在2021年時(shí)，英特爾公司CEO帕特?基辛格曾表示：“基于英特爾在先進(jìn)封裝領(lǐng)域毋庸置疑的領(lǐng)先性，我們正在加快制程工藝創(chuàng)新的路線圖，以確保到2025年制程性能再度領(lǐng)先業(yè)界。”而在最近，英特爾更新了制程路線圖，包括Intel 14A制程技術(shù)、專(zhuān)業(yè)節(jié)點(diǎn)的演化版本，及全新的英特爾代工先進(jìn)系統(tǒng)封裝及測(cè)試（Intel Foundry Advanced System Assembly and Test）能力。那么英特爾的翻盤(pán)時(shí)間要到了嗎？


英特爾更新線路圖

英特爾在本次更新的路線圖中新增了Intel 14A和數(shù)個(gè)專(zhuān)業(yè)節(jié)點(diǎn)的演化版本。英特爾還證實(shí)，其“四年五個(gè)制程節(jié)點(diǎn)”路線圖仍在穩(wěn)步推進(jìn)，并將在業(yè)內(nèi)率先提供背面供電解決方案。英特爾預(yù)計(jì)將于2025年通過(guò)Intel 18A制程節(jié)點(diǎn)重獲制程領(lǐng)先性。

對(duì)于演化版本，其型號(hào)后綴一般包含“E”、“P”或者“T”。其中：

E代表功能擴(kuò)展（Feature Extension）

P代表性能提升（Performance Improvement）

T代表用于3D堆疊的硅通孔技術(shù)（Through-Silicon Vias）

此外，英特爾代工還宣布將FCBGA 2D+納入英特爾代工先進(jìn)系統(tǒng)封裝及測(cè)試（Intel Foundry ASAT）的技術(shù)組合之中。這一組合將包括FCBGA 2D、FCBGA 2D+、EMIB、Foveros和Foveros Direct技術(shù)。

FCBGA 2D/2D+：倒裝芯片球柵陣列（FC-BGA）是比較成熟的封裝工藝，英特爾自2016年就進(jìn)入大批量生產(chǎn)階段（HVM）。擁有最大的先進(jìn)熱壓縮鍵合（TCB）工具和設(shè)備庫(kù)，具有很好的良率表現(xiàn)；

EMIB 2.5D：嵌入式多芯片互聯(lián)橋接（EMIB）技術(shù)是一種埋入傳統(tǒng)有機(jī)襯底的2.5D封裝工藝，適合邏輯-邏輯芯片或邏輯-HBM存儲(chǔ)芯片的互聯(lián)封裝，2017年開(kāi)始批量生產(chǎn)；

Foveros 2.5D & 3D：Foveros是一種裸片堆疊封裝技術(shù)，適合PC和邊緣處理器芯片的封裝設(shè)計(jì)，2019年開(kāi)始量產(chǎn)；

EMIB 3.5D：結(jié)合EMIB和Foveros（即原來(lái)的Co-EMIB），適合多個(gè)裸片的3D堆疊封裝，Intel數(shù)據(jù)中心GPU MAX系列SoC即采用這種3.5D封裝；

Foveros Direct 3D： Foveros Direct使用了銅與銅的混合鍵合取代了會(huì)影響數(shù)據(jù)傳輸速度的焊接，把凸點(diǎn)間距繼續(xù)降低到10微米以下大幅提高芯片互連密度和帶寬，并降低電阻。Foveros Direct還實(shí)現(xiàn)了功能單元分區(qū)，讓模塊化設(shè)計(jì)做到配置靈活、可定制。


押注于Intel 18A

近日，英特爾CEO Pat Gelsinger（帕特·基辛格）接受了Anandtech采訪，記者提問(wèn)稱(chēng)“英特爾整個(gè)公司押注下個(gè)先進(jìn)制程是否仍正確”，基辛格回應(yīng)稱(chēng)，他確實(shí)將公司未來(lái)都押注于Intel 18A成功，引起現(xiàn)場(chǎng)人員驚訝。

