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作者：豐寧
1月25日，處理器大廠英特爾與晶圓代工大廠聯(lián)華電子公司聯(lián)合宣布，他們將合作開發(fā) 12nm 半導(dǎo)體工藝平臺，以滿足移動、通信基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)等高增長市場的需求。
據(jù)TrendForce集邦咨詢研究顯示，2023年Q3全球晶圓代工前十排名再度刷新，英特爾躋身第九，聯(lián)電排名第四。在全球半導(dǎo)體市場不斷擴大和競爭日益激烈的背景下，英特爾和聯(lián)電的抱團(tuán)不僅標(biāo)志著兩家想要在技術(shù)研發(fā)上取得突破，也預(yù)示了未來晶圓代工格局可能產(chǎn)生變化。此次英特爾和聯(lián)電的聯(lián)手，分別可以給雙方帶來哪些好處？
在此之前，先了解一下本次合作的細(xì)節(jié)以及這兩位代工龍頭聯(lián)手的機緣。
兩大龍頭聯(lián)手的機緣
英特爾：預(yù)期2025年成為全球第二大晶圓代工廠
首先看英特爾。2021年，英特爾公布了IDM 2.0戰(zhàn)略，推動其晶圓代工業(yè)務(wù)發(fā)展，并提出了4年量產(chǎn)5個制程節(jié)點的目標(biāo)，預(yù)期2025年成為全球第二大晶圓代工廠。為此，英特爾做了諸多努力，包括增設(shè)晶圓廠以及進(jìn)行收購等。
2022年2月，英特爾宣布收購代工廠高塔半導(dǎo)體，后者在全球代工廠排名名單上位列第七。如果一切順利，該收購案應(yīng)該在2023年Q2完成，但最后，英特爾還是宣布終止了這一收購案，并向高塔半導(dǎo)體支付了3.53億美元的“分手費”。
據(jù)悉，英特爾的制造部門訂單不及預(yù)期，加上收購高塔半導(dǎo)體折戟，其制造部門IFS長期處于虧損狀態(tài)。
2023年6月，英特爾發(fā)布新聞稿宣布組織架構(gòu)重組，旗下制造業(yè)務(wù)未來將獨立運作并產(chǎn)生利潤，而在這種新的“內(nèi)部代工廠”模式中，英特爾的產(chǎn)品業(yè)務(wù)部門將以與無晶圓廠半導(dǎo)體公司與外部晶圓代工廠類似的合作方式與公司制造業(yè)務(wù)集團(tuán)進(jìn)行合作。業(yè)界表示，這樣做對于其專注于發(fā)展晶圓代工業(yè)務(wù)大有益處。
2023年Q3英特爾代工服務(wù)事業(yè)部運營虧損依舊達(dá)到了8600萬美元，不過該部門營收為3.11億美元，同比增長了299%。
英特爾資深副總裁暨晶圓代工服務(wù)總經(jīng)理 Stuart Pann 表示：“英特爾致力于與聯(lián)電這樣的企業(yè)合作，為全球客戶提供更好的服務(wù)。英特爾與聯(lián)電的策略合作進(jìn)一步展現(xiàn)了為全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈提供技術(shù)和制造創(chuàng)新的承諾，也是英特爾實現(xiàn)在 2030 年成為全球第二大晶圓代工廠的重要一步?！?/p>
聯(lián)電：本就有意大力發(fā)展12nm
眾所周知，聯(lián)電早在2018年就宣布放棄10nm及以下先進(jìn)制程的研發(fā)，專注于成熟制程和特殊工藝制程。目前，聯(lián)電主要獲利的制程為28nm和22nm，但隨著國內(nèi)成熟制程的不斷發(fā)展，這一市場的競爭也日趨激烈，也對聯(lián)電的業(yè)務(wù)產(chǎn)生了很大的影響，這從2023年聯(lián)電的業(yè)績表現(xiàn)中也可以看出，所以聯(lián)電想要拓展業(yè)務(wù)范圍已經(jīng)是勢在必行的。
聯(lián)電在去年10月的法說會上透露，公司正在討論使用12nm制程生產(chǎn)低功耗邏輯產(chǎn)品的可能性，并計劃在2025年初完成12nm制程的開發(fā)。這不僅預(yù)示著聯(lián)電將在技術(shù)上邁出重要一步，還意味著可能將部分28/22nm產(chǎn)能轉(zhuǎn)換為12nm，以此來節(jié)省成本，并遵循高效率的經(jīng)營原則。
