受到去年全球芯片供應(yīng)緊缺的影響，業(yè)界對于半導(dǎo)體代工的關(guān)注度再度提升。近日，英特爾更是大動作頻發(fā)，強(qiáng)化代工業(yè)務(wù)。英特爾CEO帕特·基辛格表示，當(dāng)前半導(dǎo)體代工市場的規(guī)模約達(dá)1000億美元，且有望在2030年前持續(xù)迅猛增長。目前全球半導(dǎo)體代工頭部企業(yè)以臺積電和三星為主，隨著英特爾的強(qiáng)勢介入，競爭將更加激烈。

英特爾三箭連發(fā)，強(qiáng)化代工業(yè)務(wù)

根據(jù)IC Insights的最新報告，2021年全球半導(dǎo)體資本支出達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的1520億美元，其中代工業(yè)所占資本支出達(dá)到35%，成為主要產(chǎn)品/門類中資本支出的最大部分。這顯示出代工在整個半導(dǎo)體行業(yè)的重要性進(jìn)一步提升，同時吸引了越來越多企業(yè)的重點投入。

近日，英特爾連發(fā)三箭，強(qiáng)化代工業(yè)務(wù)。2月15日，英特爾公司宣布以每股53美元的價格收購以色列代工廠高塔半導(dǎo)體，總金額約54億美元。交易完成之后，高塔半導(dǎo)體將整合進(jìn)英特爾代工服務(wù)事業(yè)部(IFS)。同樣是在2月15日，英特爾代工服務(wù)事業(yè)部客戶解決方案工程副總裁Bob Brennan表示，英特爾將向芯片開發(fā)者開放x86軟核和硬核授權(quán)。Bob Brennan解釋說，用戶將能夠使用獲得許可的Xeon內(nèi)核構(gòu)建芯片，并將其與基于 RISC-V或者Arm IP的AI加速器相匹配。x86授權(quán)第三方設(shè)計開發(fā)業(yè)務(wù)尚未有先例，具體如何操作、如何收費，現(xiàn)在還沒有明確的信息，但此舉必將進(jìn)一步推動英特爾代工業(yè)務(wù)的發(fā)展，獲得x86授權(quán)的用戶產(chǎn)品將在英特爾工廠內(nèi)流片制造。

在2月18日舉辦的英特爾2022年投資者大會上，英特爾還宣布代工服務(wù)事業(yè)部正在組建一個專門的汽車團(tuán)隊，為汽車制造商提供開放的中央計算架構(gòu)、汽車級的代工平臺，同時幫助汽車芯片制造商過渡到先進(jìn)的制程工藝和封裝技術(shù)。

上述幾項舉措連續(xù)發(fā)布，顯示出英特爾此次進(jìn)軍代工領(lǐng)域，態(tài)度是認(rèn)真的，發(fā)展好代工業(yè)務(wù)的決心很大。

近年來，英特爾在投資擴(kuò)產(chǎn)方面十分活躍。今年1月在美國俄亥俄州，英特爾啟動了一個200億美元的新工廠建設(shè)計劃，將興建兩座先進(jìn)工藝晶圓廠。英特爾還有意將俄亥俄州發(fā)展成為英特爾最大的生產(chǎn)基地，未來總投資額可能高達(dá)1000億美元，全部建成以后將有8座工廠。如此龐大的建廠計劃，產(chǎn)能顯然不可能完全自用，IDM模式有限的產(chǎn)品種類與規(guī)模很難高效分擔(dān)發(fā)展先進(jìn)工藝所需的巨大成本。后續(xù)6座晶圓廠能否開建，大概率要視代工業(yè)務(wù)的發(fā)展情況。

正如投資者大會上，基辛格回應(yīng)了英特爾為何要進(jìn)入代工業(yè)務(wù)時所指出的那樣：“IDM讓IFS更好，IFS也使IDM更好。”英特爾為代工領(lǐng)域提供了數(shù)十億美元的研發(fā)資金和強(qiáng)大的制造能力，而IFS則能夠幫助英特爾構(gòu)建更豐富的IP、更好的PDK和EDA工具。

三大巨頭發(fā)展代工，各有挑戰(zhàn)

臺積電與三星電子同樣在半導(dǎo)體代工領(lǐng)域發(fā)力。2022年臺積電的資本支出將達(dá)400億~440億美元，比去年增加約100億美元。DIGITIMES Research統(tǒng)計，2021年全球代工市場，臺積電的市場份額達(dá)59.5%，在7nm/5nm細(xì)分市場幾乎完全占據(jù)主導(dǎo)地位。三星電子同樣積極發(fā)展邏輯芯片的代工業(yè)務(wù)。2021年三星代工業(yè)務(wù)營收62.9億美元，年增長23.6%。

盡管三家大廠都展現(xiàn)出發(fā)展半導(dǎo)體代工的決心，但是面臨的挑戰(zhàn)亦不容忽視。半導(dǎo)體專家莫大康便指出，英特爾發(fā)展代工的挑戰(zhàn)很多，比如缺乏代工經(jīng)驗、如何平衡傳統(tǒng)高毛利的IDM業(yè)務(wù)與低毛利的代工業(yè)務(wù)，以及如何面對汽車芯片制造的強(qiáng)大客戶粘性等問題。“其中最大的困難在于作為IDM公司如何讓客戶放心地將訂單交給英特爾。這是英特爾最需要認(rèn)真考量的問題。”莫大康表示。

