競爭又合作？英特爾重回王者之路要靠台積電
2022-04-11
作者
Alan Patterson，EE Times特約記者
根據產業分析師調查，英特爾將委託將於今年量產最新製程的台積電製造3奈米晶片，而英特爾和蘋果很可能是台積電該最先進節點量產時的唯兩家客戶...
英特爾(Intel)正在增加對昔日競爭對手台積電(TSMC)的依賴以衝刺銷售量，同時其終極目標是重新奪回製造規模和晶片製程技術的世界領導地位。
根據三位產業分析師的調查，英特爾將加入蘋果(Apple)的行列，委託將於今年量產最新製程的台積電製造3奈米晶片。分析師們指出，英特爾和蘋果很可能是台積電該最先進節點量產時的唯兩家客戶。
在2月中旬舉行的英特爾投資者會議上，執行長Pat Gelsinger重申該公司「奪回晶片業務領導者地位」的承諾。已在英特爾掌舵一年的Gelsinger表示，該公司將「在四年內前進5個節點；」在奈米之後，晶片製程將進展至埃米(angstrom，符號為Å)。
英特爾能否成功躍進仰賴台積電在5奈米和3奈米節點上的助力，挑戰之一是將台積電生產的Chiplet與英特爾自家製造的Chiplet結合在單一元件中，例如代號為Ponte Vecchio的資料中心GPU產品。這涉及利用英特爾的新封裝技術──包括嵌入式多晶片互連橋接(multi-die interconnect bridge，EMIB)與3D封裝解決方案Foveros──來結合台積電5奈米製程Chiplet與英特爾自家晶片。
這也是晶片結構從平面轉向3D的趨勢之一；3D晶片大幅擴展了半導體元件的容積，以提升電晶體密度，理想地讓英特爾的摩爾定律(Moore’s Law)能延續數十年壽命。英特爾預期，到2030年，單顆晶片能整合的電晶體數量可達到1兆。
英特爾的計畫將倚重ASML的高數值孔徑(NA)極紫外光(EUV)微影設備。英特爾是ASML EUV業務客戶──目前只有台積電、三星(Samsung)、英特爾與美光(Micron)等少數幾家──中第一家採用高NA設備的廠商。台積電的晶圓代工競爭對手三星和英特爾正率先採用環繞式閘極(GAA) 3D電晶體架構與EUV相結合，期望能超越台積電一直用以保持銷售和製程技術領先地位的FinFET電晶體架構與EUV專業。
分析師們認為…
瑞士信貸(Credit Suisse)分析師Randy Abrams在提供《EE Times》的一份報告中指出，台積電將開始量產N3 (即3奈米)製程，於2022年底為該節點最大的兩家客戶英特爾和蘋果進行少量生產。台積電預期，N3將於2023年第一季開始貢獻公司營收，約與三星量產GAA製程的時程相當。
根據瑞士信貸報告，三星將於2022年初試產GAA製程、於同年底前正式量產；三星並將於2023上半年以GAA製程生產自家Exynos應用處理器產品。同時間台積電將量產來自蘋果與英特爾的3奈米訂單，隨後可能會在 2023到2024年的某個時間點，從更多的潛在客戶迎來第二波業務。
瑞士信貸的報告指出：「我們也認為，儘管英特爾仍試圖改善自家製造能力，仍會在2023~24年透露更多委託台積電生產的細節，以及在接下來幾季的3奈米下單情況。」在英特爾約240億美元的晶片製造整體潛在市場(total addressable market)銷售額中，台積電估計有50億美元的貢獻，佔據其中相當大的一部分。
投資顧問機構Arete Research資深分析師Brett Simpson亦有類似觀點；他指出：「英特爾在2023年將為其下一代GPU與台積電在N3製程上進行合作，而且相關量產計畫看起來比我們最初所想更大，是實質性的合作。」英特爾的GPU競爭對手包括Nvidia等業者，而GPU向來不是英特爾著重的產品領域。
對此一位要求匿名的分析師根據他的調查表示：「我們原以為他們會慢慢來，但該GPU量產計畫看來將達到每月1萬片晶圓；這意味著英特爾2023年將會領先其他GPU競爭對手一個節點。」
Arete Research的Simpson則在回覆《EE Times》採訪的電子郵件中指出，對台積電來說，大獎會是策略性的CPU投片──但看來英特爾到目前為止仍有強烈傾向於將核心技術留在自家；「隨著英特爾更進一步轉向『不挑晶圓廠』的晶片設計，有可能在2024年左右的時間點看到該公司將更多CPU生產委外。」
英特爾正在為從奈米飛躍到埃米安排時機，同時也在為切入GPU業務與採用GAA、高NA微影技術下新賭注。在晶片產業大半仍面臨供應鏈問題的情況下，它仍著手推動這些計劃。
Simpson 表示：「為支援台積電、英特爾和三星的資本支出計畫，半導體設備業者可說是應接不暇；英特爾委託台積電生產CPU等任何具意義的轉變，都會是其謹慎長期供應規劃流程的一部分。舉例來說，如果英特爾無法採購他們發展業務所需的工具，對台積電先進節點的更廣泛承諾就會具有戰略意義。」
英特爾與台積電合作的技術藍圖一直可見到3奈米節點，之後兩家公司的關係可能就會更像是競爭對手。英特爾預計，隨著2023年該公司Meteor Lake和Arrow Lake產品問世，台積電的奈米敘事也將轉變為埃米。
另一家投資顧問公司Bernstein & Co.資深研究分析師Mark Li接受《EE Times》採訪時表示：「我相信英特爾將外包一些生產產能，主要是台積電的3奈米和5奈米製程，還有一點6奈米；台積電和英特爾已經準備了一段時間，且會在2023年初開始會有顯著的量產。」
英特爾技術開發總經理Ann Kelleher不久前承諾，英特爾將在20埃米節點重新取得製程技術「領導地位」；英特爾期望在2023~2024年的時間點改變製程技術節點命名法則，同時重奪技術領先地位。
在此同時，來自台積電、英特爾以及他們的頂級客戶如蘋果和聯發科(MediaTek)的業績，將成為各家晶圓代工廠致力於主導這個業務領域的重要因素。多年來，領導廠商台積電的年營收成長率都接近或超過20%，這有助於為建置成本高達300億美元的新晶圓廠提供資金。
而英特爾也在不久前宣佈美國俄亥俄州Silicon Heartland晶圓廠專案，但透露其年度業績成長率在未來幾年內不會達到兩位數字。
本文同步刊登於《電子工程專輯》雜誌2022年4月號
責編：Judith Cheng
(參考原文：Intel Will Rely on TSMC for its Rebound，By Alan Patterson)
