芯東西（公衆号：aichip001）
編譯 | 高歌
編輯 | 雲鵬
芯東西2月16日消息，據美國IT網站The Register報道，英特爾将開放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晶片中混合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）戰略。這是英特爾曆史上第一次将x86軟核和硬核授權給想要開發晶片的客戶。”通過對x86軟/硬核的授權，英特爾能夠吸引想要打造多ISA晶片的客戶，使其采用英特爾代工服務。
簡單來說，軟核是通過RTL文本對某一電路子產品的描述，晶片設計廠商可以通過EDA工具能夠将軟核與其他外部邏輯電路綜合，根據不同的工藝，設計不同性能的器件；硬核則是一整套完整的工藝，可直接用來實作晶片制造。
近日，英特爾在代工服務上動作頻頻，推進其“IDM 2.0”戰略。上周，英特爾啟動了10億美元的基金以發展代工廠創新生态系統，并正式推出了IFS（英特爾代工服務）加速器這一生态系統聯盟，為其代工服務建立上遊的開放、合作生态。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發展代工業務
此前，英特爾x86架構在CPU IP上的最大競争對手是英國Arm的CPU架構。Arm将CPU、GPU和其他硬體核心的藍圖授權給晶片設計公司，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晶片相容Arm核心。
相比Arm，英特爾則更側重在晶片制造環節。具體來說，英特爾将像樂高一樣，根據不同應用的側重，将Arm、RISC-V核心和x86核心搭配起來，讓不同的核心互相連接配接并協同工作，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（小晶片）技術，不同的CPU核心将被配置設定到不同的Chiplet上，并通過封裝加以連接配接。
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核心建構晶片，并将其與基于RISC-V或Arm IP的AI晶片相比對。
英特爾還建立了所謂的小晶片底盤設計（Chiplet chassis designs），可以将x86、Arm和RISC-V核心的裸片放在一起并封裝成一個連貫的晶片。
Bob Brennan補充說，英特爾尚未制定一個完整的戰略，但其戰略的重點在于圍繞其産品，啟用IP生态系統。
換句話說，英特爾對x86的授權将不太像Arm和其他IP廠商提供授權的做法，而是類似于英特爾允許晶片設計公司挑選想要的x86、Arm或RISC-V核心和加速引擎，使用英特爾的代工服務，建立高度定制的x86相容處理器。
這可能将代表英特爾Xeon處理器生态的興起，因為這種高度定制的x86處理器将具備不同于英特爾官方Xeon系列産品的功能。對于英特爾來說，開放x86授權将有利于晶片設計廠商産生對自身代工服務的需求。
對此，Bob Brennan稱：“從廣義上講，這是為了發展我們的晶圓和封裝業務，因為 IFS （英特爾代工服務）正努力成為世界上優秀的代工企業。這表明英特爾如何緻力于在所有這些不同的ISA發展的情況下發展代工業務。”
二、目标采用16nm制程，獨特封裝技術是關鍵
對于能夠相容Arm、RISC-V和x86等核心的多ISA（指令集）晶片，英特爾獨特的互連技術将在競争中扮演重要的角色。
Bob Brennan沒有說明這些小晶片底盤設計是否可以轉移到台積電等競争對手的晶圓廠，但英特爾擁有一些像Foveros這樣獨有的封裝技術，允許在單個封裝内的多個小晶片之間進行高速通信。
他補充道，通過CXL等開放總線标準，英特爾已經可以讓Arm、RISC-V“無縫、幹淨”地連接配接到Xeon上。
據報道，多ISA晶片的目标是在Intel 16工藝上生産，大緻相當于其他代工廠商16nm制程的晶片。未來，多ISA晶片還将采用Intel 3和Intel 18A工藝。
Intel 3較Intel 4将在每瓦性能上提升約18%，得益于FinFET的優化和在更多工序中增加對EUV使用，其在晶片面積上有額外改進。Intel 3将于2023年下半年開始用于相關産品生産。在Inetl 18A節點，英特爾将使用一種RibbonFET這種新的半導體結構以及一種名為PowerVia的新背面供電方案。
