本文來自微信公眾號(hào)“半導(dǎo)體行業(yè)觀察”（ID：icbank），作者：L晨光，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。

長期以來，在摩爾定律的推動(dòng)下，晶圓鑄造廠一直在緊跟芯片工藝，一路前進(jìn)。到目前為止，只有臺(tái)積電、三星和英特爾在先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了肉搏戰(zhàn)。

近幾年來，在人工智能、移動(dòng)和高性能計(jì)算應(yīng)用的推動(dòng)下，半導(dǎo)體市場(chǎng)逐步復(fù)蘇，市場(chǎng)對(duì)先進(jìn)工藝生產(chǎn)能力的需求十分旺盛。根據(jù)資料預(yù)測(cè)，在全球芯片制造能力方面，10nm以下工藝的比例將從2021年的16%上升到2024年的近30%。

另外，看先進(jìn)制程的幾大巨頭之間的競爭也非常激烈，都是為了通過展示整體實(shí)力來獲得更多的市場(chǎng)份額。

臺(tái)積電、三星和英特爾在這場(chǎng)晶圓代工行業(yè)的反擊和保衛(wèi)戰(zhàn)中不斷創(chuàng)新，爭奪工藝技術(shù)的領(lǐng)先水平。臺(tái)積電會(huì)繼續(xù)“封神”嗎？三星和英特爾多面進(jìn)攻，又贏了兩杯？

臺(tái)積電披露工藝路線及前景展望

臺(tái)積電作為半導(dǎo)體行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，在過去的30年里取得了巨大的成就，成為世界上最大的芯片代工公司。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展，臺(tái)積電一直是世界先進(jìn)制程技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。

近日，臺(tái)積電宣布更新一系列雄心勃勃的工藝路線圖，這意味著半導(dǎo)體制造將進(jìn)入前所未有的時(shí)代?！?ngstr?m級(jí)工藝節(jié)點(diǎn)即將到來。

根據(jù)其工藝路線圖，臺(tái)積電將于2025年至2026年推出的幾項(xiàng)關(guān)鍵工藝技術(shù)，包括N3X。、N2、N2P，以及革命性的A16技術(shù)，揭示了它們?nèi)绾未龠M(jìn)技術(shù)界限，以及這些進(jìn)步對(duì)電子設(shè)備性能、能源消耗和未來技術(shù)發(fā)展的影響。

臺(tái)積電工藝路線圖

N3P：N3P作為N3技術(shù)的增強(qiáng)版，進(jìn)一步優(yōu)化了N3P的性能、功耗和密度，為客戶提供了更多的選擇。

N3X：通過將電壓降至0.9，面向極致性能的3納米工藝，V，可以在相同頻率下降低7%的功耗，同時(shí)在相同面積下提高5%的性能或增加10%左右的晶體管密度。

N2：臺(tái)積電首次使用全柵（GAA）納米晶體管技術(shù)的節(jié)點(diǎn)，與N3E相比，GAA晶體管可以使功耗降低25%-30%，性能提高10%-15%，晶體管密度提高15%，從而顯著提高PPA特性，與N3E相比，N2可以降低25%-30%。

N2P：N2P的性能增強(qiáng)版可以進(jìn)一步優(yōu)化功耗和性能，N2P預(yù)計(jì)在相同的晶體管數(shù)量和頻率下，可以降低5%-10%的功耗，同時(shí)提高5%-10%的性能。適用于對(duì)這些方面要求較高的應(yīng)用。

A16：A16臺(tái)積電工藝首次引入背面供電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（BSPDN），這項(xiàng)創(chuàng)新直接將電源供應(yīng)集成到晶體管的背面，大大提高了電力傳輸效率和晶體管密度；結(jié)合GAAFET納米晶體管，目標(biāo)是顯著提高性能和能效。A16將成為第一個(gè)“埃級(jí)”工藝節(jié)點(diǎn)，這意味著半導(dǎo)體制造已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。

與N2P相比，A16在相同的電壓和復(fù)雜性下，預(yù)計(jì)性能將提高8%-10%，功耗將降低15%-20%，芯片密度將提高1.1倍。該技術(shù)的引入將為高性能計(jì)算產(chǎn)品創(chuàng)造新的概率，尤其是對(duì)能源效率和信號(hào)路徑要求極高的應(yīng)用。

總的來說，臺(tái)積電的一系列技術(shù)創(chuàng)新不僅展現(xiàn)了其在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的不斷領(lǐng)先地位，也為未來電子產(chǎn)品的性能升級(jí)、能效提升和更廣泛的技術(shù)創(chuàng)新奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。特別是隨著“?！奔?jí)工藝節(jié)點(diǎn)的到來，半導(dǎo)體行業(yè)正進(jìn)入一個(gè)充滿挑戰(zhàn)和機(jī)遇的新時(shí)代。

另外，據(jù)了解，臺(tái)積電的A16工藝并不依賴于最新的High。-NA EUV技術(shù)，使成本更具競爭力，同時(shí)也滿足了當(dāng)前AI芯片公司對(duì)設(shè)計(jì)優(yōu)化的迫切需求。

另外值得注意的是，臺(tái)積電整個(gè)N2系列將增加一個(gè)全新的NanoFlex功能，它允許ic設(shè)計(jì)者在同一個(gè)設(shè)計(jì)中混合和匹配來自不同庫的模塊，從而優(yōu)化芯片的性能、功率和面積 (PPA)。