另一個出身于IDM目前也提供代工服務(wù)的三星，也存在類似問題。北京半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會副秘書長朱晶認(rèn)為，由于IDM的身份，導(dǎo)致三星對客戶服務(wù)理解與投入不到位，雖然交了這么多年學(xué)費，但還未看到與臺積電差距縮小的希望。從三星就可以看出從IDM向晶圓代工轉(zhuǎn)型的不容易。

臺積電在海外建廠過程中也面臨越來越多的挑戰(zhàn)。日前有消息稱，臺積電在美國建設(shè)的半導(dǎo)體工廠進(jìn)度比原計劃最晚推遲半年。臺積電原計劃2022年9月開始向新工廠搬入生產(chǎn)設(shè)備，但這一計劃將推遲到2023年2月或3月。相比而言，臺積電在中國臺灣地區(qū)的工廠或者臺積電南京廠，建設(shè)進(jìn)度都要順利得多。

隨著臺積電越來越強(qiáng)大，僅在中國臺灣地區(qū)一隅發(fā)展，有許多不利之處，比如中國臺灣地區(qū)地震頻發(fā)、缺水缺電，人才的供應(yīng)也到了瓶頸期。市場更不用說，中國臺灣地區(qū)原本就不是一個需求大的半導(dǎo)體市場。隨著臺積電的實力不斷增強(qiáng)，向其他地區(qū)擴(kuò)展生產(chǎn)基地是遲早要走的一步。但是，在海外拓展過程中，勢必要與所在地區(qū)進(jìn)行諸多協(xié)調(diào)，將遇到很多難題待解。Gartner研究副總裁盛陵海就提出：“未來臺積電在德國的建廠也將面臨類似的挑戰(zhàn)，首先就很難想象，歐盟的大量補貼如何才能給到臺積電?”

半導(dǎo)體代工頭部陣營格局仍相對穩(wěn)定

在諸多挑戰(zhàn)當(dāng)中，對于2nm/3nm工藝的競逐或?qū)⒊蔀槲磥砣蟀雽?dǎo)體廠商面臨的首個重大挑戰(zhàn)。隨著5G、云計算、大數(shù)據(jù)相關(guān)應(yīng)用的帶動，未來幾年市場對高性能、低功耗芯片的需求將不斷增長，也就更加需要先進(jìn)工藝的支撐。2nm/3nm有可能成為三大半導(dǎo)體廠商在代工領(lǐng)域角力的一個“勝負(fù)手”。

按照規(guī)劃，三星電子將于2022年上半年開始生產(chǎn)首批3nm芯片，第二代3nm芯片預(yù)計將于2023年開始生產(chǎn)，2025年推出2nm工藝。臺積電的計劃則是2022年下半年量產(chǎn)3nm工藝，2nm工藝將在2025年實現(xiàn)量產(chǎn)。在英特爾的技術(shù)路線圖中，相當(dāng)于7nm的Intel 4預(yù)計在2022年下半年投產(chǎn)。Intel 3將具備更多功能，并在每瓦性能上實現(xiàn)約18%的提升，預(yù)計在2023年下半年投產(chǎn)。Intel 20A通過RibbonFET和PowerVia這兩項技術(shù)開啟埃米時代，將在每瓦性能上實現(xiàn)約15%的提升，并將于2024年上半年投產(chǎn)。Intel 18A在每瓦性能上將實現(xiàn)約10%的提升，預(yù)計在2024年下半年投產(chǎn)?？梢钥闯觯皆谙冗M(jìn)工藝上都咬得很緊。

針對未來的發(fā)展，莫大康認(rèn)為，隨著英特爾的強(qiáng)勢介入，代工領(lǐng)域頭部陣營或?qū)⒊尸F(xiàn)臺積電居首、英特爾居次、三星第三的新格局。臺積電在代工領(lǐng)域的優(yōu)勢十分明顯，短期內(nèi)很難有人能夠撼動。三星目前雖然位居代工市場的第二位，但是三星同時也是全球最大的存儲芯片供應(yīng)商，這就要求三星在存儲領(lǐng)域同樣保持大量資本支出，以維持領(lǐng)先地位不動搖，很難有更大的力量投入邏輯芯片代工。而英特爾在邏輯芯片制造方面具有強(qiáng)大的實力，其每年的研發(fā)投入均居全球半導(dǎo)體廠商首位。同時，英特爾在封裝技術(shù)上亦有著不弱于臺積電的實力，盡管其在前道工藝上暫時落后。因而，英特爾一旦決心投入代工市場，發(fā)展?jié)摿Σ蝗莺鲆??！按饲霸诨鶐酒咸O果就曾與英特爾有著密切的合作。一旦在2nm/3nm工藝發(fā)展起來，未來英特爾代工同樣擁有著爭奪蘋果訂單的實力?！蹦罂祻?qiáng)調(diào)。

DIGITIMES Research在日前發(fā)布的研究報告稱，晶圓代工行業(yè)的產(chǎn)業(yè)秩序和分工模式將在2022—2025年保持相當(dāng)穩(wěn)定的格局。