英特尔的晶圆厂计划与芯片短缺是否存在关联？

英特尔涉足代工业务已经有一段时间了，最​​新一集与它在俄勒冈州的晶圆厂扩张有关。虽然这家芯片制造商一直在美国和国外宣布一个接一个的晶圆厂项目，但实际的游戏计划是什么？英特尔能否在代工服务方面赶上台积电和三星？最近的芯片短缺与英特尔雄心勃勃的晶圆厂计划之间是否存在关联？

然而，在我们深入研究上述问题的答案之前，这里先简要回顾一下当时的情况。

首先，英特尔扩大代工行业的举措恰逢其时。在过去的几年里，半导体领域已经经历了一个速成班，即当意外的世界事件突然出现时，业务运营会变得多么脆弱。现在，在乌克兰的战争中，随着国际关系变得更加紧张和不确定，过去几周只会让这一点更加清晰。

Pedestal Research 的研究主管 Laurie Balch 表示，半导体行业从早期一直延续着“真正的男人拥有晶圆厂”的口号，已经走过了漫长的道路。“虽然我们肯定不会回到 IC 设计和制造的完全垂直整合，但英特尔在开发领域的多样化知识库预示着向代工客户提供来自其制造合作伙伴的更广泛专业知识的转变。”

她预计芯片开发人员将受益于英特尔在半导体设计方法和工具方面的丰富经验，以及各种半导体技术和工艺的制造最佳实践。“它还为英特尔向客户提供如此广泛的服务提供了巨大的商机，”Balch 补充道。

图 1英特尔带来了多样化的 IC 制造专业知识及其晶圆厂服务。资料来源：英特尔

Arteris IP 首席运营官 Laurent Moll 补充说，整体晶圆厂产能的增加将使新半导体产品的数量增加。“这真是个好消息。” 换句话说，台积电和三星需要完成，这将导致创新，控制IC制造成本并作为对未来供应短缺的对冲。

英特尔的晶圆厂困境

英特尔拥有创新记录，因此很难打赌该公司能够执行该计划。然而，与台积电正面交锋具有挑战性，尤其是在多工艺节点的主导地位。台积电一直占据主导地位，这首先是因为它致力于引领前沿工艺节点的开发以及它一直执行的事实。其次，更重要的是，它的唯一业务是代工。

现在将其与英特尔进行对比。英特尔在纯代工业务方面需要克服的最大障碍之一是向芯片供应商保证，他们将在分配命中时获得优先权。毕竟，英特尔将使用相同的晶圆厂来制造自己的 IC。那么，台积电的最大客户是否会与英特尔合作，获得第一源的领先技术设计？

其次，虽然英特尔在其大部分历史中一直被称为半导体工艺领导者和创新者，但最近这一声誉受到了质疑。虽然台积电一直在完美地执行工艺路线图，但英特尔却陷入了 10 纳米制程，一直在较低的工艺几何尺寸上苦苦挣扎。

具有讽刺意味的是，三星也在低节点上苦苦挣扎。据韩媒报道，三星4纳米芯片的实际良率在20%到30%之间。另一方面，据报道，台积电 2019 年生产的 5 纳米芯片的良率约为 80%。

尽管如此，英特尔已发誓要在四年内使用极紫外光刻 （EUV） 交付五个节点，以重新夺回其工艺领导地位，或者至少加入台积电和三星的行列。“Pat Gelsinger 意识到制造能力和专业知识对英特尔的未来和整个行业至关重要，”Balch 说。“过去几年的半导体供应链问题确实把这个问题推到了最前沿。”

英特尔的晶圆厂路线图

英特尔代工服务 （IFS） 总裁 Randhir Thakur 告诉EDN，英特尔推出 IFS 的目标是创建领先的端到端代工产品，并在本世纪末成为顶级代工厂之一。“这是英特尔更广泛的 IDM 2.0 战略的关键部分。” 他声称，自 2021 年 3 月推出以来，IFS 在客户和生态系统合作伙伴的大力支持下得到了热烈的客户响应。

