芯片短缺的影響為IDM公司和Foundry廠商敲響警鐘。由于IDM公司對(duì)于芯片需求的誤判以及受限于Foundry廠商廠房和產(chǎn)能的限制，近半年來(lái)，全球芯片短缺危機(jī)持續(xù)，IDM公司訂單蜂擁而至，F(xiàn)oundry廠商所有工廠滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，但仍未能滿足不斷增長(zhǎng)的需求。

就在全球各設(shè)備制造商面臨日益枯竭的芯片供應(yīng)窘境時(shí)。今年3月，半導(dǎo)體公司英特爾（Intel）突然宣傳重新跨入Foundry業(yè)務(wù)，目標(biāo)定位直指昔日的代工伙伴三星和臺(tái)積電。Intel新上任CEO，Pat Gelsinger剛上臺(tái)即發(fā)布“IDM2.0戰(zhàn)略”，戰(zhàn)略重心聚焦提振半導(dǎo)體制造優(yōu)勢(shì)。該公司宣布計(jì)劃在2021年建造兩座新工廠，資本支出預(yù)計(jì)200億美元。

在此市場(chǎng)背景下，領(lǐng)先的Foundry廠商正謀定思變積極備戰(zhàn)。4月，臺(tái)積電宣傳將原有的資本支出從280億美元提升至300億美元，并表示未來(lái)三年投入1000億美元。同時(shí)，臺(tái)積電、三星等Foundry廠商也在擴(kuò)建新廠。從這里不難看出，他們似乎在為整個(gè)半導(dǎo)體制造業(yè)格局的可能重組做準(zhǔn)備。

Foundry市場(chǎng)是一個(gè)需要極大資金且分散的業(yè)務(wù)，經(jīng)過(guò)十幾年的洗牌以及工廠和技術(shù)成本的持續(xù)上升。從目前全球代工企業(yè)來(lái)看，頂尖的廠商分布包括臺(tái)積電、三星、GlobalFoundries、中芯國(guó)際、聯(lián)華電子（UMC）等。這些代工企業(yè)為全球芯片原廠生產(chǎn)制造最先進(jìn)的芯片，如GPU、CPU、FPGA、NAND、DRAM。

截止目前，三星和臺(tái)積電是唯一提供最先進(jìn)節(jié)點(diǎn)（7nm和5nm）的Foundry廠商，并且二者已將下一個(gè)目標(biāo)鎖定為3nm。不過(guò)值得一提的是，IBM公司于5月6日宣布已經(jīng)研發(fā)出全球首個(gè)2nm芯片。IBM公司并不是一家Foundry廠商，在制造能力方面，該公司與三星、英特爾是合作關(guān)系。

英特爾此次選擇重新入局Foundry市場(chǎng)可能會(huì)是一個(gè)機(jī)會(huì)，也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。早在十年前，英特爾最初進(jìn)入Foundry業(yè)務(wù)時(shí)，就失敗了。其在10nm工藝方面進(jìn)程的延誤，導(dǎo)致了臺(tái)積電與三星的技術(shù)一直處于技術(shù)領(lǐng)先地位。

而今天，該公司新的領(lǐng)導(dǎo)人Pat Gelsinger表示，將縮小其與對(duì)手的技術(shù)差距，并成為更具有競(jìng)爭(zhēng)力的Foundry廠商。然而，后續(xù)的代工之路可能不會(huì)那么一帆風(fēng)順。因?yàn)槠浯ぜ夹g(shù)目前落后于臺(tái)積電，要趕上肯定不是一件容易的事情。臺(tái)積電也不會(huì)讓其超越。除非英特爾投入大量時(shí)間和資源。

英特爾策略方向

今年，在Foundry市場(chǎng)動(dòng)蕩環(huán)境下，出于對(duì)目前芯片產(chǎn)能嚴(yán)重不足和過(guò)渡依賴于亞洲Foundry工廠的考量，加之美國(guó)政府欲重新恢復(fù)半導(dǎo)體制造的優(yōu)勢(shì)。英特爾似乎在該動(dòng)蕩中看到了機(jī)會(huì)。為了解決半導(dǎo)體供應(yīng)鏈問(wèn)題，英特爾重振Foundry業(yè)務(wù)，將目標(biāo)瞄向歐美芯片代工市場(chǎng)。

英特爾新設(shè)立的Foundry工廠將提供22nm工藝，以及現(xiàn)有的14nm工藝。7nm節(jié)點(diǎn)芯片可能要到2023年才能出貨。反觀臺(tái)積電和三星，前者繼續(xù)在臺(tái)灣興建新的工廠，按階段目標(biāo)生產(chǎn)5nm和3nm芯片。并還計(jì)劃在美國(guó)建立一座5nm的新工廠，計(jì)劃將于2024年投產(chǎn)；后者三星和其他公司也在計(jì)劃新的工廠。

22nm是28nm的擴(kuò)展升級(jí)版，提供比后者更高性能，同時(shí)比14nm更便宜。目前22nm仍然是一個(gè)巨大的市場(chǎng)，涉及行業(yè)多個(gè)應(yīng)用，如人工智能（AI）、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）及可穿戴設(shè)備等。在這個(gè)芯片節(jié)點(diǎn)上，各個(gè)Foundry廠商正采用不同的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)。英特爾在正在使用22nmFinFET工藝；GlobalFoundries使用22nmFD-SOI；以及包括臺(tái)積電、三星等都是采用不同的工藝技術(shù)。

