英特爾或?qū)⑿薷?nm制程生產(chǎn)計(jì)劃 重回巔峰路途漫漫

消息稱(chēng)英特爾CEO Pat Gelsinger可能會(huì)在8月份前往臺(tái)積電，與臺(tái)積電的高層會(huì)晤，主要是對(duì)明年的3nm產(chǎn)能計(jì)劃進(jìn)行“緊急修正”。

英特爾原計(jì)劃2022年底量產(chǎn)第14代Meteor Lake，并于2023年上半年推出，如今有消息稱(chēng)將延后到2023年底。作為英特爾GPU繪圖芯片代工企業(yè)，臺(tái)積電的3nm制程的計(jì)劃將受到影響。

據(jù)報(bào)道，英特爾內(nèi)部已開(kāi)始緊急修正未來(lái)一年的平臺(tái)藍(lán)圖以及自家制程產(chǎn)能計(jì)劃。

一直有消息稱(chēng)，英特爾將使用臺(tái)積電的N3工藝生產(chǎn)GPU，比如獨(dú)立顯卡使用的GPU以及Meteor Lake的GPU模塊。并且有傳聞臺(tái)積電和英特爾達(dá)成協(xié)議將臺(tái)積電新Gigafab12的P8和P9設(shè)施轉(zhuǎn)為3nm工藝制造，專(zhuān)門(mén)為英特爾服務(wù)。

Meteor Lake采用模塊化設(shè)計(jì)，可以搭配不同制程節(jié)點(diǎn)的模塊進(jìn)行堆疊，將使用英特爾自己新的Intel 4計(jì)算單元（tile）、EMIB技術(shù)互聯(lián)和Foveros封裝技術(shù)。

但如果英特爾自家Intel 4運(yùn)算芯片因市場(chǎng)狀況和制程技術(shù)問(wèn)題而無(wú)法如期生產(chǎn)，那么英特爾希望臺(tái)積電也能延后生產(chǎn)，但因此造成的損失將由英特爾完全承擔(dān)。

此外，也有傳言稱(chēng)英特爾仍在考慮轉(zhuǎn)向臺(tái)積電的5nm或3nm工藝平臺(tái)制造Meteor Lake計(jì)算單元的可行性。

英特爾來(lái)勢(shì)洶洶

在2020年的疫情之下全球?qū)τ诎雽?dǎo)體芯片的需求激增，并且由于疫情原因，眾多的半導(dǎo)體產(chǎn)能即使在復(fù)工后也仍然處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，而且在半導(dǎo)體制造工業(yè)逐漸高精尖的情況下，短時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)能增長(zhǎng)是較為困難的問(wèn)題。

同時(shí)現(xiàn)階段，全球半導(dǎo)體市場(chǎng)已經(jīng)出現(xiàn)了進(jìn)一步明顯的馬太效應(yīng)，而英特爾在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域和生產(chǎn)制造領(lǐng)域能進(jìn)行垂直整合的能力，在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的半導(dǎo)體市場(chǎng)中無(wú)疑是有一席之地的，為了能取得進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)，英特爾推進(jìn)了IDM 2.0戰(zhàn)略。

IDM 2.0由三部分組成，分別是面向大規(guī)模制造的全球化內(nèi)部工廠網(wǎng)絡(luò)、擴(kuò)大采用第三方代工產(chǎn)能和打造世界一流的英特爾代工服務(wù)（IFS）。

英特爾將初步投資200億美元在美國(guó)俄亥俄州建設(shè)兩家芯片制造工廠，計(jì)劃最終投資多達(dá)1000億美元，預(yù)計(jì)2025年投產(chǎn)。在全球半導(dǎo)體供應(yīng)緊張的情況下，各家代工巨頭即擴(kuò)建產(chǎn)能也得需兩年左右的時(shí)間才能基本成型。可以說(shuō)在擴(kuò)張產(chǎn)能方面的進(jìn)度上，英特爾和其他的巨頭幾乎處于同一個(gè)起跑線(xiàn)上。

除此之外，英特爾在技術(shù)上也處于一定的優(yōu)勢(shì)地位，作為此前一直引領(lǐng)摩爾定律的巨頭，英特爾在現(xiàn)階段生產(chǎn)的10nm產(chǎn)品其實(shí)和臺(tái)積電生產(chǎn)的7nm產(chǎn)品并沒(méi)有很多的實(shí)際差距，在臺(tái)積電進(jìn)入5nm甚至是2/3nm之后，英特爾目前的技術(shù)還是能夠壓制格羅方德、中芯國(guó)際、力積電等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，獲得技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)。