聯(lián)電發(fā)言人劉啟東表示，發(fā)展12nm技術(shù)原本就在聯(lián)電的計劃之內(nèi)，這一次選擇和英特爾合作，將對聯(lián)電原有的14nm技術(shù)再做升級。
五大利好英特爾產(chǎn)能及聯(lián)電技術(shù)相輔相成
英特爾與聯(lián)電雖在晶圓代工同屬競爭關(guān)系，但工藝所覆蓋的客戶并不存在很大的競爭關(guān)系。雖然英特爾在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域具有深厚的技術(shù)積累，但其在晶圓代工市場的經(jīng)驗相對有限。而聯(lián)電擁有數(shù)十年的工藝領(lǐng)先地位以及為客戶提供工藝設(shè)計套件（PDK）和設(shè)計協(xié)助以有效提供代工服務(wù)的歷史。聯(lián)電最近推出的特色工藝包括14nm 14FFC、22nm超低功耗22ULP和超低漏電流22ULL、28nm高性能運算28HPC+制程等，且已進(jìn)入量產(chǎn)階段。
通過與經(jīng)驗豐富的聯(lián)電合作，英特爾不僅能快速提升其在晶圓代工領(lǐng)域的技術(shù)能力和市場地位，還能更好地理解和滿足客戶需求，這對于實現(xiàn)其2030年的目標(biāo)至關(guān)重要。
再看聯(lián)電。此番與英特爾合作，英特爾將提供其位于美國亞利桑那州的工廠進(jìn)行開發(fā)和制造，透過運用晶圓廠的現(xiàn)有設(shè)備，大幅降低前期投資，并最佳化利用率。后續(xù)英特爾還會提供區(qū)域多元且具韌性的供應(yīng)鏈，協(xié)助全球客戶做出更好的采購決策。
TrendForce表示，為減少廠務(wù)設(shè)施的額外投資成本，直接銜接現(xiàn)有設(shè)備機臺，并有效控制整體開發(fā)時程，故本次兩家廠商針對12nm FinFET制程的合作案，選擇以英特爾現(xiàn)有相近制程技術(shù)的Chandler, Arizona Fab22/32為初期合作廠區(qū)，轉(zhuǎn)換后產(chǎn)能維持原有規(guī)模，雙方共同持有。在此情況下，TrendForce預(yù)估，所產(chǎn)生的平均投資金額相較于購置全新機臺，可省下逾80%，僅包含設(shè)備機臺移裝機的廠務(wù)二次配管費，以及其相關(guān)小型附屬設(shè)備等支出。
聯(lián)電也將獲得英特爾在美國的龐大晶圓廠產(chǎn)能和制造設(shè)備的便利，滿足美國市場對成熟制程技術(shù)的需求。
劍指Arm
在聯(lián)電與英特爾的合作中，英特爾看重的不僅是聯(lián)電的12nm制程技術(shù)本身，更在于這一技術(shù)在Arm架構(gòu)上的顯著優(yōu)勢。英特爾長期主導(dǎo)的x86架構(gòu)雖然功能強大，但在能耗方面存在明顯不足，而Arm架構(gòu)以其低功耗特性，在移動設(shè)備領(lǐng)域取得了巨大成功。
2023年4月，英特爾代工服務(wù)和Arm宣布達(dá)成合作，使Arm芯片設(shè)計人員能夠在Intel 18A制造工藝上構(gòu)建低功耗的片上系統(tǒng)（SoCs）。此次合作將首先專注于移動設(shè)備SoC設(shè)計，但也有可能將設(shè)計擴展到汽車、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、航空航天和政府應(yīng)用等領(lǐng)域。
雖然x86架構(gòu)與Arm架構(gòu)存在競爭關(guān)系，但這次英特爾與Arm合作是看中了Arm豐富的客戶資源。Arm的商業(yè)模式是IP授權(quán)，對終端客戶有強大影響力。與Arm強強聯(lián)手，能幫助英特爾擴大代工客戶版圖。
