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斥200亿美元扩建晶圆厂 新CEO能否带领英特尔重回盛宴?

2021年03月25日  05:00  21世纪经济报道  倪雨晴 

北京时间3月24日,外界对英特尔的所有猜测得到解答。当天,英特尔新CEO帕特·基辛格(PatGelsinger)在公开演讲中宣布了一系列重大变革。首先英特尔将在

北京时间3月24日,外界对英特尔的所有猜测得到解答。

当天,英特尔新CEO帕特·基辛格(Pat Gelsinger)在公开演讲中宣布了一系列重大变革。首先英特尔将在美国亚利桑那州的Ocotillo园区投资约200亿美元,新建两座晶圆厂。

其次,英特尔正式进军晶圆代工界,打破原先自给自足的纯IDM模式,组建新独立业务部门——英特尔代工服务事业部(IFS)。同时英特尔将扩大采用第三方代工产能,这意味着英特尔和台积电、三星等代工大户的竞合关系进一步加深。

此外,多次推迟的7纳米工艺有了新进展,英特尔预计将在今年第二季度实现首款7纳米客户端CPU(研发代号“Meteor Lake”)计算芯片的tape in,不过距离量产还需要半年以上时间。

一位半导体行业资深分析师告诉21世纪经济报道记者,晶圆厂方面,英特尔应是朝着3纳米以下的制程规划,真正建设看到结果还需要等到2024年后。

在当前缺芯大环境下,扩产已经成为晶圆制造厂们的共同选择,如今英特尔将成为新玩家。这是英特尔的壮志雄心,当然英特尔仍需要时间来证明自己。而从大背景看,美国近年来的政策就把强化半导体制造提高到国家战略层,政府换届后进一步得到加强,尤其是突然的缺芯,也使得各国政府更加重视半导体产业链,尤其是制造产能。英特尔的转型也契合美国当下政策,随着美国加码当地的集成电路产业投入,全球半导体产业链还将激烈动荡博弈。

英特尔四面楚歌

回看这几年,英特尔在布局新兴产业的同时,不仅CPU的主战场受到AMD、ARM等的挑战,在AI、5G领域也受到英伟达、互联网巨头的猛烈竞争。同时,苹果自研电脑芯片M1出世后,将替代英特尔CPU,也进一步引发外界对于英特尔的质疑,而外界最担忧的还是英特尔10纳米、7纳米制程推进的多次延期,这是其技术力的支撑。

一时间,英特尔可谓四面楚歌,在市值被英伟达反超的过程中,英特尔也一直处于舆论的风口浪尖,每隔一段时间,英特尔股价受挫就成为新闻头条。即便2020年英特尔营收达到历史最高,市场仍对英特尔缺乏信心。

当然,在半导体市场上,英特尔依旧强大,并在进行云转型,随着5G、物联网带来的云计算需求,英特尔的芯片也大举进入云端,数据中心、服务器领域英特尔的CPU势力范围仍是铜墙铁壁。但是新玩家登场,英特尔成为众多高峰中的一座,并在从C端进一步转向B端领域。

代工业务也成为英特尔在B端业务的新方向,据介绍,该部门由半导体行业资深专家Randhir Thakur博士领导,他直接向基辛格汇报。英特尔表示,IFS事业部与其他代工服务的差异化在于,它结合了领先的制程和封装技术、在美国和欧洲交付所承诺的产能,并支持x86内核、ARM和RISC-V生态系统IP的生产,从而为客户交付世界级的IP组合。

此外,英特尔还宣布了和IBM公司的一项研发合作计划,主要关注下一代的逻辑芯片和半导体封装技术。基辛格还透露,英特尔准备在美国、欧洲或者其他地方建设更多的芯片制造厂,这些工厂也将为英特尔的自有产品制造和对外代工提供产能基础。

前述分析师告诉记者,在代工业务上,英特尔和台积电之间的竞争主要会集中在HPC(高效能运算)的领域,在这方面,英特尔按理会比台积电更了解客户需求。但是关键在于英特尔制程何时能赶上。以前大家觉得台积电落后于英特尔,但是后来台积电反超英特尔,在下一代制程的竞争中,谁将胜出并没有定论,尤其是现在美国也在发力升级半导体制造。

而200亿美元的巨额投资,可以看到英特尔和美国的决心,据悉,英特尔位于亚利桑那州钱德勒市的Ocotillo园区是公司在美国最大的制造工厂,四个工厂由一英里长的自动化高速公路连接起来,形成了一个巨型工厂网络。接下来两家新工厂加入,这片沙漠地带衍生的竞争将愈发激烈。

晶圆工厂猛扩产能

在半导体体系中,以英特尔为代表的IDM模式曾领风骚,IDM全称是Integrated Device Manufacture,指整合设备制造,即芯片从设计到成品的整个过程都由制造商负责,这种模式可以保证产品从设计到制造环节的一体性。AMD创始人杰里·桑德斯曾在1994年说过:“拥有晶圆厂的才是真男人。”

然而,张忠谋创立的台积电横空出世,一举开创了第三方代工的新商业模式。从此,芯片设计和制造可以成为单独的业务,这为想跨入芯片界的创业公司们大幅降低了门槛,高通、英伟达、联发科等企业也趁势而起,如今AMD也在和台积电的合作中计划迈入5纳米CPU时代。

