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揭密!半導體巨人Intel再次挑戰晶圓代工 背後圖謀「這個」

2021-04-07
作者: 林宗輝

▲(圖/CFP)

英特爾新任執行長Pat Gelsinger(帕特.杰辛格)在台灣時間3月24日清晨5時舉辦了線上說明會,宣告英特爾將投入200億美元在美國設廠,並以IDM(Integrated Device Manufacturing,垂直整合製造)2.0的形式,重返晶圓代工業務。

這個消息讓產業大為震驚,資本市場也同樣做出了反應。英特爾盤後大漲約六%,而台積電ADR下挫近2%;接著台股開盤後,台積電一度大跌3%。不過在產業逐漸清楚英特爾的盤算之後,隔日台積電大漲近3%,市場看好英特爾的策略轉變,股價也續漲。

英特爾所謂的IDM2.0到底是什麼?英特爾內部人士表示,就是把原本只為自家公司服務的IDM模式轉移套用到客戶身上,提供從晶片設計/客製化、晶圓製造到封裝測試等傳統半導體上下游環節的一條龍服務。

乍看之下,英特爾重返晶圓代工似乎是老調重彈。畢竟英特爾早在近10年前IDM1.0時代,就已經為當時的Altera代工FPGA(現場可程式化邏輯閘陣列)晶片,最後英特爾把Altera收購,成為旗下產品部門之一。

2016年,英特爾想要利用其優勢製程技術,擴大為業界提供晶圓代工服務,為此,宣布與架構競爭對手安謀達成合作,可以在自家晶圓廠為客戶生產基於安謀架構的晶片;當時的英特爾執行長Brian Krzanich(布萊恩.科再奇)甚至於自家開發者大會上,正面向台積電發起挑戰。但結果顯而易見,當時第一個,也是唯一真正投產的客戶就是中國展訊,後因無法突破的技術問題,英特爾2018年先宣布放棄晶圓代工業務,2019年亦停止了與展訊的合作,成了英特爾的重大挫敗。因此有人就認為,不到3年又宣布要重返晶圓代工,似乎不是什麼明智的作法。

《目標1》嚇阻三星、台積電

從設計到代工 2015年擴大市場版圖

但這次,杰辛格強調,上次的失敗經驗讓英特爾認知到,如果要做晶圓代工業務,必須提供較傳統IDM與晶圓代工業者更具優勢的服務內容。他認為,英特爾在過去幾年發展了極佳的IP、軟體、晶片設計、封裝技術等,尤其是在3D封裝技術領域,更是全世界最強,結合這些優勢,能帶給客戶更好的產品設計與製造優勢。

他指出,英特爾能夠在IDM2.0中提供更強大的設計工具,以及不同IP的搭配設計,諸如英特爾自家的X86架構,最流行的ARM架構,以及新興的RISC-V,英特爾都能夠進行服務,並達到客戶的要求;杰辛格表示,英特爾將成為「世界級的晶圓代工廠」,並稱到2025年將讓英特爾在每年1000億美元規模的晶圓代工市場中占有一席之地。

在杰辛格秀出的簡報中也能看到,未來的IDM2.0產能會以歐美客戶為主要的服務對象,尤其是美國本土產能的確保。CNBC報導指出,此事有著國家安全層面的意涵;今年2月,美國總統拜登表示,將晶片製造業務外包,使美國更容易受到供應鏈中斷的影響,解決晶片短缺問題,是政府的當務之急。

杰辛格談到「為何要擴張英特爾自有產能」時,提到目前絕大多數半導體產能都集中在亞洲,這樣下去對美國的國家安全有很大的威脅,而且也不利於美國高科技產業,甚至軍工產業的發展,對美國的國家安全將造成很大的威脅。這方面也延續了英特爾前任執行長Bob Swan(史旺)先前對美國政府的公開呼籲,要求美國政府大舉投資半導體產業,並且實現晶片國造。杰辛格更露骨地表明:「應該投資英特爾的產能擴張,而不是補助如台積電這類外來業者在美國設廠。」事實上,美國總統拜登主打「美國製造」政策,接下來將實施規模3兆至4兆美元的基礎建設方案之中,預計將納入半導體產業補助措施。摩根大通晶片分析師Harlan Sur(蘇爾)預測,半導體相關誘因與補助規模將介於350億到370億美元,其中用於本土晶片製造經費約180億到200億美元,用於獎勵晶片研發經費則約150億到170億美元。

▲英特爾將在歐美大舉蓋廠,擴張產能。(圖/達志)

