英特爾的晶圓廠計劃與芯片短缺是否存在關(guān)聯(lián)？

英特爾涉足代工業(yè)務(wù)已經(jīng)有一段時間了，最??新一集與它在俄勒岡州的晶圓廠擴張有關(guān)。雖然這家芯片制造商一直在美國和國外宣布一個接一個的晶圓廠項目，但實際的游戲計劃是什么？英特爾能否在代工服務(wù)方面趕上臺積電和三星？最近的芯片短缺與英特爾雄心勃勃的晶圓廠計劃之間是否存在關(guān)聯(lián)？

然而，在我們深入研究上述問題的答案之前，這里先簡要回顧一下當(dāng)時的情況。

首先，英特爾擴大代工行業(yè)的舉措恰逢其時。在過去的幾年里，半導(dǎo)體領(lǐng)域已經(jīng)經(jīng)歷了一個速成班，即當(dāng)意外的世界事件突然出現(xiàn)時，業(yè)務(wù)運營會變得多么脆弱。現(xiàn)在，在烏克蘭的戰(zhàn)爭中，隨著國際關(guān)系變得更加緊張和不確定，過去幾周只會讓這一點更加清晰。

Pedestal Research 的研究主管 Laurie Balch 表示，半導(dǎo)體行業(yè)從早期一直延續(xù)著“真正的男人擁有晶圓廠”的口號，已經(jīng)走過了漫長的道路?！半m然我們肯定不會回到 IC 設(shè)計和制造的完全垂直整合，但英特爾在開發(fā)領(lǐng)域的多樣化知識庫預(yù)示著向代工客戶提供來自其制造合作伙伴的更廣泛專業(yè)知識的轉(zhuǎn)變?！?/p>

她預(yù)計芯片開發(fā)人員將受益于英特爾在半導(dǎo)體設(shè)計方法和工具方面的豐富經(jīng)驗，以及各種半導(dǎo)體技術(shù)和工藝的制造最佳實踐?！八€為英特爾向客戶提供如此廣泛的服務(wù)提供了巨大的商機，”Balch 補充道。

圖 1英特爾帶來了多樣化的 IC 制造專業(yè)知識及其晶圓廠服務(wù)。資料來源：英特爾

Arteris IP 首席運營官 Laurent Moll 補充說，整體晶圓廠產(chǎn)能的增加將使新半導(dǎo)體產(chǎn)品的數(shù)量增加。“這真是個好消息。” 換句話說，臺積電和三星需要完成，這將導(dǎo)致創(chuàng)新，控制IC制造成本并作為對未來供應(yīng)短缺的對沖。

英特爾的晶圓廠困境

英特爾擁有創(chuàng)新記錄，因此很難打賭該公司能夠執(zhí)行該計劃。然而，與臺積電正面交鋒具有挑戰(zhàn)性，尤其是在多工藝節(jié)點的主導(dǎo)地位。臺積電一直占據(jù)主導(dǎo)地位，這首先是因為它致力于引領(lǐng)前沿工藝節(jié)點的開發(fā)以及它一直執(zhí)行的事實。其次，更重要的是，它的唯一業(yè)務(wù)是代工。

現(xiàn)在將其與英特爾進行對比。英特爾在純代工業(yè)務(wù)方面需要克服的最大障礙之一是向芯片供應(yīng)商保證，他們將在分配命中時獲得優(yōu)先權(quán)。畢竟，英特爾將使用相同的晶圓廠來制造自己的 IC。那么，臺積電的最大客戶是否會與英特爾合作，獲得第一源的領(lǐng)先技術(shù)設(shè)計？

其次，雖然英特爾在其大部分歷史中一直被稱為半導(dǎo)體工藝領(lǐng)導(dǎo)者和創(chuàng)新者，但最近這一聲譽受到了質(zhì)疑。雖然臺積電一直在完美地執(zhí)行工藝路線圖，但英特爾卻陷入了 10 納米制程，一直在較低的工藝幾何尺寸上苦苦掙扎。

具有諷刺意味的是，三星也在低節(jié)點上苦苦掙扎。據(jù)韓媒報道，三星4納米芯片的實際良率在20%到30%之間。另一方面，據(jù)報道，臺積電 2019 年生產(chǎn)的 5 納米芯片的良率約為 80%。

盡管如此，英特爾已發(fā)誓要在四年內(nèi)使用極紫外光刻 （EUV） 交付五個節(jié)點，以重新奪回其工藝領(lǐng)導(dǎo)地位，或者至少加入臺積電和三星的行列?！癙at Gelsinger 意識到制造能力和專業(yè)知識對英特爾的未來和整個行業(yè)至關(guān)重要，”Balch 說?！斑^去幾年的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈問題確實把這個問題推到了最前沿?！?/p>

英特爾的晶圓廠路線圖

英特爾代工服務(wù) （IFS） 總裁 Randhir Thakur 告訴EDN，英特爾推出 IFS 的目標是創(chuàng)建領(lǐng)先的端到端代工產(chǎn)品，并在本世紀末成為頂級代工廠之一。“這是英特爾更廣泛的 IDM 2.0 戰(zhàn)略的關(guān)鍵部分?！?他聲稱，自 2021 年 3 月推出以來，IFS 在客戶和生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴的大力支持下得到了熱烈的客戶響應(yīng)。

