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英特爾布局先進制程 試圖奪回芯片制造影響力

—— 英特爾宣布與Arm展開代工業務合作:布局先進制程 試圖奪回芯片制造影響力
作者:陳玲麗時間:2023-04-18來源:電子產品世界收藏

4月12日,公司宣布其服務事業部(IFS)與英國設計公司宣布簽署了一項涉及多代前沿系統設計的協議,該協議旨在使設計公司能夠利用Intel 18A工藝來開發低功耗計算系統級芯片(SoC)。

本文引用地址:http://www.kongbao21.cn/article/202304/445707.htm

此次合作將首先聚焦于移動SoC的設計,未來有望擴展到汽車、物聯網、數據中心、航空和政府應用領域。

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此次合作也代表半導體行業兩個巨頭之間產生新的重要合作關系,有可能對全球芯片制造市場產生重大影響。

試圖奪回芯片制造影響力

近年來多項業務收入增長均不盡如人意,并且其最引以為傲的芯片制造技術水平也逐漸被臺積電和三星追上甚至反超。為重返巔峰,英特爾選擇了業務作為新的發力點。

2021年3月,新任英特爾CEO的帕特·基辛格(Pat Gelsinger)宣布了英特爾IDM2.0戰略,成立英特爾服務事業部(IFS),重返芯片代工領域 —— 向第三方芯片設計廠商開放、提供代工制造服務。為落實IDM2.0計劃,英特爾采取了一系列舉措:

2021年3月,英特爾宣布投資200億美元在美國亞利桑那州新建兩座晶圓廠;2021年5月,英特爾對美國新墨西哥州晶圓廠進行升級;2022年初,英特爾宣布將投資200億美元在美國俄亥俄州建造兩個芯片制造廠;除了自己在全球各地大肆建廠,2022年2月15日,英特爾還以54億美元買下以色列芯片代工廠高塔半導體(Tower Semiconductor)。

另外,在2022年末舉行的“英特爾On技術創新峰會”上發布「系統級代工」新方案:不同于僅向客戶供應晶圓的傳統代工模式,還提供封裝、芯粒(Chiplet)和軟件的全面方案。

· 晶圓制造:向客戶提供其技術,如RibbonFET晶體管和PowerVia供電技術等創新。

· 封裝:為客戶提供先進封裝技術,如EMIB和Foveros,助力芯片設計企業整合不同的計算引擎和技術。

· 芯粒(Chiplet):英特爾的封裝技術與通用芯粒高速互連開放規范(UCIe)將幫助來自不同供應商,或用不同制程技術生產的芯粒更好地協同工作,為設計提供了更大的靈活性。

· 軟件:英特爾的開源軟件工具,包括OpenVINO和oneAPI,加速了產品的交付,使客戶能夠在生產前測試解決方案。

英特爾走向系統級代工模式是希望整合優勢與資源,通過從設計到封裝一條龍的概念,差異化其他晶圓代工廠,以在未來代工市場獲得更多訂單。

這樣整體解決方案的方式,對于小型初級開發而且研發資源不足的公司是相當有吸引力的;而對于大客戶,英特爾系統級代工最現實的利好還在于可拓展與部分數據中心客戶如谷歌、亞馬遜等的雙贏合作。據Gelsinger表示,已有超過100家公司表示希望英特爾為他們擔任代工服務。

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“IDM2.0”被提出后,英特爾便不斷地向外界露出行動,以證明并捍衛“IDM2.0”的可行性:無論是宣布數百億美元的代工產線擴建計劃、收購高塔半導體,還是開放x86、加盟RISC-V陣營、擴充UCIe聯盟等等,都顯現出要在代工市場三分天下有其一的野望。

因為代工一方面可追求先進制程以生產最先進芯片,另一方面也可以用相對舊但成本更低的工藝來生產諸如MCU、CIS、FR、PMIC等芯片,還可以通過對外代工服務盤活英特爾的資產,提升資產周轉率。

除了以“系統級代工”來加固自己的代工堡壘之外,英特爾還計劃在其芯片設計和制造之間建立更大的決策分離,旨在讓生產線像Fab業務一樣運作,將來自英特爾內部和外部芯片公司的訂單一視同仁。

設計業務可以不受代工部門限制,向外尋找臺積電、三星等晶圓代工,分散制造風險,同時采用臺積電更先進制程也可以進一步增加英特爾本身產品的競爭力;而制造部門獨立發展,也是希望減緩競爭客戶疑慮,更多承接IC設計廠商業務。

此外,英特爾擁有大量的產能,而龐大的針對芯片制造的運營成本在一定程度上已成為英特爾的負擔,設計與制造的分離決策或可針對性地減輕壓力。對市場來說,臺積電、三星與英特爾三強鼎立的競爭關系,客戶可以從中獲得更佳的成本效益。

布局先進制程 英特爾野心勃勃

正如Gelsinger最近所說:“隨著數字化的普及,對計算能力的需求正在呈指數級增長。但到目前為止,圍繞先進的移動技術進行設計方面的客戶選擇還相對有限?!薄坝⑻貭柵c的合作將擴大IFS的市場機會,并為任何想要獲得一流CPU IP和具有領先工藝技術的開放系統代工廠的力量的無晶圓廠公司開辟新的選擇和方法?!?/p>