《目標2》看準歐美需求

緊掐國安、缺貨軟肋 拉攏科技巨頭

研調機構Moor Insights & Strategy創辦人Patrick Moorhead(穆爾海德)認為,英特爾在晶圓廠的投資,絕對不僅止於200億美元的投資。他覺得,如果杰辛格及董事會對未來的技術能力沒有信心,或者沒得到終端客戶支持,便不會進行這些投資。儘管杰辛格強調這筆投資並未接受聯邦或州政府補助,穆爾海德相信,英特爾將獲得歐盟及美國的資助以加速擴大產能。實際上,杰辛格當天指出,英特爾晶圓代工計畫已獲得多家科技巨頭熱烈支持,包括亞馬遜、微軟、思科、IBM及高通等。思科董事長兼執行長Chuck Robbins(羅賓斯)表示,英特爾數十年來一直是思科的合作夥伴,他們對英特爾打造世界一流晶圓廠的計畫鼓掌歡迎。亞馬遜網路服務(AWS)資深副總裁Peter DeSantis(狄桑提斯),亦對英特爾大舉跨入晶圓市場表示鼓勵。

在發表會中,微軟執行長Satya Nadella(薩蒂亞.納德拉)也出場為英特爾的布局撐腰,他表示,未來如微軟這類公司會對自有晶片設計需求非常高,但是晶片從設計、投產,最後變成系統,需要很複雜的技術,像微軟這類業者對軟體或系統很有心得,但是晶片設計與製造方面,就需要英特爾的幫助。

杰辛格在說明會中提到了一個關鍵訊息,那就是七奈米的難點已經突破,而關鍵在於全面引入EUV(極紫外光)機台。換言之,先前英特爾在7奈米遇到困難,主要就是想以現有的DUV(深紫外光)機台來生產,而為了要超越DUV機台的物理限制,就必須以多重顯影的方式來曝光,這也是台積電第1代7奈米所採用的方式。但是英特爾沒有考慮到,由於其所定義的7奈米幾乎等於台積電的5奈米製程,即使採用多重顯影技術,DUV機台仍無法負荷。

《目標3》用整合縮小製程差距

突破七奈米難點 搭配3D封裝技術攬客

值得注意的是,隨著英特爾在七奈米全面採用EUV機台,也同樣帶動相關業者,如ASML(艾司摩爾)與AMAT(應用材料)的股價大漲,可以說這波英特爾的策略轉變,獲益最大的還是上游設備業者。

杰辛格不止一次強調,英特爾擁有全球最強的3D封裝技術,與製程搭配之下,可以更加善用自身的晶片技術資源,由於英特爾正努力推動包含CPU、GPU、FPGA、AI等不同運算架構的XPU技術概念,而且都有了一定的成果,配合Chiplet(小晶片)概念的風向,可以更加有效率地調配出客戶需要的晶片產品。

不過,花旗以及部分分析機構仍認為,英特爾的策略不切實際,因為晶片設計業者不會向競爭者下單生產晶片。

但並非所有對晶片設計有需求的客戶都和英特爾競爭。事實上,目前美國幾個科技巨頭,如臉書、亞馬遜、谷歌、蘋果、微軟,以及特斯拉,這些業者過去都是英特爾或英特爾所收購晶片公司的老客戶,但如今在雲端運算服務,以及終端產品中,都或有計畫或已採用自研晶片。

關鍵在於,英特爾過去缺乏客製化的彈性服務能力,迫使這些客戶轉而自行發展晶片。若英特爾能夠提供高彈性與高附加價值的客製化服務,那麼或許就能使這些老客戶重回英特爾的懷抱。尤其,這些潛在客戶多半不會需要龐大的晶圓代工產能,他們需要更高階的設計服務,並整合更多不同的運算功能進到晶片裡面,英特爾自豪的3D封裝就能夠幫助這些客戶達成他們的設計需求。

《目標4》要當市場分配者

劍指高階客戶訂單 彈性委外代工

某晶片設計業者認為,英特爾的規畫對蘋果和高通甚至特斯拉也都有很大的誘因,一來產能位於美國本土,二來,蘋果Apple Silicon與特斯拉AI晶片走向高效能,與英特爾的製程可以配合。而英特爾把基頻技術賣給蘋果後,也不再是高通的競爭者。

英特爾的IDM2.0還有一個重要關鍵,那就是積極尋求第3方晶圓代工廠的合作,透過這個布局,英特爾能夠站在更高的視野,更彈性地運用全球晶圓代工產能,從而避免自家產能過剩或不足的狀況。

也因此業界認為,英特爾的IDM2.0,其實某方面也有擴大與台積電等晶圓代工業者合作的意味,而只要台積電持續精進製程技術,英特爾就離不開台積電。因此,因IDM2.0受害的業者,反而可能是三星,以及有在承接客製化晶片訂單的超微。三星的晶圓代工技術層次恐怕被英特爾超越;而超微除必須與英特爾搶原本已經夠緊俏的台積電製程,其客製化服務發展亦可能受阻。

▲拜登認為美國需要掌握更高階的晶圓製造能力,避免風險。(圖/達志)

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