不過，英特爾在基于Arm架構(gòu)的先進(jìn)制程芯片代工方面缺乏足夠的技術(shù)和經(jīng)驗積累。相比之下，聯(lián)電在Arm架構(gòu)處理器代工方面則是有著深厚的積累，但在X86架構(gòu)處理器的代工方面缺乏經(jīng)驗，因此雙方攜手合作，則可以產(chǎn)生優(yōu)勢互補的效應(yīng)。
豐富代工節(jié)點覆蓋
從所能代工的業(yè)務(wù)來看，英特爾的代工工藝技術(shù)還不夠全面。
根據(jù)AnandTech的報道，雖然英特爾本身擁有多種高度定制的工藝技術(shù)，供內(nèi)部使用，以生產(chǎn)自己的CPU和類似產(chǎn)品，但其IFS部門實際上只有三種：
- Intel 16面向注重成本的客戶，設(shè)計廉價的低功耗產(chǎn)品(包括支持射頻的產(chǎn)品)。
- Intel 3面向開發(fā)高性能解決方案，但仍希望堅持使用熟悉的FinFET晶體管的客戶。
- Intel 18A面向?qū)で蟛挥绊懶阅芎途w管密度的開發(fā)人員，采用柵極RibbonFET晶體管和PowerVia背板供電。
雖然英特爾的代工業(yè)務(wù)在過去一年中實現(xiàn)了顯著進(jìn)展，包括與采用Intel 16、Intel 3和Intel 18A工藝技術(shù)的新客戶建立了堅實合作關(guān)系。然而，如今IFS已經(jīng)開始獨立運作并自負(fù)盈虧，想要做一個全方面的專業(yè)晶圓代工廠，英特爾需要能夠提供更為全面的制程節(jié)點服務(wù)。
通過與聯(lián)電的合作，英特爾不僅能夠深入布局成熟制程領(lǐng)域，還能鞏固與芯片設(shè)計企業(yè)客戶的關(guān)系。
對于聯(lián)電來說，它也需要改變策略，向更高階的制程移動。
聯(lián)電當(dāng)初宣布將不再投資12nm以下的先進(jìn)制程，用意就是要改變策略，改投資其他回報率更高的特殊制程，并降低過去高資本支出帶來的折舊負(fù)擔(dān)，增加手上的現(xiàn)金。
如今，中國大陸致力推動本土化生產(chǎn)，聯(lián)電等廠商的成熟制程競爭壓力大增。因此，聯(lián)電在近期法說會也透露，2024年會擴大資本支出，在新加坡和臺南投資新的成熟制程服務(wù)，都是為了拉大和競爭對手的差距。
劉啟東表示，聯(lián)電也將重啟制程升級的策略，“未來你會看到在標(biāo)準(zhǔn)化、拼價格的成熟制程占我們營收占比愈來愈小，目前聯(lián)電仍有0.13微米，甚至0.5微米的制程，未來這些制程相關(guān)的產(chǎn)品就會往更高階的制程移動。”
本土化生產(chǎn)
除了爭奪移動芯片市場，英特爾還在考慮美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的本土化生產(chǎn)趨勢。英特爾的產(chǎn)能布局一直體現(xiàn)出全球化與本土化相結(jié)合的原則，除了在愛爾蘭、德國、波蘭、以色列和馬來西亞有布點之外，其也在美國的俄勒岡州、亞利桑那州、新墨西哥州及俄亥俄州設(shè)立或規(guī)劃制造生產(chǎn)基地。美國的芯片設(shè)計企業(yè)也越來越傾向于選擇鄰近的晶圓代工廠合作，因此英特爾直接與聯(lián)電進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓合作，未來可以通過相關(guān)制程，更好地服務(wù)于美國本土客戶。
為滿足全球客戶的需求，聯(lián)電在中國臺灣、日本、中國大陸、韓國、新加坡、歐洲及美國均設(shè)有服務(wù)據(jù)點。不過，聯(lián)電來自美國的市場營收占比并不算高。1月16日，聯(lián)電公布第四季度報告，報告顯示聯(lián)電亞洲區(qū)營收占比為54%，較前一季度減少8個百分點；北美營收占比由前一季度的23%，升至30%；歐洲區(qū)營收占比為9%，和前一季度持平；日本區(qū)營收占比環(huán)比提升1個百分點，為7%。制程上，22/28nm制程依然是聯(lián)電第四季度營收大頭，占比為28%；40nm和65nm制程占比均為17%，90nm及以上工藝占比約為38%。