由于N2依賴于GAAFET晶體管，NanoFlex可以為臺(tái)積電提供一些額外的控制：例如，臺(tái)積電可以優(yōu)化通道寬度以提高性能和功率，然后構(gòu)建短模塊(以提高面積和功率效率)或高模塊(以提高15%的性能)，因此NanoFlex可以為臺(tái)積電提供一些額外的控制：例如，臺(tái)積電可以優(yōu)化通道寬度以提高性能和功率。

時(shí)間方面，臺(tái)積電N2技術(shù)將于2025年進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)，并于2025年下半年進(jìn)入批量生產(chǎn)；2026年將推出性能強(qiáng)化N2P和電壓強(qiáng)化N2X；預(yù)計(jì)2026年下半年將推出A16先進(jìn)工藝。

臺(tái)積電市場(chǎng)前景:AI需求強(qiáng)勁，車輛配送和工控疲軟。

從市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)TrendForce集邦咨詢近日發(fā)布的2024年第一季度全球十大晶圓代工企業(yè)營收排名來看，雖然AI對(duì)HPC的需求相當(dāng)強(qiáng)勁，但TSMC第一季度仍然受到智能手機(jī)、NB等消費(fèi)備貨淡季的影響，營收季節(jié)下降約4.1%，收斂至188.5億美元。由于其他競爭行業(yè)也面臨消費(fèi)淡季的挑戰(zhàn)，市場(chǎng)份額保持在61.7%。第二季，隨著主要客戶Apple進(jìn)入備貨周期，AI服務(wù)器對(duì)HPC芯片的需求持續(xù)穩(wěn)定，有機(jī)會(huì)推動(dòng)營收呈現(xiàn)個(gè)位季增長率趨勢(shì)。

此外，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2024年前五個(gè)月，臺(tái)積電的收入同比增長27%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過行業(yè)平均水平，這表明臺(tái)積電的市場(chǎng)需求依然強(qiáng)勁。

目前，臺(tái)積電在全球代工市場(chǎng)占有61%的市場(chǎng)份額，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過三星排名第二的11%。這種市場(chǎng)主導(dǎo)地位促使臺(tái)積電在客戶中更具吸引力。許多頂級(jí)芯片制造商，如Nvidia、AMD、蘋果和高通等，都是其長期合作伙伴。

隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能芯片的需求呈爆炸式增長。臺(tái)積電歐亞高級(jí)副總裁副總裁侯永清指出，今年，AI需求十分強(qiáng)勁，手機(jī)和PC業(yè)務(wù)也開始緩慢復(fù)蘇，但汽車配件和工控需求仍然略顯疲軟。

從數(shù)據(jù)來看，今年AI加速器比去年增長了2.5倍左右；今年P(guān)C市場(chǎng)將增長1-3%；經(jīng)過兩年的衰退，手機(jī)行業(yè)今年將增長1-3%；汽車零部件芯片市場(chǎng)今年需求疲軟，業(yè)績估計(jì)下降1-3%；IoT估計(jì)增長7-9%，但是與往年相比，增長20%是下降的。

花旗指出，大多數(shù)AI 目前，GPU采用4/5/7納米工藝，AI 隨著PC和智能手機(jī)需求的增加，疊加芯片制造技術(shù)的逐步成熟，預(yù)計(jì)大部分將在2025年底前轉(zhuǎn)移到3納米工藝。作為先進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，臺(tái)積電有望在2025年獲得更多的3納米芯片訂單，尤其是來自蘋果、高通和聯(lián)發(fā)科的客戶。屆時(shí)，臺(tái)積電3納米工藝的利用率將保持過度緊張。

此前臺(tái)積電還表示，預(yù)計(jì)2024年的資本支出在280億至320億美元之間，預(yù)計(jì)2025年將增加到350億至400億美元，這些高預(yù)算主要用于R&D和生產(chǎn)2/3納米工藝。

通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新和戰(zhàn)略投資，臺(tái)積電建立了堅(jiān)實(shí)的市場(chǎng)基礎(chǔ)。

全球產(chǎn)能擴(kuò)大，臺(tái)灣省先進(jìn)技術(shù)留在臺(tái)灣省

臺(tái)積電在中國臺(tái)灣省生產(chǎn)了世界上大多數(shù)最先進(jìn)的Cpu。然而，近年來，它正在改變戰(zhàn)略。在將制造業(yè)務(wù)留在臺(tái)灣省的同時(shí)，它還在美國建立了晶圓工廠，生產(chǎn)先進(jìn)芯片，在日本生產(chǎn)相當(dāng)先進(jìn)的處理器，并在歐洲生產(chǎn)專用芯片。

據(jù)悉，臺(tái)積電自2022年至2023年新建5家工廠，今年在建7家工廠，其中3家是晶圓廠，2家是封裝廠，2家是海外晶圓廠，今年臺(tái)積電先進(jìn)工藝占67%

就代工而言，臺(tái)灣新建的新竹Fabab 高雄Fab和20 22均為2nm晶圓廠，目前已開始安裝，預(yù)計(jì)2025年量產(chǎn)。

從全球來看，臺(tái)積電計(jì)劃在美國亞利桑那州投資650億美元建設(shè)三個(gè)尖端工藝晶圓廠。其中，第一個(gè)晶圓廠已經(jīng)開始安裝，預(yù)計(jì)明年將量產(chǎn)4nm。；第二座晶圓廠于2022年底開工，預(yù)計(jì)2028年將量產(chǎn)3nm。；三是晶圓廠仍在規(guī)劃中，預(yù)計(jì)2030年前將進(jìn)入量產(chǎn)。