基辛格進(jìn)一步補(bǔ)充稱(chēng)，“四年五個(gè)節(jié)點(diǎn)”當(dāng)中一些制程將會(huì)長(zhǎng)期與Intel 18A共存，包括僅適用于服務(wù)器CPU的Intel 3及Intel 18A升級(jí)版。同時(shí)還將與高塔半導(dǎo)體和聯(lián)電合作生產(chǎn)成熟制程，英特爾新墨西哥州新廠還將發(fā)力代工先進(jìn)封裝。換句話說(shuō)，盡管Intel 18A未來(lái)可能將會(huì)是英特爾代工業(yè)務(wù)的主要營(yíng)收來(lái)源，但仍會(huì)有許多其他營(yíng)收來(lái)源。

雖然目前Intel 18A尚未成功量產(chǎn)，但是在此之前英特爾已經(jīng)取得了很多進(jìn)展。比如，2023年4月英特爾宣布與Arm達(dá)成協(xié)議，將基于Intel 18A打造定制化SoC；2023年7月中旬，英特爾宣布，作為美國(guó)國(guó)防部“快速保障微電子原型-商業(yè)計(jì)劃（RAMP-C）” 計(jì)劃第二階段的一部分，英特爾代工服務(wù)事業(yè)部將新增兩位客戶(hù)：波音 ( Boeing) 和諾斯羅普·格魯曼 (Northrop Grumman) ；2023年7月下旬，英特爾又宣布將與瑞典電信設(shè)備制造商愛(ài)立信合作，將利用其Intel 18A制程為愛(ài)立信制造定制 5G SoC（片上系統(tǒng)），為未來(lái)其 5G 基礎(chǔ)設(shè)施打造高度差異化的領(lǐng)先產(chǎn)品；2024年2月22日，在英特爾“ IFS Direct Connect ”活動(dòng)上，微軟宣布計(jì)劃采用Intel 18A制程節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)其設(shè)計(jì)的一款芯片。

另外再之前的2023財(cái)年第四季財(cái)報(bào)會(huì)議上，英特爾CEO基辛格透露，Intel 20A和Intel 18A都將在今年就緒，作為首家將GAA晶體管和背面供電技術(shù)同時(shí)納入單個(gè)工藝制程節(jié)點(diǎn)的公司，其背面供電技術(shù)（backside power delivery）更是領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手兩年。其中，英特爾首個(gè)基于Intel 20A工藝Arrow Lake處理器將于今年推出。Intel 18A預(yù)計(jì)將在2024年下半年實(shí)現(xiàn)制造就緒。目前，英特爾第一個(gè)基于Intel 18A工藝的服務(wù)器處理器Clearwater Forest已經(jīng)進(jìn)入晶圓廠，面向客戶(hù)端的基于Intel 18A制程的Panther Lake處理器也很快將進(jìn)入晶圓廠。

相比之下，臺(tái)積電和三星的2nm制程工藝的量產(chǎn)時(shí)間都需要等到2025年，此外，在背面供電技術(shù)方面，臺(tái)積電也要等到2026年量產(chǎn)的N2P制程采用采用。也就是說(shuō)，最快今年英特爾就將會(huì)實(shí)現(xiàn)在先進(jìn)制程上對(duì)于臺(tái)積電的反超。預(yù)計(jì)英特爾2025年上半年商用的Inte 18A將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

此前，基辛格在接受采訪時(shí)表示，Intel 18A制程性能表現(xiàn)將領(lǐng)先于臺(tái)積電N2（2nm）制程。雖然Intel 18A制程與臺(tái)積電N2制程的晶體管（transistor）密度似乎差不多，但英特爾的背面供電技術(shù)更加優(yōu)秀，這讓硅芯片擁有更好的面積效率（area efficiency），意味著成本降低，供電較好則代表表現(xiàn)性能更高。不錯(cuò)的晶體管密度、極佳的供電讓Intel 18A制程略領(lǐng)先臺(tái)積電N2。此外，臺(tái)積電的封裝成本非常高，英特爾毛利率有望緩步增加。


獨(dú)立運(yùn)營(yíng)代工業(yè)務(wù)