在英特爾規(guī)劃的新制程路線(xiàn)圖中，要在2nm量產(chǎn)之際超越臺(tái)積電。沿著英特爾的制程路線(xiàn)圖來(lái)看，Intel 7相當(dāng)于10nm，Intel 4相當(dāng)于7nm，Intel 3相當(dāng)于3nm，隨后芯片制程將進(jìn)入全新時(shí)代Intel 20A，在2024年推出采用RibbonFET的2nm制程。

值得注意的是，自英特爾在去年公布其IDM2.0規(guī)劃和IFS代工服務(wù)新業(yè)務(wù)以來(lái)，就一直動(dòng)作不斷：從設(shè)立10億基金用于推進(jìn)先進(jìn)制程芯片的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，到成為RISC-V基金會(huì)的高級(jí)會(huì)員，加入RISC-V架構(gòu)賽道。再到收購(gòu)2月15日54億完成對(duì)高塔半導(dǎo)體的收購(gòu)，在IFS代工服務(wù)中開(kāi)放x86指令集授權(quán)。

這種種動(dòng)作中我們不難發(fā)現(xiàn)英特爾對(duì)于IDM2.0這條道路的堅(jiān)定。目前，英特爾在代工產(chǎn)業(yè)上已經(jīng)建成了包含x86、Arm和RISC-V三大主流指令集的IP平臺(tái)，并與Cadence、新思科技、Arm、西門(mén)子EDA等廠商建立了合作關(guān)系，這昭示著英特爾未來(lái)在代工產(chǎn)業(yè)上的野心。

英特爾CEO Pat Gelsinger認(rèn)為，未來(lái)五年英特爾在代工業(yè)務(wù)上會(huì)迎來(lái)爆發(fā)性的增長(zhǎng)。他預(yù)計(jì)，英特爾將會(huì)在2026年實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售額年增速10%~12%的目標(biāo)。

英特爾所需要克服的困難

根據(jù)摩爾定律，制程節(jié)點(diǎn)將以大約0.7倍遞減，從0.8μm、0.5μm、0.35μm、0.25μm、0.18μm、0.13μm、90nm、65nm、45nm、32nm、22nm、16nm、10nm、7nm，一直發(fā)展到現(xiàn)在的5nm，未來(lái)的3nm都是如此。在正?！溉构?jié)點(diǎn)中間，還出現(xiàn)一些「半」節(jié)點(diǎn)制程，如28nm、20nm、14nm。

從45nm制程節(jié)點(diǎn)的14家企業(yè)，28nm淘汰三分之一，16nm（14nm）再降一半，如今仍然還在10nm制程以下艱難攻關(guān)的，只剩英特爾、三星、臺(tái)積電這三家了。

2014年是一個(gè)關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)，英特爾率先邁入14nm節(jié)點(diǎn)，卻沒(méi)料到那是英特爾最后的輝煌。自此之后，英特爾便進(jìn)入到了發(fā)展的瓶頸期。

之后5年，英特爾在14nm節(jié)點(diǎn)停滯不前，過(guò)了好幾年，也只搞出14nm+，14nm++，10nm久攻不下，落下了一個(gè)「牙膏廠」的外號(hào)。直到2019年年底才實(shí)現(xiàn)10nm的量產(chǎn)。

另一方面，同樣在2014年，臺(tái)積電在張忠謀回歸后，解決了所有的技術(shù)挑戰(zhàn)，并在2017年實(shí)現(xiàn)10nm制程的量產(chǎn)，這一制程最先應(yīng)用到了iPhone 8上搭載的A11 Bionic芯片上。

時(shí)至今日，大約90%的頂級(jí)芯片是由臺(tái)積電制造的，其余的由三星制造。三星和臺(tái)積電雙雄爭(zhēng)霸，雖然英特爾每年依舊推出新晉的x86芯片，但似乎它芯片制造的聲量越來(lái)越小了。

而英特爾面臨的真正的問(wèn)題是，即便進(jìn)入到代工業(yè)務(wù)之中，自己還能不能重新回到第一梯隊(duì)？

對(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)來(lái)說(shuō)，能否取得成功在很大程度上依賴(lài)于規(guī)模；更多的銷(xiāo)售意味著有更多的機(jī)會(huì)來(lái)完善你的工藝，而完善你的工藝有助于讓你進(jìn)入下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。而這就是臺(tái)積電的情況。

