AI PC先鋒Intel Core Ultra處理器結合Chiplet技術，讓CPU不只是CPU！

談到電腦、手機等硬體的升級，近幾年我們都會用「擠牙膏」來形容新一代產品的性能表現。確實在一年一更新的節奏下，產品的性能提升通常會維持在10%～20%之間，鮮有突破性進展。但每次技術上的躍遷，必象徵著我們的世界又進入了一個嶄新時代。

隨著今年AI在個人使用者中的爆發式增長，不僅伺服器端出現前所未有的超強算力AI GPU加速卡，而且在終端上，電腦的CPU也做到了技術上的全面躍遷，進入AI PC的時代。

CPU早已經不只是CPU

提到CPU，我們的慣性思維，會認為他就是我們電腦的運算核心，我們會非常注重它的性能表現。但實際上，從十年前開始，我們電腦裡的那個「黑疙瘩」，早已不單純地只具有CPU的功能。

早在2011年，Intel 第二代Core處理器（代號Sandy Bridge）就已經將GPU及相關顯示輸出介面電路與CPU晶片內建在一個裸晶上。此外，視訊編解碼器、訊號處理器等各種專用加速單元也被內建入CPU，形成「系統級晶片」，這大幅提升了CPU的處理效率，並減少了對外圍晶片的依賴。

不過，隨著晶片製造的工藝製程向著越來越精細的尺寸迭代升級，在物理特性上越來越逼近現有材料的性能極限，技術實現越來越困難，晶片製造成本急劇增加。為了能夠內建更多電路，同時又能有效控制良率和生產成本，就出現了Chiplet技術。

Chiplet技術是將一個大晶片拆分為多個小晶片(Chiplet)，再透過先進封裝內建到一起。相比之下，SoC技術是在一塊晶圓上製造整個系統，而Chiplet可利用不同廠商的製造技術，讓各晶片獨立最佳化再組裝，完美結合性能與成本。被業界視為繼SoC之後，新一代系統級晶片解決方案。

雖然Intel最新的Core Ultra處理器不是第一款採用Chiplet設計的產品，但這次升級，象徵著PC處理器正式進入了一個新的時代。

Intel最新Meteor Lake架構Core Ultra處理器主要內建了四顆不同製程工藝的小晶片，包括Compute Tile、Graphics Tile、SoC Tile和I/O Tile。

其中Compute Tile部分基於EUV技術的Intel 4製程來製造，而Graphics Tile、SoC Tile和I/O Tile則全部由積電代工，採用台積電5nm和6nm製程生產，最後透過Intel Foveros 3D封裝技術將他們連接到一起。

相比歷代的單一製程單一晶圓製造，Intel Core Ultra不僅在核心架構上實現了異構整合，而且首次採用了多源晶圓製造的方式。可以說是Intel 在工藝技術和晶片設計上的雙重突破。

作為全球最大的半導體公司，Intel一直堅持自主可控的晶片工藝技術。早期的摩爾定律推動其處理器性能穩步增長，垂直一體化的封閉生態也成為其支配PC產業的基石。

但是，在晶片製造進10奈米後，Intel工藝技術開始明顯落後競爭對手。曝光機物理極限、介電層難題等障礙大幅拖累其迭代速度。

而TSMC等專注晶圓製造的專業代工廠在7nm/5nm節點上不斷突破。這迫使Intel開始推動策略性轉型，提出了「四年五個製程節點」計畫。即透過在四年內推進Intel 7、Intel 4、Intel 3、Intel 20A和Intel 18A五個製程節點，於2025年重獲製程領先性。

在該計畫的順利推動下，Core Ultra處理器中Compute Tile部分使用了Intel 4製程工藝。同時全新的小晶片設計，在多個製程工藝優勢的協同整合下，為Intel重回製程領先爭取到寶貴的時間。而chiplet模式也預示著半導體產業將呈現跨廠商、跨國界的高度協作與共生格局。