在英特尔代工大会(Intel Foundry Direct Connect)上,基辛格展示英特尔“四年五结点”的晶圆产品
文 | 《财经》 柳书琪
编辑 | 谢丽容

环球芯片家当正面临前所未有的技能升级和竞争升级局势,英特尔希望能捉住这次机会。
近日,在英特尔代工大会(Intel Foundry Direct Connect)上,英特尔宣告与微软达成芯片代工互助,微软将采取英特尔18A制程生产芯片。双方未透露这款芯片的详细信息,去年微软曾发布一款AI芯片及一款CPU,因此业内推测微软与英特尔的互助也将是AI方向的芯片。
芯片制造业务曾是英特尔的主要业务之一,此后该业务一度被放弃。2021年上任的英特尔CEO基辛格(Pat Gelsinger)武断重回代工路线,忽略外界奉劝英特尔放弃芯片制造的声音,转而大力投资培植晶圆厂,提出了“四年五节点”的激进目标,分别是Intel7、Intel4、Intel3、Intel 20A和Intel 18A。英特尔与微软将互助的18A,是目前英特尔最前辈的制程工艺,目前英特尔已有四家采取18A制程生产芯片的外部客户。
与台积电、三星以纳米制程命名不同,英特尔采取独立的命名办法。便于比较,业内常日认为Intel7对应10纳米制程,Intel4对应7纳米,Intel3对应4纳米,Intel 20A对应2纳米,Intel 18A对应1.8纳米。
基辛格透露,目前Intel7、Intel4已上市,Intel3已做好大规模量产的准备,Intel 20A将于今年量产,Intel 18A也正按操持推进。
在那次会议上,英特尔还公布了后续的芯片制程演进操持。2024年后英特尔将发展更前辈的Intel 14A制程,并将原有的制程工艺演进至新技能版本。英特尔副总裁兼技能开拓总经理Ann Kelleher见告《财经》,业内不再以实际丈量的晶体管栅极间距或其他物理指标作为命名标准,但为便于理解,业内可以将Intel 14A与1.4纳米制程对应。
除了微软,英特尔也与达成了与芯片架构公司Arm的互助,做好了基于Arm架构的芯片公司采取英特尔代工的准备,如联发科等。IP(知识产权)和EDA(电子设计自动化)企业如新思科技、Cadence、西门子、Ansys、Lorentz和是德科技也在英特尔的后续互助名单之中。
基辛格在芯片代工上年夜志勃勃,他任期内的一项主要任务,是带领英特尔代工业务重回顶峰。
基辛格为此设下两个目标:一是在技能上,2025年底前在前辈制造上超越台积电,并将上风延续到2026年后;二是在产能或产值上,2030年前英特尔要成为天下第二大芯片代工厂。这个位置目前属于三星。
对英特尔而言,芯片工厂至少有三重含义:第一也是最主要的目的,是担保英特尔自身芯片的产能、技能上风和供应安全。基辛格在接管《财经》等媒体采访时表示,即便到2030年,英特尔工厂的大部分晶圆产能仍将用于英特尔产品,并用这些产品反推制程节点的改进、实现性能目标。
其次,芯片市场规模在AI与数字化浪潮下持续扩大,台积电订单爆满,前辈制程的芯片制造市场前景广阔。吸引外部客户加入,有助于英特尔工厂快速提升规模,改进财务状况。
再次,英特尔发力芯片代工,也是美国主导制造业回流的关键一环。基辛格提出了“登月操持”的目标,他说,90 年代初,80%的芯片在美国和欧洲制造,而现在80%的芯片制造在亚洲。英特尔的目标是在十年内实现两边各50%的比例,以担保供应链的韧性与安全。
美国商务部长吉娜·雷蒙多(Gina Raimondo)在英特尔代工大会(Intel Foundry Direct Connect)上与基辛格的连线中表态,美国须要制造更多芯片,“让硅(芯片的紧张身分)重回硅谷。”英特尔是这项操持的主要履行者。
独立运营代工业务
英特尔芯片制造的进程颇为坎坷。
此前多年英特尔曾是芯片制造上的王者,凭借在芯片设计与制造的双重领先,在环球PC(个人条记本电脑)和做事器芯片领域霸占统治地位,至今仍有超过七成的市场份额。以英特尔为代表的IDM模式(从设计莅临盆全流程自主化)也被视为业内主流。
但从约十年前开始,英特尔从10纳米制程工艺起逐渐被台积电、三星超过。IDM模式一度饱受质疑,AMD、IBM等科技公司逐步放弃了自主生产芯片,转而采取更轻资产的Fabless模式(只设计,不生产),这也是高通、苹果、英伟达、华为等企业共同的商业模式。IDM模式只剩下英特尔、三星等为数不多的企业。
