoso modello IDM (Integrated Device Manufacturer), che prevede la progettazione, la produzione e il confezionamento dei chip in un unico processo.
I media stranieri hanno riferito che Intel, che sta valutando l’utilizzo di chip OEM di altri produttori, ha affidato a TSMC nel 2021 un ordine OEM di 180.000 wafer di GPU e utilizzerà il processo a 6 nm di TSMC personalizzato per Intel. Le ultime notizie riportate dai media stranieri indicano che anche il processo a 3 nm di TSMC, non ancora entrato in produzione, dovrebbe ricevere ordini da Intel.
Il processo a 3 nm di TSMC è ancora in fase di ricerca e sviluppo e non è ancora stato avviato in produzione. Tuttavia, le attività di ricerca e sviluppo procedono secondo i piani. L'azienda prevede di avviare una produzione di prova nel 2021 e la produzione su larga scala nella seconda metà del 2022.
Conclusione
Intel dovrà contrastare la rinascita di AMD, il che potrebbe rivelarsi difficile, soprattutto nel settore dei data center, dove AMD ha acquisito un vantaggio a livello di architettura tecnologica. Non si tratta solo di un vantaggio nella tecnologia di produzione dei chip.
Intel prevede di lanciare un processo a 7 nm entro la fine del 2021, equivalente al processo a 5 nm di TSMC destinato quest’anno ad Apple e Huawei. Al momento, Intel non ha rilasciato previsioni ufficiali sul lancio del nodo a 5 nm (corrispondente al processo a 3 nm di TSMC). Considerando i rapidi progressi del nuovo processo di TSMC, il nodo a 3 nm dovrebbe essere lanciato entro la fine del 2022.
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