買臺(tái)積電都嫌貴的光刻機(jī)，大力推玻璃基板，英特爾代工的野心和危機(jī)

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）此前，臺(tái)積電高級(jí)副總裁張曉強(qiáng)在技術(shù)研討會(huì)上表示，“ASML最新的高數(shù)值孔徑極紫外光刻機(jī)（high-NA EUV）價(jià)格實(shí)在太高了，臺(tái)積電目前的極紫外設(shè)備（EUV）足以應(yīng)對(duì)2026年末將推出的A16節(jié)點(diǎn)技術(shù)需求?！?br />
不過，有外媒報(bào)道稱，ASML截至明年上半年絕大部分high-NA EUV設(shè)備的訂單已經(jīng)由英特爾承包，包括今年計(jì)劃生產(chǎn)的五套設(shè)備將全部運(yùn)給這家美國(guó)芯片制造商。目前，英特爾方面已經(jīng)完成世界首臺(tái)high-NA EUV光刻機(jī)的安裝。

另外，英特爾正在大力推動(dòng)玻璃基板，已加大了與多家設(shè)備和材料供應(yīng)商的訂單，以生產(chǎn)基于玻璃基板技術(shù)的下一代先進(jìn)封裝，預(yù)計(jì)將于2030年投入量產(chǎn)。

從這些動(dòng)作可以看出，英特爾在晶圓代工和先進(jìn)封裝方面有很大的野心，不過如此大的投入和前瞻布局，風(fēng)險(xiǎn)也不小。

英特爾的代工業(yè)務(wù)急需破局

根據(jù)英特爾此前發(fā)布的2024年第一季度業(yè)績(jī)，該季度英特爾總營(yíng)收127億美元，同比增長(zhǎng)9%，符合業(yè)績(jī)指引。然而，英特爾代工（Intel Foundry）部門第一季營(yíng)收同比下滑10%至44億美元，營(yíng)業(yè)虧損25億美元，主要因晶圓廠建置成本極高。按照英特爾的預(yù)測(cè)，至少要到2030年才能夠?qū)崿F(xiàn)晶圓代工業(yè)務(wù)的盈虧平衡。

據(jù)介紹，英特爾代工正在部署一種全新且為全球首創(chuàng)的全棧解決方案支持方法，以加速上市，引領(lǐng)行業(yè)從“片上系統(tǒng)”向“晶片系統(tǒng)”轉(zhuǎn)型。目前，英特爾主推的代工服務(wù)是Intel3、Intel18A和Intel16A。其中，Intel3是Intel4的改進(jìn)版，性能功耗比提升了17%，增加密集程度更高的庫(kù)、改進(jìn)驅(qū)動(dòng)器電流和互連，且產(chǎn)量更高；Intel18A采用了RibbonFET全環(huán)繞柵極晶體管技術(shù)，這是英特爾自2011年FinFET以來的首個(gè)全新晶體管架構(gòu)，與 FinFET 相比實(shí)現(xiàn)晶體管獲得更高的性能，以及更低的功耗。另外，英特爾在Intel18A工藝上引入了業(yè)界首個(gè)背面電能傳輸網(wǎng)絡(luò)PowerVia，優(yōu)化了信號(hào)傳輸，并提供了更好的面積效率，從而能明顯提升芯片的性能。去年底英特爾首席執(zhí)行官Pat Gelsinger曾透露，Intel18A制程已提前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，該公司計(jì)劃在明年中旬發(fā)布Intel 18A制程處理器產(chǎn)品。

對(duì)于Intel18A工藝的性能，Pat Gelsinger表示，“即將推出的18A工藝節(jié)點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上是1.8nm技術(shù)，可能會(huì)超越TSMC的2nm芯片。”不過，和臺(tái)積電在設(shè)備選擇上有明顯的差異，臺(tái)積電預(yù)計(jì)在A16上繼續(xù)使用現(xiàn)有的EUV光刻機(jī)，而英特爾現(xiàn)在已經(jīng)買進(jìn)high-NA EUV光刻機(jī)。ASML透露，high-NA EUV光刻機(jī)的價(jià)格大概為3.8億美元，是現(xiàn)有EUV光刻機(jī)（約1.83億美元）的兩倍多。目前ASML已從英特爾和SK海力士等公司獲得了high-NA EUV光刻機(jī)的訂單，數(shù)量在10至20臺(tái)之間。

接近臺(tái)積電方面的人士稱，臺(tái)積電可能要到A10工藝才會(huì)開始使用high-NA EUV光刻機(jī)，時(shí)間節(jié)點(diǎn)可能到2030年。三星方面可能會(huì)提前，預(yù)計(jì)會(huì)在2028年之前引入。從這方面來看，英特爾確實(shí)是下了決心并走了險(xiǎn)棋。

