近，Intel消息頻傳：

Intel 3 準(zhǔn)備就緒；

18A 節(jié)點(diǎn)拿下微軟大單；

3 年后重回全球晶圓代工技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者；

2030 年成為全球第二代晶圓代工廠；

……

英特爾的偉大轉(zhuǎn)型似乎走到了一個(gè)新的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。在剛剛結(jié)束不久的直面會(huì)上，「藍(lán)色巨人」英特爾宣告英特爾代工服務(wù)部門(mén) IFS（Intel Foundry Services）正式更名 Intel Foundry，與此同時(shí)還全面更新了路線圖，包括英特爾 14A（1.4nm）工藝的首次亮相。

作為 IDM 2.0 最核心的環(huán)節(jié)，「晶圓代工」意味著英特爾不再只為自身制造芯片，開(kāi)始像臺(tái)積電一樣，為其他芯片設(shè)計(jì)公司以及英特爾的產(chǎn)品業(yè)務(wù)部門(mén)等客戶(hù)制造芯片，這也倒逼英特爾在芯片制造工藝上加速追趕臺(tái)積電、三星等技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。

在此之前，英特爾原先的 IDM（垂直整合制造）模式已經(jīng)無(wú)以為繼：芯片制造工藝上的技術(shù)路線誤判，造成了制程上的全面落后，在 14nm 上耗費(fèi)了太多時(shí)間和精力，同時(shí)也影響到了其產(chǎn)品被蘋(píng)果棄用、被 AMD 超越，甚至被消費(fèi)市場(chǎng)廣泛調(diào)侃為「牙膏廠」。

不過(guò)在 IDM 2.0 轉(zhuǎn)型將近三年后的今天，很多事情都發(fā)生了變化，尤其是新一輪的生成式人工智能浪潮，以及晶圓代工從芯片的制造環(huán)節(jié)越來(lái)越多延伸到封裝等環(huán)節(jié)的趨勢(shì)。正如英特爾現(xiàn)任 CEO 帕特·基辛格說(shuō)的：

這是英特爾代工廠發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)刻。我們看到了重新定位英特爾系統(tǒng)代工廠的機(jī)會(huì)。


擴(kuò)展「四年計(jì)劃」，英特爾工藝路線圖再刷新

按照基辛格在 2021 年制定的計(jì)劃，英特爾將在 4 年內(nèi)更新 5 個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)。在 Intel 7 之后，Intel 4 已經(jīng)在最新的酷睿 Ultra 移動(dòng)處理器上落地，官方宣稱(chēng)其代表著英特爾 40 年來(lái)最重大的架構(gòu)變革。

另一邊，Intel 3（名義上是 3nm）已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，英特爾去年 7 月就宣布了 Intel 3 工藝在產(chǎn)能和性能方面達(dá)標(biāo)，將于 2024 年發(fā)布的兩款至強(qiáng)處理器——Granite Rapids 和 Sierra Forest（分屬 P-Core 和 E-Core 產(chǎn)品線）都將采用 Intel 3 工藝進(jìn)行制造。

作為英特爾的第一個(gè)大批量 EUV（極紫外）節(jié)點(diǎn)，Intel 3 還將在未來(lái)幾年推出不同版本，包括將于今年推出支持硅通孔（TSV）的 Intel 3-T、將于 2025 年推出功能擴(kuò)展的 Intel 3-E 以及更之后基于第二代 TSV 技術(shù)帶來(lái)更高性能的 Intel 3-PT。

再之后，英特爾還將陸續(xù)正式推出采用 PowerVia 背面供電技術(shù)的 20A（2nm）、18A（1.8nm）工藝。

20A 節(jié)點(diǎn)命運(yùn)多舛。原本英特爾 Arrow Lake 以及高通都計(jì)劃采用 20A 工藝，但后續(xù)不斷有消息指出，Arrow Lake 已經(jīng)轉(zhuǎn)向臺(tái)積電 3nm。包括基辛格剛剛也證實(shí)，即將推出的兩款處理器均將采用臺(tái)積電 3nm 工藝制造。

而根據(jù)天風(fēng)國(guó)際分析師郭明錤去年的一份報(bào)告，高通也早已停止開(kāi)發(fā) Intel 20A 芯片。同時(shí)還傳出 20A 工藝將僅供英特爾產(chǎn)品部門(mén)采用，不會(huì)主動(dòng)面向第三方客戶(hù)提供。在英特爾最新的路線圖中，也沒(méi)有推出 20A 后續(xù)工藝版本的任何計(jì)劃，在某種程度也佐證了之前的傳聞。

相比之下，18A 則受到越來(lái)越多的重視。不僅是得到了新思科技（EDA 巨頭）、ARM 等半導(dǎo)體生態(tài)廠商的廣泛支持，也有越來(lái)越多芯片設(shè)計(jì)公司的「青睞」，微軟 CEO 薩蒂亞·納德拉 (Satya Nadella)也在這次直面會(huì)上官宣：

