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，通常產品的性能提升維持在10%～20%之間，鮮有就突破性進展。但每次技術上的躍遷，必標誌著我們的世界又進入了一個嶄新時代。

隨著今年AI在個人用戶中的爆發式增長，不僅服務端出現了前所未有超強算力的AI GPU加速卡，而且在終端機上，電腦的CPU也實現了技術上的全面躍遷。

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表現表現。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，英特爾第二代酷睿處理器（代號Sandy Bridge）就已經將GPU及相關顯示器輸出介面電路與CPU晶片整合在一個Die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整合入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製程過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。為了能夠整合更多電路，同時又能有效控制良率與生產成本，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)，再透過先進封裝整合在一起。相較之下，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,讓各晶片獨立優化，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最新的酷睿Ultra處理器不是第一款採用Chiplet設計的產品，但這次升級，標誌著PC處理器正式進入了一個新的時代。

酷睿Ultra四芯合一

Intel最新Meteor Lake架構酷睿Ultra處理器主要整合了四顆不同製程製程的小型晶片，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製程製程製造，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製程製程生產，最後透過英特爾Foveros 3D封裝技術將他們連接到一起。

相較於歷代的單一製程單一晶圓製造，Intel酷睿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。可以說是英特爾在製程技術和晶片設計上的雙重突破。

身為全球最大的半導體公司，Intel一直堅持自主可控的晶片製程技術。早期的摩爾定律推動其處理器效能穩定成長，垂直整合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製程技術開始明顯落後競爭對手。光刻機物理極限、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五個過程節點，於2025年重獲製程領先性。

在計畫的順利推動下，酷睿Ultra處理器中Compute Tile部分使用了Intel 4流程。同時全新的小晶片設計，在多個製程製程優勢的協同整合下，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模式。

Intel歷代處理器所使用的製程製程與關鍵技術：

1971年4004使用10微米PMOS工藝

1978年8086使用3微米HMOS工藝

1985年80386使用1.5微米HMOS工藝，首次引入32位

1989年80486使用1微米工藝，整合電晶體數突破100萬

1993年Pentium使用0.8微米BiCMOS製程

1997年Pentium II使用0.35微米CMOS工藝

2000年Pentium III使用0.18微米Coppermine工藝

2006年Core 2使用65奈米工藝，高K金屬閘極

2011年第2代酷睿，32奈米工藝，CPU整合GPU

2012年第3代酷睿，22奈米工藝，三柵級FinFET技術

2017年第8代酷睿，14奈米++工藝，Tick工藝節點出現了較大的延遲

2019年第10代酷睿，10奈米、14奈米混用

2021年第12代酷睿，Intel 7（10奈米）工藝，CPU採用性能混合架構，大小核設計

2024年酷睿Ultra，Intel 4（7奈米）工藝，分離式模組化設計，首次採用多源晶圓製造