Thakur 补充说，自从IFS成立以来，英特尔已经建立了一支世界级的团队，但我们知道靠自己无法实现这一愿景。“这就是为什么我们采用协作方法来建立一个蓬勃发展的开放生态系统，以支持我们客户的创新渠道，”他说。“为此，我们最近推出了一项新计划，旨在增强我们的生态系统合作伙伴和代工客户的能力，并进一步更快地推动芯片创新。”

通过 Intel Capital 和 IFS 的合作，该公司正在创建一个 10 亿美元的基金，以支持处于早期阶段的初创公司和成熟的公司，为代工生态系统构建颠覆性技术。最初，该基金将专注于两个关键的战略性行业变化：支持具有开放式小芯片平台的模块化产品，以及支持利用多种指令集架构 （ISA） 的设计方法，特别关注有助于推动进一步采用RISC-V。

关于英特尔追赶小节点的游戏计划，Thakur 表示，英特尔已经为恢复在工艺技术领域的领先地位制定了明确的道路，同时将在未来四年内推出五个节点。随着最近推出的 Alder Lake，英特尔刚刚交付了五个节点中的第一个。“我们有信心继续以这种速度交付，因为我们增加了对人员和设备的资金，”他说。

英特尔已投资约 15 亿美元用于支持该晶圆厂路线图的人员和设备。“我们还在设备、EDA 和研究领域采用业内最好的产品，”Thakur 补充道。“综合起来，我们有信心继续执行下去。”

为什么选择塔半导体？

英特尔收购纯晶圆厂 Tower Semiconductor 为了解该公司更大的晶圆厂雄心提供了一个窗口。英特尔收购以色列晶圆厂的举动并非基于技术能力，因为 Tower 落后于代工工艺节点两到三代。相反，英特尔希望将 Tower 的代工基础设施和客户服务注入其新的晶圆厂业务。

台积电之所以成功，是因为其以制造为中心的文化。这就是为什么它不是像英特尔这样的公司可以雇用更多人并完成工作的过渡。值得一提的是，英特尔想收购 Global Foundries，但在 IPO 后变得过于昂贵。

Pedestal Research 的 Balch 指出了收购 Tower Semiconductor 的另一个重要动态。“扩大其制造能力以涵盖不同的半导体技术，并使其在全球的地理足迹多样化，为英特尔创造了巨大的商机和供应链稳定性。”

Thakur 更详细地说明了英特尔为何收购 Tower。“收购 Tower 大大加快了我们创建端到端代工产品的道路，”他说。“Tower 通过可为当今约 50% 的代工厂 TAM 提供服务的专业技术，补充了英特尔的领先技术、广泛的 IP 产品组合和规模制造。”

英特尔预计，除了 Tower 的客户至上方法和深厚的客户关系外，其在高增长市场中广泛、先进的专业模拟技术组合将加速 IFS 的运营规模，并在移动和汽车市场释放重大的新机遇。“凭借英特尔的实力和规模以及 Tower 的代工市场运营经验，新的英特尔代工服务将有能力抓住不断增长的代工 TAM，”Thakur 补充道。

很棒的游戏

有句话说，没有树长到天上。虽然台积电因其对较低工艺几何尺寸的完美执行而广受认可，但媒体报道表明，这家台湾古老的代工厂正面临其 2 纳米计划的延迟。可能会晚五个季度。

在顶级代工厂（台积电和三星）遭遇挫折的情况下，英特尔在 2010 年代落后于 IC 制造轨道后，更有可能迎头赶上。竞争总是好的，所以即使是台积电和三星也可以从这个竞争激烈的晶圆厂地盘中受益。尤其是当今天的代工机会为 1000 亿美元时，预计到本十年末将显着增长。

芯片短缺被广泛认为是 Covid-19 爆发的原因，这是事实，但汽车、人工智能 （AI） 和高性能计算 （HPC） 等新兴市场一直在以更高的溢价共享现有的晶圆厂产能。因此，毕竟有建立新晶圆厂产能的动机。

值得注意的是，虽然芯片制造商因未能提前计划新晶圆厂而造成瓶颈，但新晶圆厂的扩建将需要数年而不是数月。伟大的晶圆厂游戏才刚刚开始，还有很多事情要做，还有待观察。

EDN 和 Planet Analog 的主编 Majeed Ahmad 已经报道了电子设计行业超过 20 年。