英特爾布局先進(jìn)制程 試圖奪回芯片制造影響力

4月12日，英特爾公司宣布其代工服務(wù)事業(yè)部（IFS）與英國芯片設計公司Arm宣布簽署了一項涉及多代前沿系統芯片設計的協(xié)議，該協(xié)議旨在使芯片設計公司能夠利用Intel 18A制程工藝來(lái)開(kāi)發(fā)低功耗計算系統級芯片（SoC）。

此次合作將首先聚焦于移動(dòng)SoC的設計，未來(lái)有望擴展到汽車(chē)、物聯(lián)網(wǎng)、數據中心、航空和政府應用領(lǐng)域。

此次合作也代表半導體行業(yè)兩個(gè)巨頭之間產(chǎn)生新的重要合作關(guān)系，有可能對全球芯片制造市場(chǎng)產(chǎn)生重大影響。

英特爾試圖奪回芯片制造影響力

近年來(lái)英特爾多項業(yè)務(wù)收入增長(cháng)均不盡如人意，并且其最引以為傲的芯片制造技術(shù)水平也逐漸被臺積電和三星追上甚至反超。為重返巔峰，英特爾選擇了代工業(yè)務(wù)作為新的發(fā)力點(diǎn)。

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，成立英特爾代工服務(wù)事業(yè)部（IFS），重返芯片代工領(lǐng)域 —— 向第三方芯片設計廠(chǎng)商開(kāi)放、提供代工制造服務(wù)。為落實(shí)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(chǎng)；2021年5月，英特爾對美國新墨西哥州晶圓廠(chǎng)進(jìn)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(gè)芯片制造廠(chǎng)；除了自己在全球各地大肆建廠(chǎng)，2022年2月15日，英特爾還以54億美元買(mǎi)下以色列芯片代工廠(chǎng)高塔半導體（Tower Semiconductor）。

另外，在2022年末舉行的“英特爾On技術(shù)創(chuàng )新峰會(huì )”上發(fā)布「系統級代工」新方案：不同于僅向客戶(hù)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(hù)提供其制程技術(shù)，如RibbonFET晶體管和PowerVia供電技術(shù)等創(chuàng )新。

· 封裝：為客戶(hù)提供先進(jìn)封裝技術(shù)，如EMIB和Foveros，助力芯片設計企業(yè)整合不同的計算引擎和制程技術(shù)。

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

· 軟件：英特爾的開(kāi)源軟件工具，包括OpenVINO和oneAPI，加速了產(chǎn)品的交付，使客戶(hù)能夠在生產(chǎn)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(yōu)勢與資源，通過(guò)從設計到封裝一條龍的概念，差異化其他晶圓代工廠(chǎng)，以在未來(lái)代工市場(chǎng)獲得更多訂單。

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

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

因為代工一方面可追求先進(jìn)制程以生產(chǎn)最先進(jìn)芯片，另一方面也可以用相對舊但成本更低的工藝來(lái)生產(chǎn)諸如MCU、CIS、FR、PMIC等芯片，還可以通過(guò)對外代工服務(wù)盤(pán)活英特爾的資產(chǎn)，提升資產(chǎn)周轉率。

除了以“系統級代工”來(lái)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(chǎn)線(xiàn)像Fab業(yè)務(wù)一樣運作，將來(lái)自英特爾內部和外部芯片公司的訂單一視同仁。

設計業(yè)務(wù)可以不受代工部門(mén)限制，向外尋找臺積電、三星等晶圓代工，分散制造風(fēng)險，同時(shí)采用臺積電更先進(jìn)制程也可以進(jìn)一步增加英特爾本身產(chǎn)品的競爭力；而制造部門(mén)獨立發(fā)展，也是希望減緩競爭客戶(hù)疑慮，更多承接IC設計廠(chǎng)商業(yè)務(wù)。

此外，英特爾擁有大量的產(chǎn)能，而龐大的針對芯片制造的運營(yíng)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(chǎng)來(lái)說(shuō)，臺積電、三星與英特爾三強鼎立的競爭關(guān)系，客戶(hù)可以從中獲得更佳的成本效益。