臺(tái)積電計(jì)劃在日本熊本建設(shè)兩個(gè)晶圓廠，熊本第一個(gè)晶圓廠于2022年4月開工，預(yù)計(jì)今年第四季度量產(chǎn)22/28nm和12/16nm工藝；熊本二廠預(yù)計(jì)2027年量產(chǎn)6/7nm工藝。16nm晶圓廠將在德國臺(tái)積電建設(shè)，預(yù)計(jì)今年第四季度開工，2027年量產(chǎn)。

臺(tái)積電圍繞先進(jìn)封裝，也在加速CoWoS和SoIC產(chǎn)能的擴(kuò)大。據(jù)計(jì)劃，到2026年，CoWoS生產(chǎn)線的復(fù)合增長率將超過60%，到2023年底，產(chǎn)能將是2023年的4倍。與2023年相比，SoIC產(chǎn)能將增長8倍，復(fù)合增長率將達(dá)到100%。

采取多種措施，臺(tái)積電拉開了其大膽路線圖的序幕，在先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)封裝、國際布局等方面勾勒出宏偉的藍(lán)圖。但它也表示，最關(guān)鍵的發(fā)展應(yīng)該留在中國臺(tái)灣省。

今年5月，中國臺(tái)灣省新任科技部部長吳正文表示，他認(rèn)為臺(tái)灣省積電可以保護(hù)其獨(dú)特的先進(jìn)技術(shù)，繼續(xù)在向國際擴(kuò)張的同時(shí)在中國臺(tái)灣省建設(shè)其尖端晶圓廠。雖然臺(tái)灣省積電在全球范圍內(nèi)發(fā)展，但其最先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展仍將得到中國臺(tái)灣省的保障。

臺(tái)積電：全球工廠復(fù)制計(jì)劃

近日，臺(tái)積電也證實(shí)，其海外晶圓廠首次復(fù)制了中國臺(tái)灣省采用的技術(shù)配方。

目前，業(yè)界已經(jīng)深刻認(rèn)識(shí)到，大型跨國晶圓工廠需要一套復(fù)制設(shè)施的流程。隨著Gigafab(非常晶圓工廠)規(guī)模的擴(kuò)大，芯片制造商需要能夠快速將新的更新的制造工藝應(yīng)用到其他設(shè)施中，以保持必要的產(chǎn)量，避免因需要重新調(diào)整晶圓工廠而產(chǎn)生的季度瓶頸。

英特爾以其實(shí)施的“精確復(fù)制”計(jì)劃而聞名。該計(jì)劃允許其全球晶片廠共享工藝配方，以增加產(chǎn)量和降低性能波動(dòng)，成為英特爾的主要競爭優(yōu)勢(shì)之一。

同樣，隨著臺(tái)積電在全球范圍內(nèi)不斷增加新產(chǎn)能，為了盡快提高其在日本和美國新建晶圓廠的產(chǎn)量和質(zhì)量，也開始實(shí)施類似的計(jì)劃。

據(jù)悉，臺(tái)積電為了保證全球范圍內(nèi)的非常晶圓廠能夠達(dá)到一致的運(yùn)營效率和生產(chǎn)質(zhì)量，實(shí)施了統(tǒng)一的晶圓廠管理。同時(shí)，我們?nèi)匀恢铝τ谌驑I(yè)務(wù)的可持續(xù)發(fā)展，包括綠色制造、全球人才培養(yǎng)、供應(yīng)鏈本土化和社會(huì)責(zé)任。

提及工藝技術(shù)的改進(jìn)，主要有兩個(gè)主要機(jī)制：用來提高效益的持續(xù)工藝改進(jìn)（CPI），以及減少性能變化的統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC）。所以，通過全球Gigafab制造，臺(tái)積電可以利用CPI和SPC在全球范圍內(nèi)共享知識(shí)，從而提高CPI和SPC的產(chǎn)量和性能。

臺(tái)積電可能會(huì)開始新一輪漲價(jià)。

近日，多家芯片制造商和晶圓代工廠紛紛宣布調(diào)價(jià)。

頭部顧客(英偉達(dá))，AMD、英特爾、高通、聯(lián)發(fā)科、蘋果和谷歌相繼導(dǎo)入3 納米工藝，臺(tái)積電訂單已經(jīng)到了2026年。所以，臺(tái)積電可能會(huì)開始新一輪的漲價(jià)談判。

在6月4日的股東大會(huì)上，剛剛完全掌舵臺(tái)積電的新董事長魏哲家表示，目前所有的AI半導(dǎo)體都是臺(tái)積電生產(chǎn)的。暗示有漲價(jià)的想法，3nm代工價(jià)格可能會(huì)上漲5%以上。

需要注意的是，晶圓代工廠的“內(nèi)卷”已經(jīng)出現(xiàn)了收斂的信號(hào)。雖然晶圓廠的漲價(jià)還沒有成為既定事實(shí)，但各大晶圓廠的產(chǎn)能利用率已經(jīng)明顯提高，很多廠家已經(jīng)出現(xiàn)了滿產(chǎn)甚至利用率超過100%的情況。

從行業(yè)的角度來看，晶圓代工階段稼動(dòng)率的持續(xù)提高，以及部分代工廠的滿產(chǎn)，未來將帶來價(jià)格上漲的彈性。

另外，AI熱潮極大地促進(jìn)了CoWoS的需求，臺(tái)積電先進(jìn)封裝產(chǎn)能的短缺也將持續(xù)到2025年。據(jù)報(bào)道，臺(tái)積電先進(jìn)封裝每年的價(jià)格將上漲10%-20%。