英特爾芯片制造的歷程頗為坎坷。

此前多年英特爾曾是芯片制造上的王者，憑借在芯片設(shè)計(jì)與制造的雙重領(lǐng)先，在全球PC（個(gè)人筆記本電腦）和服務(wù)器芯片領(lǐng)域占據(jù)統(tǒng)治地位，至今仍有超過(guò)七成的市場(chǎng)份額。以英特爾為代表的IDM模式（從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)全流程自主化）也被視為業(yè)內(nèi)主流。

但從約十年前開(kāi)始，英特爾從10納米制程工藝起逐漸被臺(tái)積電、三星超過(guò)。IDM模式一度飽受質(zhì)疑，AMD、IBM等科技公司逐步放棄了自主生產(chǎn)芯片，轉(zhuǎn)而采用更輕資產(chǎn)的Fabless模式（只設(shè)計(jì)，不生產(chǎn)），這也是高通、蘋(píng)果、英偉達(dá)、華為等企業(yè)共同的商業(yè)模式。IDM模式只剩下英特爾、三星等為數(shù)不多的企業(yè)。

有觀點(diǎn)認(rèn)為，英特爾已在制程工藝競(jìng)賽中落后于臺(tái)積電、三星，不必再追趕。但英特爾確實(shí)有其優(yōu)勢(shì)：它當(dāng)今半導(dǎo)體行業(yè)為數(shù)不多的同時(shí)具備先進(jìn)芯片設(shè)計(jì)、制造能力的企業(yè)。為了適應(yīng)新時(shí)代、新形勢(shì)、新需求的發(fā)展，英特爾沒(méi)有固守以往的模式，也沒(méi)有簡(jiǎn)單粗暴地拆分設(shè)計(jì)與制造，而是提出了全新的IDM 2.0模式。但基辛格反其道而行之，2021年他啟動(dòng)的IDM2.0戰(zhàn)略，核心是以合縱連橫的姿態(tài)，重啟晶圓代工業(yè)務(wù)。

此次英特爾代工的一大變化是，在組織架構(gòu)上將產(chǎn)品與代工拆分，打破了自家芯片自家造的傳統(tǒng)。英特爾芯片可以找臺(tái)積電代工，英特爾代工也可以生產(chǎn)其他芯片公司的芯片。

英特爾高級(jí)副總裁兼代工服務(wù)事業(yè)部總經(jīng)理Stu Pann對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者說(shuō)，英特爾內(nèi)部實(shí)行了嚴(yán)格的防火墻制度，代工與產(chǎn)品業(yè)務(wù)將成為兩個(gè)分離的法律實(shí)體，采用兩套ERP企業(yè)管理系統(tǒng)、兩套員工團(tuán)隊(duì)。

事實(shí)上，Intel公司現(xiàn)在分為兩大部分，一是負(fù)責(zé)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的Intel Product，二是負(fù)責(zé)代工制造的Intel Foundry。二者相輔相成但又相對(duì)獨(dú)立，財(cái)務(wù)單獨(dú)核算，彼此互相激勵(lì)。

研究公司Creative Strategies首席執(zhí)行官兼首席分析師Ben Bajarin在接受采訪時(shí)稱(chēng)，此前英特爾向客戶(hù)提供代工服務(wù)存在兩個(gè)問(wèn)題，一是更重視英特爾自身的芯片產(chǎn)品和技術(shù)，二是潛在客戶(hù)會(huì)擔(dān)心英特爾既是供應(yīng)商又是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的雙重角色。

將組織架構(gòu)分離，是英特爾吸取教訓(xùn)后作出的調(diào)整，目前看來(lái)初有成效。據(jù)媒體報(bào)道，英特爾最早將于今年二季度成為英偉達(dá)芯片封裝的供應(yīng)商，預(yù)計(jì)月產(chǎn)能5000片，約占英偉達(dá)訂單量的10%。盡管只是封裝而不是晶圓生產(chǎn)，這也是兩家競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手少見(jiàn)的合作。


新賽點(diǎn)出現(xiàn)