有不雅观点认为,英特尔已在制程工艺竞赛中掉队于台积电、三星,不必再追赶。但英特尔确实有其上风:它当今半导体行业为数不多的同时具备前辈芯片设计、制造能力的企业。为了适应新时期、新形势、新需求的发展,英特尔没有恪守以往的模式,也没有大略粗暴地拆分设计与制造,而是提出了全新的IDM 2.0模式。但基辛格反其道而行之,2021年他启动的IDM2.0计策,核心因此合纵连横的姿态,重启晶圆代工业务。
这次英特尔代工的一大变革是,在组织架构年夜将产品与代工拆分,冲破了自家芯片自家造的传统。英特尔芯片可以找台积电代工,英特尔代工也可以生产其他芯片公司的芯片。
英特尔高等副总裁兼代工做事奇迹部总经理Stu Pann对《财经》说,英特尔内部实施了严格的防火墙制度,代工与产品业务将成为两个分离的法律实体,采取两套ERP企业管理系统、两套员工团队。
事实上,Intel公司现在分为两大部分,一是卖力产品设计的Intel Product,二是卖力代工制造的Intel Foundry。二者相辅相成但又相对独立,财务单独核算,彼此相互勉励。
研究公司Creative Strategies首席实行官兼首席剖析师Ben Bajarin在接管采访时称,此前英特尔向客户供应代工做事存在两个问题,一是更重视英特尔自身的芯片产品和技能,二是潜在客户会担心英特尔既是供应商又是竞争对手的双重角色。
将组织架构分离,是英特尔吸取教训后作出的调度,目前看来初有成效。据媒体宣布,英特尔最早将于今年二季度成为英伟达芯片封装的供应商,估量月产能5000片,约占英伟达订单量的10%。只管只是封装而不是晶圆生产,这也是两家竞争对手少见的互助。
自下季度起,英特尔还将首次在财报中表露整体代工业务的财务状况,包括内部及外部代工。此前财报中的代工业务收入仅来自外部。
一位英特尔人士对《财经》说,产品与制造业务分离,总体上可以节约本钱。过去产品部门可以免费哀求制造部门多次流片,本钱高昂,而哀求付费后产品部门会更加谨慎。但这也对英特尔制造能力提出了更高的寻衅,如果在定价、良率与产能上没有足够的上风,自家产品也会采取外部代工厂。
新赛点涌现
Intel代工的目标,是在2030年景为环球规模第二的代工厂,仅次于台积电。
这次英特尔公布的新制程节点14A,将是英特尔能否赶超的关键。与14A制程对应的台积电、三星1.4纳米制程也已在研发中。二者均预测将于2027年前后实现量产,与英特尔的韶光表相称。
这项关键性技能须要借助荷兰光刻机公司ASML的High-NA EUV(高数值孔径极紫外光刻),英特尔2023年底就已率先采购。
台积电与三星也将采购这款最新的光刻机设备,但暂未公布韶光表。一位芯片设计公司人士对《财经》评价,由于High-NA EUV定价高昂,台积电仍在不雅观望中,更方向于采取低本钱的成熟技能。
芯片代工是一个高度集中的寡头市场,台积电与三星两家企业霸占过七成的市场份额,留给英特尔的空间是有限的。
第三方研究机构Counterpoint数据显示,2023年三季度,环球半导体代工企业收入市场份额中,台积电以近六成位居第一,三星以13%的市场份额排名第二,联电、格罗方德、中芯国际均以6%旁边的份额排名第三至第五。余下代工厂共占10%市场份额。
英特尔与前二者比较还有较大差距。据另一家研究机构Trendforce统计,2023年三季度英特尔在环球晶圆代工行业中首次跻身前十,以1%的市占率排名第九。
以财务指标来看,英特尔代工业务2023年实现营收10亿美元,业务亏损5亿美元。与此同时台积电营收规模为693亿美元,净利润269亿美元。
英特尔代工市场营销副总裁Craig Org见告《财经》,英特尔为外部客户代工芯片的业务仅启动三年,目前仍在设计和产能爬坡阶段,尚未实现量产,因此营收规模有限。只有芯片封装业务已取得可不雅观的实际收益。
只管营收规模不大,但以技能储备来看,环球具备竞赛前辈制程实力的公司只剩台积电、三星和英特尔。
英特尔代工高等副总裁Stu Pann对《财经十一人》说,英特尔的差异化上风是供应一系列专业化的系统支持,从工厂网络到软件的全栈优化。Stu Pann 常常对客户说,英特尔正在从一家系统级公司转变为晶圆厂,而不是晶圆厂转变成系统级公司。情由是英特尔正在发挥芯片系统领域的上风,包括芯片、IP、系统架构咨询等专业能力。