三星代工在重重困境下如何突破？

臺(tái)積電就像一個(gè)穩(wěn)健的領(lǐng)導(dǎo)者，而三星則仿佛陷入了許多困境，這是先進(jìn)制程芯片的激烈競爭。

尤其在尋求突破3nm工藝的過程中，三星的電子良率和能效問題尤為明顯。但是，隨著全球無晶圓廠半導(dǎo)體公司和科技巨頭紛紛將目光投向3nm工藝，未來作為主流技術(shù)的趨勢(shì)已經(jīng)明朗。臺(tái)積電以其卓越的技術(shù)實(shí)力，在這一背景下，吸引了眾多企業(yè)的青睞，英偉達(dá)，AMD、業(yè)內(nèi)巨頭如英特爾、高通、聯(lián)發(fā)科、蘋果、谷歌等已經(jīng)決定將訂單交付給世界上最大的代工芯片制造商。這個(gè)決定無疑進(jìn)一步擴(kuò)大了臺(tái)積電和三星電子在市場(chǎng)份額上的差距。

雖然三星曾經(jīng)在3nm工藝領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位，但現(xiàn)實(shí)相當(dāng)殘酷。據(jù)報(bào)道，三星電子代工部門的原型在關(guān)鍵指標(biāo)上明顯落后于臺(tái)積電，使其在本次比賽中失去了早期的優(yōu)勢(shì)地位。谷歌、高通等公司的選擇對(duì)三星也是一個(gè)沉重的打擊。經(jīng)過深思熟慮，他們最終決定將訂單交給臺(tái)積電，這無疑讓三星的處境雪上加霜。

根據(jù)TrendForce的數(shù)據(jù)，今年一季度，三星電子的代工市場(chǎng)份額有所下降，而臺(tái)積電的市場(chǎng)份額有所上升。這種趨勢(shì)意味著臺(tái)積電在半導(dǎo)體代工領(lǐng)域的地位在未來會(huì)更加穩(wěn)定，而三星則需要在技術(shù)和市場(chǎng)戰(zhàn)略上做出更多的努力來追求領(lǐng)先者。

三星公布了未來的工藝路線圖

近日，三星在2024年三星代工論壇上發(fā)布了其芯片制造技術(shù)的最新路線圖，主要涉及2納米/1.4納米技術(shù)，并將在未來三年內(nèi)為客戶提供具有背面供電技術(shù)的路線圖。

在這些節(jié)點(diǎn)中，SF2節(jié)點(diǎn)(以前稱為SF3P)預(yù)計(jì)將于2025年推出，主要針對(duì)高性能計(jì)算和智能手機(jī)應(yīng)用。三星的2nm工藝性能比3nm工藝(SF3)提高12%，功率效率提高25%，面積下降5%。

三星計(jì)劃于2026年推出SF2P，這是SF2性能增強(qiáng)版，其特點(diǎn)是速度更快但密度更低；三星將于2027年發(fā)布。SF2Z，該產(chǎn)品將采用背面供電技術(shù)(BSPDN)，這樣可以提高晶體管的性能和密度。另外，這種改進(jìn)還旨在提高電源質(zhì)量和管理壓降。(IR Drop)，為了應(yīng)對(duì)先進(jìn)芯片生產(chǎn)中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

計(jì)劃的三星SF1.4節(jié)點(diǎn)(1.4納米)意味著預(yù)計(jì)2027年三星將進(jìn)入1.4 納米級(jí)跑道。不像SF2Z，SF1.4將不包括背面電源傳輸，這使得三星不同于英特爾和臺(tái)積電，后者將在其2nm級(jí)和1.6nm級(jí)節(jié)點(diǎn)引入背面電源技術(shù)。

除推出高檔節(jié)點(diǎn)外，三星還推出了4納米節(jié)點(diǎn)的高性價(jià)比組合SF4U節(jié)點(diǎn)，通過光學(xué)收縮提高了功率、性能和面積，預(yù)計(jì)將于2025年量產(chǎn)。

在2nm及以下節(jié)點(diǎn)上，三星最新的工藝技術(shù)路線圖顯示了它的不斷創(chuàng)新與發(fā)展。三星致力于在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位，隨著BSPDN技術(shù)的引入和1.4nm節(jié)點(diǎn)的推出。

在過去的一年里，三星代工的AI需求增長了80%。預(yù)計(jì)到2028年，其AI芯片代工客戶數(shù)量將比2023年增長4倍，代工銷量將比2023年增長9倍。

三星電子正在開發(fā)一種集成包裝晶圓代工非內(nèi)存半導(dǎo)體和HBM的AI解決方案，旨在制造高性能、節(jié)能的AI芯片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，這項(xiàng)新技術(shù)有望縮短研發(fā)到生產(chǎn)的時(shí)間約20%。

“在許多技術(shù)圍繞人工智能不斷發(fā)展的時(shí)代，實(shí)現(xiàn)人工智能的關(guān)鍵在于高性能、低功耗的半導(dǎo)體，”三星電子總裁兼代工業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人崔時(shí)永博士說。除了完善AI芯片優(yōu)化的GAA技術(shù)外，我們還計(jì)劃推出集成共封裝光學(xué) (CPO) 該技術(shù)為客戶提供一站式人工智能解決方案，實(shí)現(xiàn)高速、低功耗的數(shù)據(jù)處理。