布局先進(jìn)制程 英特爾野心勃勃

正如Gelsinger最近所說(shuō)：“隨著(zhù)數字化的普及，對計算能力的需求正在呈指數級增長(cháng)。但到目前為止，圍繞先進(jìn)的移動(dòng)技術(shù)進(jìn)行設計方面的客戶(hù)選擇還相對有限?！薄坝⑻貭柵cArm的合作將擴大IFS的市場(chǎng)機會(huì )，并為任何想要獲得一流CPU IP和具有領(lǐng)先工藝技術(shù)的開(kāi)放系統代工廠(chǎng)的力量的無(wú)晶圓廠(chǎng)公司開(kāi)辟新的選擇和方法?！?/p>

對于Arm來(lái)說(shuō)，與英特爾的合作為從事基于A(yíng)rm CPU內核設計移動(dòng)SoC的代工客戶(hù)提供一個(gè)有韌性的全球供應鏈。通過(guò)英特爾制程工藝解鎖Arm的尖端計算產(chǎn)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(kāi)放式系統級代工模式。

英特爾代工服務(wù)事業(yè)部和Arm將進(jìn)行設計工藝協(xié)同優(yōu)化（DTCO）。其中，芯片設計和制程工藝將被一同優(yōu)化，以改善針對Intel 18A制程工藝技術(shù)的Arm內核的功耗、性能、面積和成本（PPAC）。

并且兩者還將共同開(kāi)發(fā)一種移動(dòng)參考設計，從而為代工客戶(hù)在軟件和系統上作出示范。完成從設計工藝協(xié)同優(yōu)化向系統工藝協(xié)同優(yōu)化（STCO）的演進(jìn)，充分利用英特爾獨特的開(kāi)放式系統級代工模式，優(yōu)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(lián)發(fā)科等芯片設計公司的關(guān)注。英特爾與Arm的合作提供了新的選擇，英特爾擁有先進(jìn)的芯片制造技術(shù)和生產(chǎn)線(xiàn)，而Arm則提供了先進(jìn)的IP授權技術(shù)和設計方案，二者合作可以幫助開(kāi)發(fā)更加出色的芯片產(chǎn)品。若英特爾和Arm的合作真正實(shí)現，那么將有望拿下更多的高通、聯(lián)發(fā)科等芯片代工訂單。

芯片代工是一個(gè)高度競爭的市場(chǎng)，而英特爾和Arm的合作將在技術(shù)和生產(chǎn)線(xiàn)等方面形成強大的合力，在市場(chǎng)中贏(yíng)得更多的競爭優(yōu)勢。相信未來(lái)，隨著(zhù)5G技術(shù)的廣泛應用和移動(dòng)設備的普及，英特爾和Arm的合作將在全球芯片市場(chǎng)中占據更加重要的地位，為整個(gè)行業(yè)的發(fā)展注入新的活力。

值得注意的是，與Arm的合作對英特爾來(lái)說(shuō)非常重要，因為它可以使該公司擴大在移動(dòng)處理器領(lǐng)域的影響力，并向更多的公司提供代工服務(wù)。通過(guò)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(yè)的重要轉折點(diǎn)，他們的合作關(guān)系有可能形成強大的聯(lián)盟，甚至與臺積電和三星等行業(yè)巨頭相抗衡。不過(guò)也有業(yè)內人士表示，在真正憑借先進(jìn)制程進(jìn)入與臺積電、三星的正面競爭前，英特爾在代工領(lǐng)域不太可能會(huì )超越三星和英特爾。

英特爾想要實(shí)現目標沒(méi)有那么容易

臺積電擁有量產(chǎn)及良率穩定性、客戶(hù)黏著(zhù)度高、技術(shù)領(lǐng)先等優(yōu)勢，在少量生產(chǎn)多樣化的產(chǎn)品經(jīng)驗豐富，可充分滿(mǎn)足客戶(hù)需求并靈活調配產(chǎn)能，以精確掌握交期與各種變量，讓客戶(hù)產(chǎn)品能夠準時(shí)上市。相較之下英特爾過(guò)去向來(lái)是大量少樣，相對沒(méi)有彈性，如果客戶(hù)往下一個(gè)制程時(shí)代走時(shí)，也無(wú)法像臺積電可以迅速找到其他客戶(hù)遞補而上。

英特爾過(guò)去六年在制程推進(jìn)上一再延誤，想要在2024年量產(chǎn)GAA制程，恐怕是“雷聲大雨點(diǎn)小”。雖然雙方宣布達成這項合作，在一定程度上證實(shí)了之前有關(guān)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(shí)候能落地問(wèn)世，現在還沒(méi)有確切的消息。

離現在比較近、可信度較高的是，傳聞?dòng)⑻貭枌⒃?024年上半年開(kāi)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。