微軟將基于 Intel 18A 工藝制造芯片。

微軟沒(méi)有明說(shuō)這款芯片的詳情，但就在去年末，微軟剛剛發(fā)布了兩款與人工智能息息相關(guān)的自研芯片—— Maia 100 AI 芯片和 Cobalt 100 CPU。如果不出意外，就是這兩款芯片將采用英特爾最新的 18A 工藝。

此外，英特爾在最近剛剛完成了 18A 主要產(chǎn)品 Clearwater Forest 的流片，后續(xù)還計(jì)劃推出性能提升的 18A-P 節(jié)點(diǎn)。

而在這版路線圖中，除了一系列迭代版本的增加，最值得關(guān)注的部分還是首次公布了 14A（1.4nm）及其迭代版本 14A-E，這將是英特爾真正重回全球晶圓代工技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者的關(guān)鍵。


2nm市況激烈！

國(guó)際上布局先進(jìn)制程的廠商主要是臺(tái)積電、三星、英特爾，以及日本新創(chuàng)公司Rapidus，當(dāng)前2nm是晶圓代工先進(jìn)制程領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，多家廠商2nm芯片即將在2025年亮相，目前廠商正積極爭(zhēng)取訂單。

三星在近日的2023年第四季的財(cái)報(bào)中公告顯示，其晶圓代工部門(mén)已得到一份2納米AI芯片的訂單。而且，針對(duì)該訂單還包括配套的HBM內(nèi)存和先進(jìn)封裝服務(wù)。

據(jù)悉，三星2nm制程的SF2制程計(jì)劃于2025年推出，其較第二代3GAP的3納米制程技術(shù)，可在相同的頻率和復(fù)雜度下，提高25%的功耗效率，以及在相同的功耗和復(fù)雜度下提高12%的性能，并且減少5%的芯片面積。

其他廠商方面，媒體報(bào)道蘋(píng)果將成為臺(tái)積電2納米制程技術(shù)的首家客戶(hù)，英特爾Intel 18A制程技術(shù)則收獲了愛(ài)立信的5G基礎(chǔ)設(shè)施芯片訂單。

至于Rapidus，作為新創(chuàng)公司，其2nm量產(chǎn)時(shí)間相對(duì)較晚，不過(guò)該公司亦在積極發(fā)力。此前媒體報(bào)道Rapidus社長(zhǎng)小池淳義對(duì)外透露，Rapidus 2nm芯片廠興建工程順利，試產(chǎn)產(chǎn)線將按計(jì)劃在2025年4月啟用。同時(shí)，Rapidus未來(lái)考慮興建第2座、第3座廠房。


臺(tái)積電2030年實(shí)現(xiàn)1nm工藝

去年末，臺(tái)積電（TSMC）在IEEE國(guó)際電子元件會(huì)議（IEDM 2023）上透露，其1.4nm制程節(jié)點(diǎn)的研發(fā)工作已全面展開(kāi)，進(jìn)展順利。這是臺(tái)積電首次對(duì)外披露其1.4nm制程節(jié)點(diǎn)的開(kāi)發(fā)情況，對(duì)應(yīng)工藝的正式名稱(chēng)為“A14”，至于工藝的具體規(guī)格和量產(chǎn)時(shí)間，暫時(shí)還不清楚。

臺(tái)積電的2nm工藝計(jì)劃在明年末量產(chǎn)，1.4nm工藝的推出時(shí)間大概在2027年至2028年之間。不過(guò)據(jù)UDN的最新報(bào)道，臺(tái)積電已經(jīng)在為更遙遠(yuǎn)的1nm工藝生產(chǎn)做規(guī)劃，將是首家準(zhǔn)備1nm工藝的代工廠，這讓半導(dǎo)體競(jìng)爭(zhēng)變得更加激烈、有趣。

此前臺(tái)積電在IEDM 2023上分享了部分信息，1nm工藝大概要等到2030年，正式名稱(chēng)為“A10”。隨著包括CoWoS、InFO和SoIC等封裝技術(shù)的進(jìn)步，臺(tái)積電預(yù)計(jì)2030年左右可以打造萬(wàn)億級(jí)晶體管的芯片。臺(tái)積電采用的方法與英特爾比較相似，問(wèn)題在于如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，最近半導(dǎo)體行業(yè)一直被收益率和產(chǎn)能所困擾。

據(jù)稱(chēng)，臺(tái)積電的1nm工藝將是一個(gè)昂貴的計(jì)劃，預(yù)計(jì)總開(kāi)發(fā)成本超過(guò)了320億美元。臺(tái)積電也會(huì)為1nm工藝新建一座晶圓廠，地點(diǎn)在中國(guó)臺(tái)灣南部的嘉義縣，總面積超過(guò)了100公頃，同時(shí)會(huì)按照60/40的比例劃分，以同時(shí)滿(mǎn)足半導(dǎo)體制造和封裝的需求。

雖然先進(jìn)工藝的開(kāi)發(fā)難度越來(lái)越大，投入越來(lái)越高，不過(guò)臺(tái)積電并沒(méi)有停止前進(jìn)的步伐，除了1nm工廠，預(yù)計(jì)還會(huì)建造多座2nm工廠。