RibbonFET是英特爾對Gate All Around（全環栅）半導體的實作，這是英特爾自2011年率先推出FinFET以來的首個全新半導體架構。這一半導體結構加快了半導體開關速度，同時實作與多鳍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、業界首個背面電能傳輸網絡，通過消除晶圓正面供電布線需求來優化信号傳輸。
▲英特爾RibbonFET和PowerVia技術
三、去年年初已有暗示，生态聯盟基本包含現代SoC所需IP
事實上，自英特爾首席執行官帕特·基辛格（Pat Gelsinger）上任，就提出了IDM 2.0戰略，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隻生産自己的x86處理器，但随着晶片制程的演進，先進晶圓廠的投資高達數十億美元，代工業務顯得十分重要。而英特爾如果想要開展真正的代工業務，就要像台積電和三星一樣生産Arm、RISC-V和x86等架構的處理器。
目前，外媒沒有提供關于哪些英特爾x86核心将獲得開發許可、其客戶如何獲得許可和具體許可等級的詳細資訊。不過在去年年初，英特爾曾暗示将開發CPU核心許可，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核心、Arm和RISC-V生态系統IP”。
最近，英特爾“IDM 2.0”戰略的布局成果正在逐漸顯現出來。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）達成收購協定，交易金額達54億美元。
上周，英特爾設立了10億美元的基金，用于推進先進節點和制造技術的晶片設計和開發，包括IP、軟體工具、創新晶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夥伴關系，成為了RISC-V 國際基金會的進階成員。英特爾在聲明中稱，将通過開放式Chiplet平台實作子產品化産品，并支援利用跨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客戶正在迅速采用子產品化設計方法，以使其産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平台，英特爾可以幫助推動生态系統開發涵蓋所有晶片架構的颠覆性技術。
對RISC-V，英特爾還将幫助推動RISC-V的開源軟體生态系統。對此，Bob Brennan總結道：“我們不打算從我們的RISC-V軟體上獲得報酬。我們隻是想讓世界變得更好，間接地創造晶片。是以這就是為什麼我們更容易成為一個全心全意的開放合作夥伴。”
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）這一生态系統聯盟。該聯盟于2021年9月啟動，包括EDA聯盟、IP聯盟和設計服務聯盟，共有17家創始合作公司。
其中EDA聯盟成員有Ansys、Cadence（楷登電子）、Siemens EDA（西門子EDA）和Synopsys（資訊科技）；IP聯盟成員有Alphawave、Analog Bits、Andes、Arm、Cadence、eMemory、M31、 SiFive、Silicon Creations、Synopsys和Vidatronic；設計服務聯盟成員有Capgemini、Tech Mahindra和Wipro。
英特爾稱，IFS加速器的IP産品組合包括現代SoC所需的基本IP子產品，全部針對IFS技術進行了優化，使設計人員能夠采用符合其設計、項目進度要求的高品質IP。對此，Pat Gelsinger也提到這種“充滿活力”的半導體設計生态系統對其代工業務的成功至關重要。
結語：開放x86架構或成英特爾代工絕招
在曆次财報的電話會議上，台積電總會強調自己作為晶圓代工廠商的優勢，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廠商的制造業務相對封閉，甚至重資産的晶圓廠和産線成為了其經營上的負擔。在Pat Gelsinger上任之前，行業内一度傳言英特爾要關閉制造業務，而在英特爾宣布“IDM 2.0”戰略之後，其股價甚至有所下跌。
随着晶圓短缺以及很多國家對供應鍊安全的審視，晶片制造重新成為了供應鍊中的焦點，在供應鍊中的話語權和盈利能力都有所上升。在戰略轉變後，英特爾開始大力投資建廠，以追求恢複晶片制造行業上的地位。本次x86架構的開放，将成為其代工服務戰略中的重要一環，展現了其制造開放、合作的觀點，或在和晶圓代工廠商的競争中成為吸引客戶的“殺手锏”。
來源：The Register