此外，在論壇上，三星還分享了2027年選擇硅光子的計(jì)劃，這是他第一次宣布這樣的計(jì)劃。與I/O相比，預(yù)計(jì)使用光纖在芯片上傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸速度將大大提高。

三星晶圓廠又失去了顧客，

如上所述，客戶紛紛決定將訂單交給臺(tái)積電，這無疑使三星的處境雪上加霜。

近日，有消息稱，曾經(jīng)使用三星代工廠的設(shè)計(jì)公司Gaonchips作為其生產(chǎn)合作伙伴的DeepX最近與臺(tái)積電的設(shè)計(jì)公司合作伙伴Asicland簽署了一項(xiàng)協(xié)議，計(jì)劃使用臺(tái)積電的先進(jìn)節(jié)點(diǎn)來制作神經(jīng)控制部件（NPU）的SoC。

另外，盡管有傳言說三星已經(jīng)為AMD提供了很長時(shí)間的3nm工藝服務(wù)，但是AMD CEO Lisa 在2024年臺(tái)北國際電腦展會(huì)上，Su強(qiáng)調(diào)，該公司仍在與臺(tái)積電合作。

很容易看出，爭奪競爭者的先進(jìn)制程訂單是多么困難。

除上述3nm客戶丟失外，三星的4nm工藝也在這里付出了代價(jià)。

本來高通連續(xù)兩代芯片交給三星代工，但據(jù)說三星的4nm技術(shù)只有35%的良率，這使得產(chǎn)能一直無法提高，導(dǎo)致高通不得不將訂單轉(zhuǎn)讓給臺(tái)積電，讓后者代工4nm驍龍8。 Gen 1 Plus芯片。跟進(jìn)驍龍8 、驍龍8 Gen 2到驍龍7 芯片，高通已轉(zhuǎn)向臺(tái)積電。

RTX，英偉達(dá) 40顯卡也放棄了三星，改用了臺(tái)積電的5nm工藝，而且這些廠商將來還會(huì)繼續(xù)與臺(tái)積電合作。

可以看出，三星為自己芯片技術(shù)的良率付出了慘痛的教訓(xùn)。除了跟上節(jié)奏，三星晶圓代工部門還要盡最大努力提高良率，否則因?yàn)榱悸实投鵁o人問津的故事會(huì)重演。

英特爾代工，針對(duì)尖端節(jié)點(diǎn)

新一輪AI浪潮導(dǎo)致的計(jì)算能力需求迅速膨脹，不僅將GPU之王英偉達(dá)捧上了神壇，也讓CPU霸主英特爾看起來有點(diǎn)孤獨(dú)。

根據(jù)2024年第一季度的財(cái)務(wù)報(bào)告，英特爾的收入保持增長，但利潤并沒有大幅提升。然而，面對(duì)競爭，英特爾仍然努力工作。從大舉下注AI芯片和芯片代工的動(dòng)作來看，英特爾正在新的AI時(shí)代找到失落的王座。

就代工業(yè)務(wù)而言，英特爾也在積極推動(dòng)其前沿戰(zhàn)略目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的發(fā)展。

最近，英特爾宣布，intel已經(jīng)開始為客戶批量生產(chǎn) 3工藝，Intel 英特爾IDM3代表英特爾 2.0戰(zhàn)略中的第三個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)，它旨在在四年內(nèi)開發(fā)五個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)，并將成為第一個(gè)針對(duì)代工廠制造的先進(jìn)節(jié)點(diǎn)。

Intel 3過程節(jié)點(diǎn)帶來的一些主要優(yōu)點(diǎn)包括更密集的設(shè)計(jì)庫、更多的晶體管驅(qū)動(dòng)電流和更多的EUV應(yīng)用。這個(gè)節(jié)點(diǎn)還有三個(gè)組合，包括三個(gè)組合-T、3-E 和 3-PT。前兩種組合與Intel組合 與4相比，每瓦性能提高了18%，而PT則帶來了額外的性能，使用方便。所有四個(gè)節(jié)點(diǎn)組合均支持240nm高性能和210nm高密度庫。其中，“T”代表硅通孔 (TSV)，它是一種垂直方向的電氣連接，可以實(shí)現(xiàn)芯片元件之間或堆疊芯片之間的高速連接。

對(duì)英特爾來說，Intel 3將在未來至少十年內(nèi)長期支持代工客戶，從而為汽車、物聯(lián)網(wǎng)等需要更長生命周期的應(yīng)用打開大門。Intel 三是生產(chǎn)上坡不僅僅是一項(xiàng)生產(chǎn)成果，它代表了英特爾代工的重要里程碑和確認(rèn)點(diǎn)。

值得注意的是，Intel 三個(gè)節(jié)點(diǎn)是英特爾路線圖上最后一代FinFET節(jié)點(diǎn)，由于從下一代開始，英特爾就開始推出其GAA晶體管RibbonFET。

五月份的財(cái)務(wù)報(bào)告電話會(huì)議，Intel 帕特·基辛格CEO(Pat Gelsinger)指出，公司第一代GAA intel，RibbonFET技術(shù)， 預(yù)計(jì)今年將推出20A；后續(xù)產(chǎn)品是intel 預(yù)計(jì)2025年上半年將投入生產(chǎn)18A，并將繼續(xù)推進(jìn)到2027年的Intel。 10A節(jié)點(diǎn)。

