來源:中國電子報 發布時間:2022-3-10 9:26
受到去年全球芯片供應緊缺的影響,業界對于半導體代工的關注度再度提升。近日,英特爾更是大動作頻發,強化代工業務。英特爾CEO帕特·基辛格表示,當前半導體代工市場的規模約達1000億美元,且有望在2030年前持續迅猛增長。目前全球半導體代工頭部企業以臺積電和三星為主,隨著英特爾的強勢介入,競爭將更加激烈。
英特爾三箭連發強化代工業務
根據IC Insights的最新報告,2021年全球半導體資本支出達到創紀錄的1520億美元,其中代工業所占資本支出達到35%,成為主要產品/門類中資本支出的最大部分。這顯示出代工在整個半導體行業的重要性進一步提升,同時吸引了越來越多企業的重點投入。
近日,英特爾連發三箭,強化代工業務。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體,總金額約54億美元。交易完成之后,高塔半導體將整合進英特爾代工服務事業部(IFS)。同樣是在2月15日,英特爾代工服務事業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者開放x86軟核和硬核授權。Bob Brennan解釋說,用戶將能夠使用獲得許可的Xeon內核構建芯片,并將其與基于RISC-V或者Arm IP的AI加速器相匹配。x86授權第三方設計開發業務尚未有先例,具體如何操作、如何收費,現在還沒有明確的信息,但此舉必將進一步推動英特爾代工業務的發展,獲得x86授權的用戶產品將在英特爾工廠內流片制造。
在近日舉辦的英特爾2022年投資者大會上,英特爾還宣布代工服務事業部正在組建一個專門的汽車團隊,為汽車制造商提供開放的中央計算架構、汽車級的代工平臺,同時幫助汽車芯片制造商過渡到先進的制程工藝和封裝技術。
上述幾項舉措連續發布,顯示出英特爾此次進軍代工領域,態度是認真的,發展好代工業務的決心很大。
近年來,英特爾在投資擴產方面十分活躍。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計劃,將興建兩座先進工藝晶圓廠。英特爾還有意將俄亥俄州發展成為英特爾最大的生產基地,未來總投資額可能高達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,產能顯然不可能完全自用,IDM模式有限的產品種類與規模很難高效分擔發展先進工藝所需的巨大成本。后續6座晶圓廠能否開建,大概率要視代工業務的發展情況。
正如投資者大會上,基辛格回應了英特爾為何要進入代工業務時所指出的那樣:“IDM讓IFS更好,IFS也使IDM更好。”英特爾為代工領域提供了數十億美元的研發資金和強大的制造能力,而IFS則能夠幫助英特爾構建更豐富的IP、更好的PDK和EDA工具。
三大巨頭發展代工各有挑戰
臺積電與三星電子同樣在半導體代工領域發力。2022年臺積電的資本支出將達400億~440億美元,比去年增加約100億美元。DIGITIMES Research統計,2021年全球代工市場,臺積電的市場份額達59.5%,在7nm/5nm細分市場幾乎完全占據主導地位。三星電子同樣積極發展邏輯芯片的代工業務。2021年三星代工業務營收62.9億美元,年增長23.6%。
盡管三家大廠都展現出發展半導體代工的決心,但是面臨的挑戰亦不容忽視。半導體專家莫大康便指出,英特爾發展代工的挑戰很多,比如缺乏代工經驗、如何平衡傳統高毛利的IDM業務與低毛利的代工業務,以及如何面對汽車芯片制造的強大客戶黏性等問題。“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的三星,也存在類似問題。北京半導體行業協會副秘書長朱晶認為,由于IDM的身份,導致三星對客戶服務理解與投入不到位,雖然交了這么多年學費,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。日前有消息稱,臺積電在美國建設的半導體工廠進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設備,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的工廠或者臺積電南京廠,建設進度都要順利得多。
隨著臺積電越來越強大,僅在中國臺灣地區一隅發展,有許多不利之處,比如臺灣地區地震頻發、缺水缺電,人才的供應也到了瓶頸期。市場更不用說,中國臺灣地區原本就不是一個需求大的半導體市場。隨著臺積電的實力不斷增強,向其他地區擴展生產基地是遲早要走的一步。但是,在海外拓展過程中,勢必要與所在地區進行諸多協調,將遇到很多難題待解。Gartner研究副總裁盛陵海就提出:“未來臺積電在德國建廠也將面臨類似的挑戰,首先就很難想象,歐盟的大量補貼如何才能給到臺積電?”
半導體代工頭部陣營格局相對穩定
在諸多挑戰當中,對于2nm/3nm工藝的競逐或將成為未來三大半導體廠商面臨的首個重大挑戰。隨著5G、云計算、大數據相關應用的帶動,未來幾年市場對高性能、低功耗芯片的需求將不斷增長,也就更加需要先進工藝的支撐。2nm/3nm有可能成為三大半導體廠商在代工領域角力的一個“勝負手”。
按照規劃,三星電子將于2022年上半年開始生產首批3nm芯片,第二代3nm芯片預計將于2023年開始生產,2025年推出2nm工藝。臺積電的計劃則是2022年下半年量產3nm工藝,2nm工藝將在2025年實現量產。在英特爾的技術路線圖中,相當于7nm的Intel 4預計在2022年下半年投產。Intel 3將具備更多功能,并在每瓦性能上實現約18%的提升,預計在2023年下半年投產。Intel 20A通過RibbonFET和PowerVia這兩項技術開啟埃米時代,將在每瓦性能上實現約15%的提升,并將于2024年上半年投產。Intel 18A在每瓦性能上將實現約10%的提升,預計在2024年下半年投產。可以看出,三方在先進工藝上都咬得很緊。
針對未來的發展,莫大康認為,隨著英特爾的強勢介入,代工領域頭部陣營或將呈現臺積電居首、英特爾居次、三星第三的新格局。臺積電在代工領域的優勢十分明顯,短期內很難有人能夠撼動。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商,這就要求三星在存儲領域同樣保持大量資本支出,以維持領先地位不動搖,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大的實力,其每年的研發投入均居全球半導體廠商首位。同時,英特爾在封裝技術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,發展潛力不容忽視。“此前在基帶芯片上蘋果就曾與英特爾有著密切的合作。一旦它2nm/3nm工藝發展起來,未來英特爾代工同樣擁有著爭奪蘋果訂單的實力。”莫大康強調。
DIGITIMES Research在日前發布的研究報告中稱,晶圓代工行業的產業秩序和分工模式將在2022—2025年保持相當穩定的格局。