目前,台积电在全球晶圆市场上占据了半壁江山,份额超50%,第二名为三星,近年来三星野心勃勃,反超联电,市场份额逐步提升。

现在,英特尔也要升级原有的IDM模式,既加大和第三方代工厂合作,自身也要投入到第三方代工当中。

TrendForce集邦咨询旗下半导体研究处表示,英特尔目前在非CPU类的IC制造约有15%~20%委外代工,主要在台积电与联电投片。2021年正着手将Core i3 CPU的产品释单台积电的5nm,预计下半年开始量产;此外,中长期也规划将中高阶CPU委外代工,预计会在2022年下半年开始于台积电量产3nm的相关产品。

在当前芯片极其紧缺的情况下,除了英特尔要大扩产能外,台积电和三星也早有巨额的扩产计划。在财务方面,英特尔预计2021年计划资本支出为190亿-200亿美元;台积电计划将2021年年度资本开支大幅提升到220亿美元;三星更加激进,据报道,2021年起,三星设立了“半导体愿景2030”长期计划,目标是在未来10年里称霸晶圆代工市场。

新进入代工行业,英特尔自然也面临挑战,包括产品丰富度、成本、服务经验、制程突破等各方面,但是产能不足也为晶圆厂开启增长机遇。

为了解决芯片缺口问题,目前晶圆工厂几乎都处于超负荷运行状态。集邦咨询指出,2021年第一季全球晶圆代工市场需求旺盛,面对终端产品对芯片的需求居高不下,使晶圆代工产能持续处于供不应求状态,预计今年第一季全球前十大晶圆代工业者总营收年成长达20%,其中市占前三大分别为台积电、三星、联电。

其中,台积电7nm制程需求强劲,包括超威、英伟达、高通、联发科等订单持续涌入,该制程营收贡献将小幅成长至三成以上。此外受到5G与HPC应用需求提升影响,加上车用需求回温,预估Q1台积电整体营收将再创新高,年增约25%。而三星则由于客户对5G芯片、CIS、驱动IC与HPC的需求增加,持续维持5nm、7nm的产能高位运行,预计Q1营收年增11%。

此外,中国的中芯国际、华虹、粤芯等也在陆续开出产能,未来的晶圆代工竞争局面将更加复杂。

美国强化半导体制造

在产业变化背后,值得注意的是美国对于半导体行业的政策导向。

事实上,美国在半导体市场长期处于全球领先地位,根据前瞻研究院数据,美国拥有全球近一半的半导体市场份额,高研发投入支撑美国半导体行业快速发展。2019年,美国半导体行业的市场规模占全球市场规模的比重达47%,其次为韩国,占比为19%,日本和欧洲的占比均为10%。

同时,在全球主要的半导体市场中,美国公司也分别占据了较大的市场份额。在中国半导体市场上,美国公司占据了48.8%的市场份额;在美洲地区,美国半导体公司占据了43.6%的市场份额;欧洲市场上,美国半导体公司占据了50%的市场份额。

2019年,美国半导体行业出口额达460亿美元,仅次于飞机、精炼石油、原油和汽车,同时,半导体也是美国出口最多的电子产品。

尽管美国半导体产业链非常强大,但是,在其中关键的制造环节,中国台湾的台积电占据了主要市场,而随着中国等新兴市场的科技产业逐步崛起,美国从国家层面在加强半导体行业的投入。

就在2020年6月,美国参议院提出两项新法案,分别为《为半导体生产创造有效激励措施法案》(CHIPS for America Act)和《美国晶圆代工业法案》(American Foundries Act),以促进美国半导体产业的现代化进程。显而易见,其目标是为了强化美国半导体的领导地位。

其中,《美国晶圆代工业法案》中就提出,美国将向各州芯片制造业、国防芯片制造业投入共计250亿美元的资金。

在2021年2月,美国总统拜登签署了一项行政命令,对半导体芯片、电动汽车大容量电池、稀土矿产和药品的供应链进行为期100天的审查,并对六大经济部门进行长期审查。拜登还表示,将寻求立法拨款370亿美元,以加强美国芯片制造业的发展。

在美国政府的补贴下,再加上地缘政治因素的影响,科技巨头们也将随之而动。在法案提出之前,2020年5月,晶圆代工龙头大厂台积电就宣布将投资120亿美元在美国亚利桑那州建设5纳米制程晶圆厂。该厂计划2021年开始施工、2024年完成建设,投产后可创造超过1600个高科技人才工作岗位及数千个间接工作岗位。

而在同年6月,另一家晶圆代工大厂格芯也宣布获得美国纽约州附近66英亩的土地,将对其Fab 8晶圆厂进行扩建。据了解,Fab 8工厂是格芯目前最先进的工厂,可制造14纳米及12纳米制程工艺的芯片。

再看英特尔,去年英特尔已经将大连的NAND闪存工厂卖给了SK海力士,目前在成都还有封测厂,接下来英特尔计划在美国大力投资晶圆厂商。随着各国频频动作,全球半导体的产业链还在不断重塑当中。

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