RibbonFET和PowerVia技術(shù)是英特爾的兩大利器：RibbonFET是英特爾對(duì)GAA晶體管的實(shí)現(xiàn)，它將成為英特爾自2011年首次推出FinFET以來的第一個(gè)全新晶體管結(jié)構(gòu)；PowerVia是英特爾獨(dú)有的，是行業(yè)內(nèi)第一個(gè)背面電能傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過清除晶圓正面供電線路的需要，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行優(yōu)化。

在英特爾的計(jì)劃中，ASML最新的High也將率先被采用。-NA EUV光刻機(jī)，這與競爭者不同。英特爾說，新工具可以大大提高下一代Cpu的分辨率和功能擴(kuò)展能力，使英特爾代工在英特爾18A之后能夠繼續(xù)保持技術(shù)領(lǐng)先水平。

同時(shí)，英特爾也在不斷加大力度，Intel于今年2月公布。 High用于14A工藝。-NA EUV技術(shù)，預(yù)計(jì)2026年最快量產(chǎn)。而且最新的14A-E版本在14A的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高了能耗效率。

英特爾強(qiáng)調(diào)了ASML TWINSCAN EXE:5000 High-NA EUV光刻設(shè)備組合的重要性，這將為英特爾的工藝技術(shù)帶來新的突破，進(jìn)一步推動(dòng)工藝藍(lán)圖的實(shí)現(xiàn)。

英特爾：努力成為世界第二大代工廠

英特爾的“全新工藝技術(shù)路線圖”證實(shí)，其“四年五個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)”路線圖仍在有序推進(jìn)，并將率先在行業(yè)內(nèi)提供背面供電解決方案。英特爾預(yù)計(jì)將于2025年通過Intel 18A工藝節(jié)點(diǎn)重新獲得工藝領(lǐng)先地位。

可以看出，英特爾正在規(guī)劃一條新的道路，試圖讓自己成為晶圓代工市場(chǎng)的重要參與者，與臺(tái)積電、三星等晶圓代工廠競爭，希望重新獲得世界領(lǐng)先芯片制造商的地位。

英特爾的目標(biāo)是在2030年成為世界第二大半導(dǎo)體制造工廠。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，英特爾正在加強(qiáng)執(zhí)行力，推動(dòng)面向AI時(shí)代的系統(tǒng)代工，創(chuàng)造前沿和多樣化的制造能力。

此外，英特爾還重點(diǎn)介紹了其在成熟工藝節(jié)點(diǎn)方面的進(jìn)展，目前已于今年1月宣布與UMC聯(lián)合開發(fā)的全新12納米節(jié)點(diǎn)。英特爾代工計(jì)劃每兩年推出一個(gè)新節(jié)點(diǎn)，通過英特爾領(lǐng)先的工藝技術(shù)，一路推出節(jié)點(diǎn)演變版，幫助客戶不斷完善產(chǎn)品。

英特爾代工也宣布將FCBGA 2D 英特爾代工先進(jìn)系統(tǒng)包裝及檢測(cè)（Intel Foundry ASAT）在技術(shù)組合中，這種組合將包括FCBGA 2D、FCBGA 2D 、EMIB、Foveros和Foveros Direct等技術(shù)。

英特爾代工策略&換帥策略

自打Pat 自2021年Gelsinger重返英特爾CEO崗位以來，公司一直積極調(diào)整戰(zhàn)略，致力于擺脫傳統(tǒng)產(chǎn)品和制造技術(shù)難以按計(jì)劃實(shí)現(xiàn)的困境。在蓋爾辛格的領(lǐng)導(dǎo)下，英特爾使用了“IDM2”.以0為核心戰(zhàn)略，不斷推進(jìn)新產(chǎn)品和制造技術(shù)的研究與開發(fā)。

英特爾推出了IFSS，這是IDM2.0戰(zhàn)略的重要組成部分。（Intel Foundry Service）與傳統(tǒng)的制造模式不同，IFS向除Intel產(chǎn)品部門外的其他公司開放了英特爾的生產(chǎn)設(shè)施，承接他們?cè)O(shè)計(jì)的半導(dǎo)體產(chǎn)品的生產(chǎn)。這種創(chuàng)新模式不僅擴(kuò)大了英特爾的業(yè)務(wù)范圍，而且給英特爾帶來了更多的合作機(jī)會(huì)和市場(chǎng)潛力。

半導(dǎo)體行業(yè)被稱為“規(guī)模效應(yīng)”的代表，其業(yè)務(wù)規(guī)模對(duì)制造效率有重要影響。目前，TSMC等制造商致力于委托制造高性能半導(dǎo)體，已超過Intel制造部門，僅針對(duì)Intel。然而，英特爾正在積極尋求規(guī)模和質(zhì)量的平衡，通過IFS業(yè)務(wù)的推出，實(shí)現(xiàn)更大的市場(chǎng)份額和競爭優(yōu)勢(shì)。

通過明確的目標(biāo)、積極的路線圖、創(chuàng)新的英特爾IDM2.IFS業(yè)務(wù)戰(zhàn)略和戰(zhàn)略在半導(dǎo)體行業(yè)中，其競爭力和領(lǐng)導(dǎo)力正在逐步顯現(xiàn)。

一個(gè)多月前，英特爾宣布聘請(qǐng)了高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理凱文·奧巴克利擔(dān)任其代工芯片制造業(yè)務(wù)，這意味著英特爾在代工領(lǐng)域的新一輪戰(zhàn)略布局正式啟動(dòng)。奧巴克利在IBM、格芯、Avera 曾擔(dān)任高級(jí)職位的Semiconductor和Marvell等知名企業(yè)