在國際貿(mào)易形式復(fù)雜多變的大環(huán)境下，客戶為了降低潛在風(fēng)險，可能會更加傾向于構(gòu)建多元化的供應(yīng)鏈。這一趨勢意味著，分布在不同地理區(qū)域的晶圓廠有機會因此獲得競爭上的優(yōu)勢地位。
比如在去年7月聯(lián)電宣布，原計劃斥資48.58億元，從2022年起分三年向大陸合資股東回購聯(lián)芯集成電路制造(廈門)有限公司12英寸廠的所有股權(quán)，現(xiàn)改為一次性完成交易，交易金額不變。
集中精力開發(fā)先進(jìn)制程
對于英特爾來說，追趕臺積電和三星的尖端制程至關(guān)重要。有了聯(lián)電成熟制程工藝技術(shù)的加持，英特爾便可以集中更多的資源于3nm、2nm等更先進(jìn)的制程開發(fā)。
如今英特爾的先進(jìn)制程發(fā)展腳步正越邁越大。英特爾表示已完成Intel 20A和Intel 18A芯片制造工藝的研發(fā)。
英特爾CEO基辛格在接受采訪時表示，英特爾的 18A 工藝和臺積電的 N2 工藝不相上下。該工藝將于2024年下半年開始量產(chǎn)，并于2025年推出至少5款處理器產(chǎn)品。
誰受到?jīng)_擊最大？
對于英特爾與聯(lián)電的聯(lián)盟，最受沖擊的莫過于格芯。
市場的爭奪
格芯同屬成熟工藝代工大廠，且總部同樣位于北美，并且它是唯一一家沒有在中國大陸或中國臺灣地區(qū)設(shè)立規(guī)?；a(chǎn)工廠的晶圓代工公司。
據(jù)悉，2023年第三季度，格芯的產(chǎn)能利用率和訂單價格相對穩(wěn)定，這與美國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策有很大關(guān)系，此前，格芯以其成熟的制程技術(shù)在美國本土市場上幾乎無人能敵。但隨著聯(lián)電的加入，不知格芯是否會自此面臨更大的競爭壓力。
特殊工藝技術(shù)的比拼
與聯(lián)電一樣，格芯同樣放棄了先進(jìn)制程的研發(fā)。2018年格芯就意識到，通過建造更清潔的潔凈室和購買單位數(shù)的EUV光刻機等晶圓廠工具，它仍然可以滿足70%的市場需求。相反，該公司將放棄追逐先進(jìn)工藝而節(jié)省下來的資金，用于從現(xiàn)有工藝節(jié)點中開發(fā)更多功能。
隨后格芯進(jìn)行持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)了一種替代NVM技術(shù)——MRAM（磁性RAM）模塊。將閃存擴展到了28nm以下，該MRAM模塊可用于格芯的12nmFinFET和22nmFDX平臺。在模擬射頻芯片領(lǐng)域，格芯已轉(zhuǎn)向射頻SOI和SiGe晶體管，以將晶體管單位增益頻率（fTs）推向太赫茲，還宣布了一個名為格芯 Connex的RF元平臺，該平臺包含該公司的RF SOI、FDX、SiGe 和 FinFET平臺的元素。
值得注意的是，聯(lián)電也在加碼RF SOI的技術(shù)開發(fā)，聯(lián)電還為毫米波（mmWave）應(yīng)用推出了55nm／40nm／28nm工藝平臺。聯(lián)電是晶圓代工業(yè)界第一個用28nm高壓制程開發(fā)并量產(chǎn)OLED面板驅(qū)動IC的。RF-SOI方面，90nm制程已量產(chǎn)，55nm即將導(dǎo)入量產(chǎn)，同時已著手開發(fā)40nm制程RF-SOI技術(shù)平臺。
聯(lián)電40nm制程的嵌入式閃存（eFlash）已經(jīng)量產(chǎn)，正在進(jìn)行28nm研發(fā)，40nm制程ReRAM已經(jīng)量產(chǎn)，22nm的ReRAM技術(shù)平臺和22nm的eMRAM制程平臺正在研發(fā)中。此外，該公司還在積極投入GaN功率和微波器件平臺開發(fā)。
總體來看，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場需求的不斷變化，晶圓代工市場的競爭格局也在不斷演變。英特爾與聯(lián)電的合作將進(jìn)一步加劇市場競爭。
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