不過(guò)，代工市場(chǎng)的真正挑戰(zhàn)不是爭(zhēng)取客戶(hù)，確保每個(gè)客戶(hù)的需求得到滿(mǎn)足才是取得勝負(fù)的關(guān)鍵。

適應(yīng)廣泛的客戶(hù)要求可能對(duì)英特爾來(lái)說(shuō)會(huì)是一個(gè)考驗(yàn)，因?yàn)橛⑻貭栐跉v史上依賴(lài)于內(nèi)部設(shè)計(jì)師和制造部門(mén)之間的緊密合作。不過(guò)，英特爾認(rèn)為自己是可以克服這些挑戰(zhàn)。

近年來(lái)，英特爾營(yíng)收雖然保持了連續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，但是從具體數(shù)額和同比漲幅看，已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的放緩跡象。

英特爾2021年第四季度財(cái)報(bào)顯示，本季度營(yíng)收為205.28億美元，與上年同期的199.78億美元相比增長(zhǎng)3%；凈利潤(rùn)為46.23億美元，與上年同期的58.57億美元相比下降21%。

從英特爾四季度財(cái)報(bào)來(lái)看，總體來(lái)看，PC相關(guān)的CCG部門(mén)營(yíng)收同比下降7%，而泛數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)部門(mén)DCG，物聯(lián)網(wǎng)部門(mén)IOT表現(xiàn)強(qiáng)勢(shì)，同比增速高達(dá)20%和36%。此外，可編程解決方案事業(yè)部PSG營(yíng)收同比增長(zhǎng)15%，而非易失性存儲(chǔ)解決方案事業(yè)部NSG營(yíng)收卻同比下降了18%。

盡管增長(zhǎng)乏力，但PC相關(guān)的CCG部門(mén)仍是英特爾最為核心的部門(mén)。英特爾預(yù)計(jì)，隨著PC比以往任何時(shí)候都更加重要，CCG將繼續(xù)成為英特爾增長(zhǎng)的重要貢獻(xiàn)者。2021年，全球個(gè)人電腦出貨量超過(guò)3.4億臺(tái)，比2019年增加27%。英特爾預(yù)計(jì)，這一市場(chǎng)將保持強(qiáng)勁勢(shì)頭并進(jìn)一步增長(zhǎng)。

同時(shí)，英特爾對(duì)AXG部門(mén)（加速計(jì)算系統(tǒng)與圖形）寄予了厚望。作為英特爾的增長(zhǎng)引擎，到2026年，AXG部門(mén)三大業(yè)務(wù)將為英特爾帶來(lái)近100億美元的收入。三大業(yè)務(wù)包括：視覺(jué)計(jì)算集團(tuán)，其中包含英特爾用于游戲、內(nèi)容創(chuàng)建和元應(yīng)用程序的GPU；超級(jí)計(jì)算集團(tuán)，包含英特爾用于高性能計(jì)算、人工智能和媒體處理的處理器；以及定制計(jì)算組，其中包含用于區(qū)塊鏈、邊緣超級(jí)計(jì)算等的定制芯片。

上面我們說(shuō)到，英特爾擁有在產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力和制造能力雙重扶持的優(yōu)勢(shì)，但是相比較于其他的Foundry (代工廠)來(lái)說(shuō)，可能就是其中的劣勢(shì)所在。

相比于純粹的Foundry 來(lái)說(shuō)，英特爾自身也有產(chǎn)品需要制造，勢(shì)必也需要產(chǎn)能的支持。對(duì)于需要代工的客戶(hù)來(lái)說(shuō)，在產(chǎn)能同樣處于緊缺的情況下，英特爾可能將產(chǎn)能優(yōu)先傾斜向內(nèi)部的產(chǎn)品，對(duì)于客戶(hù)產(chǎn)品的制造優(yōu)先度下調(diào)，進(jìn)一步導(dǎo)致客戶(hù)產(chǎn)品供應(yīng)緊張的問(wèn)題。

對(duì)于客戶(hù)來(lái)說(shuō)，英特爾的某些業(yè)務(wù)可能存在著和自身產(chǎn)品有所重疊的地方，甚至可能存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，對(duì)于Fabless (無(wú)工廠芯片供應(yīng)商)來(lái)說(shuō)，面對(duì)一個(gè)體量如此龐大的并且掌握了IDM整合能力的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，將產(chǎn)品交付于英特爾進(jìn)行代工，就是一個(gè)值得考慮的問(wèn)題所在。