奧巴克利的到來無疑為英特爾的代工業(yè)務(wù)注入了新的活力。他將在5月底接任即將退休的斯圖·潘恩，成為執(zhí)行領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)的一員，并向首席執(zhí)行官帕特·基辛格報(bào)告。這一變化不僅體現(xiàn)了英特爾對(duì)代工業(yè)務(wù)的重視，也體現(xiàn)了他對(duì)半導(dǎo)體市場(chǎng)未來發(fā)展趨勢(shì)的深刻洞察。

隱藏巨額虧損，英特爾面臨集體訴訟

根據(jù)國外媒體最近的披露，英特爾正面臨一項(xiàng)集體訴訟，投資者指控其在“英特爾代工服務(wù)”部門遭受約70億美元的巨額損失。

報(bào)告稱，當(dāng)投資者指控英特爾在今年1月報(bào)告2023年業(yè)績時(shí)，沒有正確披露制造部門的損失。投訴指控，英特爾夸大了其代工服務(wù)部門的發(fā)展和收益，該部門在2023年實(shí)際遭受了巨額損失，產(chǎn)品利潤也下降，導(dǎo)致公司及其代工策略的積極聲明誤導(dǎo)，涉嫌虛假聲明或隱瞞。

不僅如此，英特爾還將約30%的產(chǎn)能外包給臺(tái)積電等晶圓代工廠商，這一行為也進(jìn)一步激怒了投資者。

投訴具體列舉了英特爾涉嫌的虛假陳述或隱瞞行為，包括：

發(fā)展英特爾代工服務(wù)并不意味著內(nèi)部部門可以報(bào)告的收入增長；

2023年英特爾代工部門在2023 每年都有重大經(jīng)營虧損；

由于內(nèi)部收入下降，該部門產(chǎn)品利潤下降；

所以，代工模式不會(huì)成為公司集成封裝試驗(yàn)（IFS）有力的戰(zhàn)略推手；

由于上述原因，被告對(duì)公司業(yè)務(wù)、經(jīng)營和前景的積極表態(tài)在本質(zhì)上是誤導(dǎo)性的或缺乏合理的依據(jù)。

這個(gè)訴訟由Levi提起 & Korsinsky律師事務(wù)所發(fā)起，呼吁英特爾投資者加入對(duì)該公司的集體訴訟。

除了先進(jìn)的工藝外，

三巨頭“火拼”先進(jìn)封裝

從三大代工巨頭的路線圖來看，先進(jìn)晶圓代工市場(chǎng)競爭激烈，臺(tái)積電和三星在先進(jìn)工藝上競爭，英特爾四年五大節(jié)點(diǎn)工藝開發(fā)按計(jì)劃進(jìn)行。

三大晶圓代工巨頭頻繁行動(dòng)，正在進(jìn)行新一輪的競爭。

參考資料：全球半導(dǎo)體觀察

誰將成為下一個(gè)晶圓產(chǎn)業(yè)的“王者”可能仍然是一個(gè)懸而未決的問題，但可以肯定的是，持續(xù)的創(chuàng)新和技術(shù)突破將成為決定性因素。

另一方面，在摩爾定律逐漸放緩的趨勢(shì)下，僅從微縮晶體管的角度來看，提高密度以提高芯片特性是無效的。因此，先進(jìn)的封裝已經(jīng)成為后摩爾時(shí)代填充芯片性能和成本的重要解決方案之一。

它也成為晶圓代工巨頭們的新戰(zhàn)場(chǎng)。

在這些領(lǐng)域中，臺(tái)積電是世界先進(jìn)封裝技術(shù)的領(lǐng)頭羊，擁有3D Fabric擁有CoWoS、InFO、各種先進(jìn)的封裝工藝，如SoIC。

CoWoS是臺(tái)積電最經(jīng)典、最先進(jìn)的封裝技術(shù)之一。自2011年以來，臺(tái)積電的CoWoS技術(shù)已迭代至第五代，期間中介層面積、晶體管數(shù)量、內(nèi)存空間不斷擴(kuò)大。英偉達(dá)，AMD、在臺(tái)積電CoWoS工藝中，博通、Marvell等都是大客戶。

CoWoS臺(tái)積電結(jié)構(gòu)示意圖

自AIGC走紅以來，CoWoS也成為行業(yè)焦點(diǎn)，行業(yè)重量級(jí)客戶不斷為臺(tái)積電增加CoWoS訂單。為了滿足大客戶的需求，臺(tái)積電加快了CoWoS先進(jìn)封裝產(chǎn)能的擴(kuò)大步伐。

此外，臺(tái)積電還開發(fā)了CoWoS技術(shù)的廉價(jià)版本，即InFO技術(shù)，降低了產(chǎn)品成本和包裝高度。這也是InFO技術(shù)在移動(dòng)應(yīng)用和HPC市場(chǎng)成功的重要原因，為臺(tái)積電能夠壟斷蘋果A系列Cpu奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。

2018年，除CoWoS和InFO外，臺(tái)積電首次向外部公布了創(chuàng)新的系統(tǒng)整合單芯片。(SoIC)SoIC是一種多芯片3D堆疊技術(shù)，這表明臺(tái)積電已經(jīng)擁有3D直接為客戶生產(chǎn)。 IC能力。高密度3D是業(yè)界第一個(gè)高密度3D SoIC被認(rèn)為是“3D封裝前沿”技術(shù)，chiplet堆疊技術(shù)。