除了22nm之外，英特爾還利用現(xiàn)有的14nm技術(shù)入局Foundry廠。該工藝技術(shù)對(duì)于這家半導(dǎo)體共而言是最成熟的制程工藝。此外，英特爾正在逐漸打造一家規(guī)?；腇oundry廠，這家公司已經(jīng)從現(xiàn)有的14nm工藝入手，將目標(biāo)開(kāi)始向7nm和5nm的EUV節(jié)點(diǎn)進(jìn)發(fā)。

Foundry市場(chǎng)競(jìng)賽

從目前全球Foundry廠商來(lái)看，三星和臺(tái)積電仍然處于市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位。中芯國(guó)際是國(guó)內(nèi)最大的Foundry廠供應(yīng)商，目前技術(shù)開(kāi)發(fā)已經(jīng)深入7nm工藝，除此之外還有其他節(jié)點(diǎn)。但由于最近美國(guó)政府將中芯國(guó)際列入實(shí)體名單，這意味著設(shè)備供應(yīng)商必須獲得特殊許可證，才能向其出售光刻機(jī)設(shè)備。這樣的直接結(jié)果是，目前該公司7nm的努力有點(diǎn)擔(dān)憂。

同時(shí)，英特爾要想獲得Foundry行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在必須具備提供7nm工藝的能力。在EUV已經(jīng)成熟的情況下，英特爾已經(jīng)從最初的7nm技術(shù)起步不穩(wěn)到重回正軌?，F(xiàn)在英特爾已經(jīng)計(jì)劃在2021年推出一款7nm的產(chǎn)品。不過(guò)批量生產(chǎn)可能要到2023年上半年才能確定。

簡(jiǎn)而言之，英特爾仍然落后。臺(tái)積電和三星兩年前就已經(jīng)在7nm上采用了EUV，而且獲取了先進(jìn)制程的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。這兩家供應(yīng)商已經(jīng)在各自的5nm工藝上發(fā)力，3nm工藝也會(huì)接踵而至。據(jù)悉，臺(tái)積電在2022年第三季度計(jì)劃向蘋果公司提供3nmFinFET。三星公司也正按計(jì)劃推出第一代3nm。

從各公司產(chǎn)品路線圖上看，臺(tái)積電計(jì)劃將FinFET擴(kuò)展到3nm，然后在2023年、2024年，以2nm轉(zhuǎn)向新型全柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管（GAA FET）。相比之下，三星正從5nmFinFETs移動(dòng)到3nm的GAA FET。與此同時(shí)，英特爾等其他公司也都在開(kāi)發(fā)這種GAA FET架構(gòu)。作為FinFET的演進(jìn)架構(gòu)，它具備比FinFET提供更高性能和更復(fù)雜的制造工藝。

從技術(shù)層面而言，目前英特爾正著眼于開(kāi)發(fā)納米片F(xiàn)ET，為其5nm節(jié)點(diǎn)開(kāi)發(fā)做準(zhǔn)備。后期量產(chǎn)時(shí)間尚且未知。ICInsight曾指出，“至少在未來(lái)三年里，三星和臺(tái)積電每年的總支出將超過(guò)500億美元，任何一家公司在領(lǐng)先邏輯處理技術(shù)方便都很難趕上這兩家公司?！逼渌?jìng)爭(zhēng)對(duì)手方面，GlobalFoundries和聯(lián)華電子仍然活躍在16nm/14nm以上。

總結(jié)：面對(duì)全球芯片市場(chǎng)缺貨窘境，業(yè)界領(lǐng)先Foundry廠商正積極備戰(zhàn)，參與一場(chǎng)資本支出、工廠及技術(shù)競(jìng)賽。老牌的Foundry領(lǐng)先企業(yè)臺(tái)積電（TSMC）、三星（Samsung）、GlobalFoundries、中芯國(guó)際和聯(lián)華電子（UMC）在許多技術(shù)領(lǐng)域提供Foundry服務(wù)。不過(guò)，英特爾（intel）重新入局，勢(shì)必會(huì)影響芯片代工行業(yè)未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)格局，甚至爆發(fā)搶食市場(chǎng)份額大戰(zhàn)。

論芯片設(shè)計(jì)歐美領(lǐng)先，論芯片代工制造亞洲當(dāng)之無(wú)愧統(tǒng)領(lǐng)全球80%以上的生產(chǎn)制造。但是，現(xiàn)在英特爾為首的美國(guó)半導(dǎo)體公司正計(jì)劃打破半導(dǎo)體制造區(qū)域格局，欲使后者獲取芯片制造的優(yōu)勢(shì)。這種操作對(duì)亞洲臺(tái)積電、三星、中芯國(guó)際等Foundry廠商勢(shì)必造成沖擊，短期而言是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，往深遠(yuǎn)考慮，對(duì)我國(guó)半導(dǎo)體芯片制造可能會(huì)出現(xiàn)卡脖子的問(wèn)題。

反觀國(guó)內(nèi)，提振半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一直是我國(guó)重要戰(zhàn)略。過(guò)去幾年在集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始涌現(xiàn)一批前沿設(shè)計(jì)公司，包括華為海思、展銳、中興微、華大、智芯微、匯頂科技、大唐等一批優(yōu)秀企業(yè)。Foundry行業(yè)，中芯國(guó)際已經(jīng)成為中國(guó)大陸最大的芯片代工企業(yè)。技術(shù)工藝已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)7nm工藝。但趕超對(duì)手，未來(lái)之路仍任重道遠(yuǎn)。