英特尔代工之以是把自己称为系统级代工,是由于有着系统级的全套做事能力,可谓差异化上风。详细来说,底层是各种前辈制造工艺和封装技能,之上有基板技能(将引入玻璃材质)、散热技能(浸没式液冷散热能力可超过2000W)、内存技能(下一代HBM4)、互连技能(UCIe)、网络技能(光电子)等。再往上的顶层,则是各种软件与做事能力,做到软硬兼施。
既然是定位为“系统级芯片代工厂”,英特尔代工即便积淀深厚,也无法单打独斗,而是与全体家当的浩瀚生态伙伴都密切互助。英特尔官方公布的芯片制造伙伴目前有30多家,包括IP(知识产权)、EDA(电子设计自动化)领域的新思科技、Cadence、西门子、Ansys、Lorentz、是德科技,以及Arm、Rambus等IP厂商。他们对付英特尔的意义在于在各个制程节点上,可以加速基于Intel 18A工艺的前辈芯片设计。
Craig Org没有表露英特尔详细的产能及良率。他表示,良率正以越来越快的速率提升,终极将至少达到业内常规或“更好一点”的水平。
基辛格透露,在晶圆制造和前辈封装领域,英特尔代工的预期交易代价在很短的韶光内从40亿美元提升至100亿美元,如今已超过150亿美元。如果以2030年前成为环球第二大代工厂来看,英特尔的目标是1000亿美元。
留给英特尔的机会
在芯片代工的道路上走了三年,英特尔的朋友圈名单越来越长。
“我的董事会成员认为我的成本操持相称激进。”基辛格在与OpenAI创始人兼CEO山姆·奥特曼(Sam Altman)对谈时说。
2021年英特尔宣告斥资200亿美元在美国亚利桑那州培植两座晶圆厂,2022年再投资200亿美元在俄亥俄州建立“天下最大”的芯片工厂。在欧洲与美国其他地区,英特尔也有设厂或扩产操持。
环球芯片家当正处于扩产期,英特尔也正快速入局。国际半导体家当协会(SEMI)在环球晶圆厂预测报告中称,继2023年增长5.5%后,2024年环球半导体产能估量增长6.4%至每月3000万片。当中既有智能终端市场复苏的成分,也得益于天生式AI与高性能运算等新兴运用的推动。2022年-2024年间,环球估量共有82座新的半导体工厂投产。
在英特尔代工大会(Intel Foundry Direct Connect)上,基辛格与奥特曼对谈
奥特曼说,他不疑惑基辛格的操持。事实上,奥特曼对AI芯片家当的预期显然更加激进。此前有媒体宣布称,奥特曼正奔忙张罗总计高达七万亿美元的资金,以建立一套AI芯片生态——“可以买来世界上所有GPU”,英伟达CEO黄仁勋形容。
奥特曼在与基辛格的对谈中没有正面回应七万亿,但他相信这个天下须要比人们现在操持多得多的AI根本举动步伐,包括晶圆厂、能源、数据中央,总本钱将非常高昂。
市场研究机构Gartner预测,2024年环球AI芯片市场规模将同比增长25.6%至671亿美元,2027年时还将近乎翻倍,达到1194亿美元。芯片公司AMD的预测更加乐不雅观,将预测的2027年AI芯片市场规模由此前的1500亿美元上修至4000亿美元。
基辛格认为,市场对AI芯片的需求在未来几年都是无法知足的,他称之为“芯经济”(siliconomy)。“这些微型芯片会使我们得以实现当代经济周期,堪比魔术。”
目前台积电险些节制着目前所有的最前辈制程AI芯片订单,但随着市场膨胀,英特尔有望分得一杯羹。但对后来者英特尔而言,更主要的外部契机在于地缘政治。
2022年美国出台了芯片法案,将以约520亿美元勾引芯片制造业回流,个中包括390亿美元的直接拨款补贴。英特尔即是一大受益者,有望得到超过100亿美元的补贴。虽然台积电、三星也操持在补贴之下赴美设厂,但最前辈的制程工艺会留在本土。
不须要在中国台湾地区就能生产芯片,是英特尔的一大卖点。Stu Pann说。在芯片法案的扶持之下,一些芯片设计公司会首先考虑美国晶圆厂。
吉娜·雷蒙多认为,芯片犹如过去的太空竞赛。“美国如何与中国竞争,要跑得更快、创新得更快、量产得更快。”不过,虽然芯片法案供应了可不雅观的补贴,但发放进度缓慢,英特尔、台积电、三星的新工厂都因此推迟了投产韶光。
美国芯片制造也面临着人才、本钱等诸多问题。台积电创始人张忠谋2022年在接管美国智库布鲁金斯学会访谈中说,美国提高海内芯片产量是昂贵、徒劳之举,美国芯片制造业没有扩展和成功所须要的人才库,在美国制造芯片的本钱比台湾贵50%。
基辛格认为,过去几年的新冠疫情、经济周期、战役,让供应链的薄弱性更加突出,“我们只是希望建立一个更安全、更有弹性的供应链。”