SoIC可能成為行業(yè)未來發(fā)展的主要封裝技術(shù)趨勢(shì)，因?yàn)樗哂谐量酌芏雀?、傳輸速度更快、功耗更低的?yōu)點(diǎn)。目前，臺(tái)積電也在積極上升SoIC的產(chǎn)能計(jì)劃，計(jì)劃到2024年底，月產(chǎn)能躍升至5000-6000個(gè)，以滿足未來AI和HPC的強(qiáng)勁需求。

可以看出，臺(tái)積電憑借其先進(jìn)的封裝技術(shù)獲得了巨大的收益。

自然，英特爾，三星兩個(gè)勁敵在這個(gè)領(lǐng)域也絲毫不敢懈怠。

經(jīng)過多年的技術(shù)探索，英特爾先后推出了EMIB、Foveros和Co-多種先進(jìn)的封裝技術(shù)，如EMIB，在互連密度、功率效率和可擴(kuò)展性三個(gè)方面不斷完善。

根據(jù)英特爾發(fā)布的先進(jìn)封裝技術(shù)藍(lán)圖，其計(jì)劃將傳統(tǒng)基板轉(zhuǎn)換為更先進(jìn)的玻璃基板，以實(shí)現(xiàn)新的超越；同時(shí)，英特爾還將通過玻璃基板設(shè)計(jì)和光學(xué)傳輸?shù)姆绞?，在布局硅光模塊中增加CPO(共封裝光學(xué))技術(shù)的信號(hào)交換頻率，從而優(yōu)化計(jì)算成本。

結(jié)合英特爾在先進(jìn)工藝上的一系列動(dòng)態(tài)，外部預(yù)計(jì)英特爾將結(jié)合先進(jìn)工藝和先進(jìn)封裝，希望在晶圓代工領(lǐng)域達(dá)到“1加1大于2”的效果。

三星在2.5D/3D先進(jìn)封裝技術(shù)領(lǐng)域也在積極布局，II已推出。-Cube、X-先進(jìn)的包裝技術(shù)，如Cube。三星推出的I-Cube技術(shù)，對(duì)于2.5D封裝，可與臺(tái)積電的CoWoS技術(shù)相媲美。對(duì)于3D封裝，三星在2020年推出了X-Cube技術(shù)，通過TSV將硅晶圓或芯片物理堆疊起來，最大限度地縮短了互聯(lián)長度，同時(shí)降低了功耗，提高了傳輸速度。

此外，三星計(jì)劃在2024年量產(chǎn)X-Cube封裝技術(shù)，可以處理比普通沉孔更多的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2026年將推出比X-Cube處理更多數(shù)據(jù)的無沉孔封裝技術(shù)。它具有從存儲(chǔ)器和處理器芯片設(shè)計(jì)和制造到先進(jìn)封裝業(yè)務(wù)組合的優(yōu)點(diǎn)。

總體而言，先進(jìn)芯片是工藝的血戰(zhàn)，也是先進(jìn)封裝的對(duì)抗。先進(jìn)的封裝與工藝可謂密切相關(guān)，作為性能持續(xù)提升的重要保證，在提高芯片集成度、加強(qiáng)互聯(lián)、優(yōu)化性能等方面發(fā)揮了重要作用。爭奪工藝節(jié)點(diǎn)時(shí)間，高級(jí)封裝已經(jīng)成為三大巨頭“不可忽視”的變數(shù)。

更先進(jìn)包裝的詳細(xì)技術(shù)細(xì)節(jié)和廠家布局，筆者在之前的文章《臺(tái)積電“攻防戰(zhàn)”》中、先進(jìn)封裝大戰(zhàn)，升級(jí)！有詳細(xì)的介紹，更具體的內(nèi)容可以跳轉(zhuǎn)到上面了解。

寫在最后

根據(jù)Counterpoint的數(shù)據(jù)，2024年第一季度，半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)顯示出需求復(fù)蘇的跡象。經(jīng)過幾個(gè)季度的連續(xù)去庫存，該行業(yè)的渠道庫存已經(jīng)趨于正?；?。2024年，晶圓代工行業(yè)將成為AI強(qiáng)勁需求和終端設(shè)備需求復(fù)蘇的主要增長動(dòng)力。

隨著全球經(jīng)濟(jì)的逐步復(fù)蘇和半導(dǎo)體需求的不斷增加，這些確實(shí)有助于晶圓工廠抓住市場(chǎng)機(jī)遇，提高產(chǎn)能利用率，增強(qiáng)與客戶的合作關(guān)系。

然而，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是一個(gè)高度競爭和不斷變化的產(chǎn)業(yè)，晶圓工廠需要不斷創(chuàng)新和優(yōu)化戰(zhàn)略，以適應(yīng)市場(chǎng)的長期變化。此外，我們還需要關(guān)注全球產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定性、技術(shù)進(jìn)步以及政策和地緣政治因素的影響。

回到行業(yè)格局，盡管臺(tái)積電的產(chǎn)能占比超過60%，但仍難以完全保持巨大的先進(jìn)工藝市場(chǎng)。即使三星和英特爾的芯片會(huì)陷入性能或良率“滑鐵盧”的風(fēng)險(xiǎn)，一些制造商仍然愿意在產(chǎn)能和價(jià)格因素的驅(qū)動(dòng)下“品嘗螃蟹”。

未來，臺(tái)積電、三星和英特爾將長期圍繞先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)封裝技術(shù)展開競爭，代工三巨頭的拔河戰(zhàn)將成為推動(dòng)摩爾韌性前進(jìn)的動(dòng)力，推動(dòng)下一個(gè)“彎道”時(shí)刻的到來。

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