Intel代工的目標(biāo)，是在2030年成為全球規(guī)模第二的代工廠，僅次于臺(tái)積電。

此次英特爾公布的新制程節(jié)點(diǎn)14A，將是英特爾能否趕超的關(guān)鍵。與14A制程對(duì)應(yīng)的臺(tái)積電、三星1.4納米制程也已在研發(fā)中。二者均預(yù)測(cè)將于2027年前后實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，與英特爾的時(shí)間表相當(dāng)。

這項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)需要借助荷蘭光刻機(jī)公司ASML的High-NA EUV（高數(shù)值孔徑極紫外光刻），英特爾2023年底就已率先采購(gòu)。

臺(tái)積電與三星也將采購(gòu)這款最新的光刻機(jī)設(shè)備，但暫未公布時(shí)間表。一位芯片設(shè)計(jì)公司人士對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者評(píng)價(jià)，由于High-NA EUV定價(jià)高昂，臺(tái)積電仍在觀望中，更傾向于采用低成本的成熟技術(shù)。

芯片代工是一個(gè)高度集中的寡頭市場(chǎng)，臺(tái)積電與三星兩家企業(yè)占據(jù)過(guò)七成的市場(chǎng)份額，留給英特爾的空間是有限的。

第三方研究機(jī)構(gòu)Counterpoint數(shù)據(jù)顯示，2023年三季度，全球半導(dǎo)體代工企業(yè)收入市場(chǎng)份額中，臺(tái)積電以近六成位居第一，三星以13%的市場(chǎng)份額排名第二，聯(lián)電、格羅方德、中芯國(guó)際均以6%左右的份額排名第三至第五。余下代工廠共占10%市場(chǎng)份額。

英特爾與前二者相比還有較大差距。據(jù)另一家研究機(jī)構(gòu)Trendforce統(tǒng)計(jì)，2023年三季度英特爾在全球晶圓代工行業(yè)中首次躋身前十，以1%的市占率排名第九。

以財(cái)務(wù)指標(biāo)來(lái)看，英特爾代工業(yè)務(wù)2023年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收10億美元，營(yíng)業(yè)虧損5億美元。與此同時(shí)臺(tái)積電營(yíng)收規(guī)模為693億美元，凈利潤(rùn)269億美元。

英特爾代工市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)副總裁Craig Org告訴《財(cái)經(jīng)》記者，英特爾為外部客戶(hù)代工芯片的業(yè)務(wù)僅啟動(dòng)三年，目前仍在設(shè)計(jì)和產(chǎn)能爬坡階段，尚未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，因此營(yíng)收規(guī)模有限。只有芯片封裝業(yè)務(wù)已取得可觀的實(shí)際收益。

盡管營(yíng)收規(guī)模不大，但以技術(shù)儲(chǔ)備來(lái)看，全球具備角逐先進(jìn)制程實(shí)力的公司只剩臺(tái)積電、三星和英特爾。

既然是定位為“系統(tǒng)級(jí)芯片代工廠”，英特爾代工即便積淀深厚，也無(wú)法單打獨(dú)斗，而是與整個(gè)產(chǎn)業(yè)的眾多生態(tài)伙伴都密切合作。英特爾官方公布的芯片制造伙伴目前有30多家，包括IP(知識(shí)產(chǎn)權(quán))、EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)領(lǐng)域的新思科技、Cadence、西門(mén)子、Ansys、Lorentz、是德科技，以及Arm、Rambus等IP廠商。他們對(duì)于英特爾的意義在于在各個(gè)制程節(jié)點(diǎn)上，可以加速基于Intel 18A工藝的先進(jìn)芯片設(shè)計(jì)。

Craig Org沒(méi)有披露英特爾具體的產(chǎn)能及良率。他表示，良率正以越來(lái)越快的速度提升，最終將至少達(dá)到業(yè)內(nèi)常規(guī)或“更好一點(diǎn)”的水平。

基辛格透露，在晶圓制造和先進(jìn)封裝領(lǐng)域，英特爾代工的預(yù)期交易價(jià)值在很短的時(shí)間內(nèi)從40億美元提升至100億美元，如今已超過(guò)150億美元。如果以2030年前成為全球第二大代工廠來(lái)看，英特爾的目標(biāo)是1000億美元。