Thakur 補充說，自從IFS成立以來，英特爾已經(jīng)建立了一支世界級的團隊，但我們知道靠自己無法實現(xiàn)這一愿景。“這就是為什么我們采用協(xié)作方法來建立一個蓬勃發(fā)展的開放生態(tài)系統(tǒng)，以支持我們客戶的創(chuàng)新渠道，”他說?！盀榇耍覀冏罱瞥隽艘豁椥掠媱?，旨在增強我們的生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴和代工客戶的能力，并進一步更快地推動芯片創(chuàng)新?！?/p>

通過 Intel Capital 和 IFS 的合作，該公司正在創(chuàng)建一個 10 億美元的基金，以支持處于早期階段的初創(chuàng)公司和成熟的公司，為代工生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建顛覆性技術(shù)。最初，該基金將專注于兩個關(guān)鍵的戰(zhàn)略性行業(yè)變化：支持具有開放式小芯片平臺的模塊化產(chǎn)品，以及支持利用多種指令集架構(gòu) （ISA） 的設(shè)計方法，特別關(guān)注有助于推動進一步采用RISC-V。

關(guān)于英特爾追趕小節(jié)點的游戲計劃，Thakur 表示，英特爾已經(jīng)為恢復(fù)在工藝技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位制定了明確的道路，同時將在未來四年內(nèi)推出五個節(jié)點。隨著最近推出的 Alder Lake，英特爾剛剛交付了五個節(jié)點中的第一個?！拔覀冇行判睦^續(xù)以這種速度交付，因為我們增加了對人員和設(shè)備的資金，”他說。

英特爾已投資約 15 億美元用于支持該晶圓廠路線圖的人員和設(shè)備?！拔覀冞€在設(shè)備、EDA 和研究領(lǐng)域采用業(yè)內(nèi)最好的產(chǎn)品，”Thakur 補充道?！熬C合起來，我們有信心繼續(xù)執(zhí)行下去?！?/p>

為什么選擇塔半導(dǎo)體？

英特爾收購純晶圓廠 Tower Semiconductor 為了解該公司更大的晶圓廠雄心提供了一個窗口。英特爾收購以色列晶圓廠的舉動并非基于技術(shù)能力，因為 Tower 落后于代工工藝節(jié)點兩到三代。相反，英特爾希望將 Tower 的代工基礎(chǔ)設(shè)施和客戶服務(wù)注入其新的晶圓廠業(yè)務(wù)。

臺積電之所以成功，是因為其以制造為中心的文化。這就是為什么它不是像英特爾這樣的公司可以雇用更多人并完成工作的過渡。值得一提的是，英特爾想收購 Global Foundries，但在 IPO 后變得過于昂貴。

Pedestal Research 的 Balch 指出了收購 Tower Semiconductor 的另一個重要動態(tài)?！皵U大其制造能力以涵蓋不同的半導(dǎo)體技術(shù)，并使其在全球的地理足跡多樣化，為英特爾創(chuàng)造了巨大的商機和供應(yīng)鏈穩(wěn)定性?！?/p>

Thakur 更詳細地說明了英特爾為何收購 Tower?！笆召?Tower 大大加快了我們創(chuàng)建端到端代工產(chǎn)品的道路，”他說。“Tower 通過可為當(dāng)今約 50% 的代工廠 TAM 提供服務(wù)的專業(yè)技術(shù)，補充了英特爾的領(lǐng)先技術(shù)、廣泛的 IP 產(chǎn)品組合和規(guī)模制造?！?/p>

英特爾預(yù)計，除了 Tower 的客戶至上方法和深厚的客戶關(guān)系外，其在高增長市場中廣泛、先進的專業(yè)模擬技術(shù)組合將加速 IFS 的運營規(guī)模，并在移動和汽車市場釋放重大的新機遇?！皯{借英特爾的實力和規(guī)模以及 Tower 的代工市場運營經(jīng)驗，新的英特爾代工服務(wù)將有能力抓住不斷增長的代工 TAM，”Thakur 補充道。

很棒的游戲

有句話說，沒有樹長到天上。雖然臺積電因其對較低工藝幾何尺寸的完美執(zhí)行而廣受認可，但媒體報道表明，這家臺灣古老的代工廠正面臨其 2 納米計劃的延遲?？赡軙砦鍌€季度。

在頂級代工廠（臺積電和三星）遭遇挫折的情況下，英特爾在 2010 年代落后于 IC 制造軌道后，更有可能迎頭趕上。競爭總是好的，所以即使是臺積電和三星也可以從這個競爭激烈的晶圓廠地盤中受益。尤其是當(dāng)今天的代工機會為 1000 億美元時，預(yù)計到本十年末將顯著增長。

芯片短缺被廣泛認為是 Covid-19 爆發(fā)的原因，這是事實，但汽車、人工智能 （AI） 和高性能計算 （HPC） 等新興市場一直在以更高的溢價共享現(xiàn)有的晶圓廠產(chǎn)能。因此，畢竟有建立新晶圓廠產(chǎn)能的動機。

值得注意的是，雖然芯片制造商因未能提前計劃新晶圓廠而造成瓶頸，但新晶圓廠的擴建將需要數(shù)年而不是數(shù)月。偉大的晶圓廠游戲才剛剛開始，還有很多事情要做，還有待觀察。

EDN 和 Planet Analog 的主編 Majeed Ahmad 已經(jīng)報道了電子設(shè)計行業(yè)超過 20 年。