對于來說,與英特爾的合作為從事基于Arm CPU內核設計移動SoC的代工客戶提供一個有韌性的全球供應鏈。通過英特爾制程工藝解鎖Arm的尖端計算產品組合和世界級IP,Arm的合作伙伴將能夠充分利用不僅涵蓋傳統的晶圓制造,還包括封裝、軟件和芯粒在內的英特爾開放式系統級代工模式。

英特爾代工服務事業部和Arm將進行設計工藝協同優化(DTCO)。其中,芯片設計和制程工藝將被一同優化,以改善針對Intel 18A制程工藝技術的Arm內核的功耗、性能、面積和成本(PPAC)。

并且兩者還將共同開發一種移動參考設計,從而為代工客戶在軟件和系統上作出示范。完成從設計工藝協同優化向系統工藝協同優化(STCO)的演進,充分利用英特爾獨特的開放式系統級代工模式,優化從“應用程序和軟件”到“封裝和硅”的平臺。

這一消息也引起了高通、聯發科等芯片設計公司的關注。英特爾與Arm的合作提供了新的選擇,英特爾擁有先進的芯片制造技術和生產線,而Arm則提供了先進的IP授權技術和設計方案,二者合作可以幫助開發更加出色的芯片產品。若英特爾和Arm的合作真正實現,那么將有望拿下更多的高通、聯發科等芯片代工訂單。

芯片代工是一個高度競爭的市場,而英特爾和Arm的合作將在技術和生產線等方面形成強大的合力,在市場中贏得更多的競爭優勢。相信未來,隨著5G技術的廣泛應用和移動設備的普及,英特爾和Arm的合作將在全球芯片市場中占據更加重要的地位,為整個行業的發展注入新的活力。

值得注意的是,與Arm的合作對英特爾來說非常重要,因為它可以使該公司擴大在移動處理器領域的影響力,并向更多的公司提供代工服務。通過爭取晶圓代工訂單,基辛格試圖奪回流失給臺積電與三星電子的芯片制造影響力。

英特爾與Arm的合作可能成為半導體行業的重要轉折點,他們的合作關系有可能形成強大的聯盟,甚至與臺積電和三星等行業巨頭相抗衡。不過也有業內人士表示,在真正憑借先進制程進入與臺積電、三星的正面競爭前,英特爾在代工領域不太可能會超越三星和英特爾。

英特爾想要實現目標沒有那么容易

臺積電擁有量產及良率穩定性、客戶黏著度高、技術領先等優勢,在少量生產多樣化的產品經驗豐富,可充分滿足客戶需求并靈活調配產能,以精確掌握交期與各種變量,讓客戶產品能夠準時上市。相較之下英特爾過去向來是大量少樣,相對沒有彈性,如果客戶往下一個制程時代走時,也無法像臺積電可以迅速找到其他客戶遞補而上。

英特爾過去六年在制程推進上一再延誤,想要在2024年量產GAA制程,恐怕是“雷聲大雨點小”。雖然雙方宣布達成這項合作,在一定程度上證實了之前有關英特爾芯片制程方面獲得重大突破的傳聞,至于英特爾18A工藝的Soc成品什么時候能落地問世,現在還沒有確切的消息。

離現在比較近、可信度較高的是,傳聞英特爾將在2024年上半年開始商用20A(2納米)工藝,此舉有望在2024年讓英特爾一舉追平甚至超越臺積電和三星。

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相比以晶圓代工為主的臺積電,英特爾因為向來只代工自家產品,對于設備優化如增加產量、提高效能表現的要求相對低。若是要對外代工,就必須要優化DPML(每層光刻所需天數)、縮減產品的生產周期,才能夠應對半導體產品快速變化的趨勢。

以英特爾發布的消息跟合作規劃來看,推測英特爾短期會從相對成熟的制程如12/16nm、22/28nm以上做切入,像是與聯發科的合作及未來歐洲設廠的規劃主要都是以相對成熟的制程為主。

目前AMD、英偉達、高通這些都是市面上代工企業最主要的“甲方”,然而,這些企業同時又是英特爾在芯片設計領域的重要競爭對手。如何能擺平和這些既是對手又是客戶的合作關系將會是英特爾最大的挑戰之一。同時,英特爾自己的GPU還需臺積電代工生產,這又是一個“一邊做生意,一邊搞對抗”的故事,挑戰可想而知。

對于行業來說,英特爾的轉身意味著未來半導體行業內競爭格局的改變,昔日的競爭對手可能會在未來成為合作的伙伴,而過去的“老朋友”卻又有可能在自研的路上和英特爾構成競爭。

半導體行業經過數十年的發展后分工合作體系已經基本定型,英特爾在產能上對比純粹的代工企業仍然存在差距,產權更是牽扯復雜。就英特爾自身來說,從過去的服務自家產品到服務各戶,身份轉變仍需要時間來適應。

英特爾迄今的晶圓代工年營收還不到10億美元,只對630億美元的整體年營收有些微貢獻,而且該部門正在虧損中。同時PC、智能手機等上游客戶需求下滑,產業景氣處于下行,各家晶圓代工廠產能利用率出現松動,英特爾IFS拓展業務恐面臨更大挑戰,IDM2.0計劃未來發展備受關注。



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