然而，雖然英特爾對(duì)代工業(yè)務(wù)野心勃勃，但其不能不重視持續(xù)以來的高額虧損。實(shí)際上，2023年，英特爾代工全年的虧損為70億美元，如果按照第一季度的表現(xiàn)，那么2024年代工業(yè)務(wù)虧損必將超過這一數(shù)值，給英特爾的運(yùn)營(yíng)帶來更大的壓力。并且，短期來看英特爾很難對(duì)臺(tái)積電的代工地位發(fā)起沖擊。研究機(jī)構(gòu)Counterpoint 的報(bào)告顯示，2023年第四季度臺(tái)積電獨(dú)占全球晶圓代工市場(chǎng)61%份額，依然占據(jù)著絕對(duì)的市場(chǎng)主導(dǎo)地位。作為對(duì)比，全球前五大晶圓代工廠在該季度整體的市場(chǎng)占比為88.8%，除臺(tái)積電外還有三星的14%，格芯、聯(lián)電和中芯國(guó)際分別是6%、6%和5%。因此，英特爾要趕超的對(duì)手還有很多。更重要的是，作為全球晶圓代工的第二名，三星也是在設(shè)備和新技術(shù)上比較激進(jìn)的代表。

英特爾積極推動(dòng)玻璃基板先進(jìn)封裝

在英特爾代工業(yè)務(wù)介紹中提到，該公司提供高級(jí)節(jié)點(diǎn)芯片、封裝解決方案和彈性供應(yīng)，以幫助在關(guān)鍵行業(yè)中獲得創(chuàng)新地位。因此，對(duì)于英特爾大力發(fā)展的代工業(yè)務(wù)來說，先進(jìn)封裝也非常重要。

實(shí)際上，這是一條臺(tái)積電已經(jīng)走得很成功的路。目前，臺(tái)積電先進(jìn)封裝技術(shù)在高性能計(jì)算芯片制造的過程價(jià)值量越來越高，也得到了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。據(jù)悉，由于人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心GPU需求激增，目前臺(tái)積電面臨CoWoS先進(jìn)封裝技術(shù)的產(chǎn)能危機(jī)。最新的CoWoS技術(shù)中介層面積增加、HBM容量提升，以排列更多的芯片、容納更多的晶體管從而提高系統(tǒng)性能。

不過，目前臺(tái)積電CoWoS依然是塑料基板+硅中介層的方案，有著膨脹與翹曲等限制。有業(yè)內(nèi)專家表示，目前臺(tái)積電CoWoS地位不可撼動(dòng)，該公司似乎還沒有發(fā)展玻璃基板的想法。因此，玻璃基板是英特爾和三星從先進(jìn)封裝超越臺(tái)積電的最佳路徑。

英特爾是業(yè)內(nèi)最先推動(dòng)玻璃基板發(fā)展的，資料顯示，英特爾開發(fā)玻璃基板已有近十年的歷史。過去十年投資約10億美元，在亞利桑那州工廠建立玻璃基板研發(fā)線和供應(yīng)鏈，預(yù)計(jì)在2026至2030年推出完整的玻璃基板方案，使單一封裝納入更多的晶體管，并繼續(xù)推進(jìn)摩爾定律。

之所以英特爾大力推動(dòng)玻璃基板的發(fā)展，原因是玻璃基板有諸多性能優(yōu)勢(shì)。玻璃基板芯片的功率和數(shù)據(jù)連接能力相當(dāng)于有機(jī)基板芯片的10倍，所以它擁有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)吞吐能力。另外，玻璃基板芯片傳輸時(shí)能耗浪費(fèi)更少，擁有更高的傳輸速度、更節(jié)能，而且它還可以承受更高的溫度。

不過，就像在先進(jìn)制程領(lǐng)域一樣，英特爾同樣要面臨三星的沖擊。專家表示，預(yù)計(jì)三星在玻璃基板技術(shù)上的進(jìn)展可能快于英特爾，因?yàn)槠溆猛靖鞔_，而英特爾需要滿足更高的標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)悉，三星目前內(nèi)部正在加大研發(fā)力量，預(yù)計(jì)在2026年推出基于玻璃基板的先進(jìn)封裝，搶在英特爾的前面。

結(jié)語(yǔ)

英特爾在晶圓代工領(lǐng)域投入了重金，可謂是志在必得。然而，英特爾要引領(lǐng)全球晶圓代工市場(chǎng)的發(fā)展，第一步并不是超越臺(tái)積電，而是打敗三星這個(gè)第二名。和英特爾一樣，三星在晶圓代工領(lǐng)域同樣激進(jìn)，且很有財(cái)力。在持續(xù)巨額的虧損下，英特爾需要先和三星進(jìn)行一場(chǎng)白刃戰(zhàn)，然后才能夠想超越臺(tái)積電的事情，這讓英特爾大力投資的晶圓代工業(yè)務(wù)有著巨大的風(fēng)險(xiǎn)。