電子發燒友網報道(文/吳子鵬)此前,臺積電高級副總裁張曉強在技術研討會上表示,“ASML最新的高數值孔徑極紫外光刻機(high-NA EUV)價格實在太高了,臺積電目前的極紫外設備(EUV)足以應對2026年末將推出的A16節點技術需求。”
不過,有外媒報道稱,ASML截至明年上半年絕大部分high-NA EUV設備的訂單已經由英特爾承包,包括今年計劃生產的五套設備將全部運給這家美國芯片制造商。目前,英特爾方面已經完成世界首臺high-NA EUV光刻機的安裝。
另外,英特爾正在大力推動玻璃基板,已加大了與多家設備和材料供應商的訂單,以生產基于玻璃基板技術的下一代先進封裝,預計將于2030年投入量產。
從這些動作可以看出,英特爾在晶圓代工和先進封裝方面有很大的野心,不過如此大的投入和前瞻布局,風險也不小。
英特爾的代工業務急需破局
根據英特爾此前發布的2024年第一季度業績,該季度英特爾總營收127億美元,同比增長9%,符合業績指引。然而,英特爾代工(Intel Foundry)部門第一季營收同比下滑10%至44億美元,營業虧損25億美元,主要因晶圓廠建置成本極高。按照英特爾的預測,至少要到2030年才能夠實現晶圓代工業務的盈虧平衡。
據介紹,英特爾代工正在部署一種全新且為全球首創的全棧解決方案支持方法,以加速上市,引領行業從“片上系統”向“晶片系統”轉型。目前,英特爾主推的代工服務是Intel3、Intel18A和Intel16A。其中,Intel3是Intel4的改進版,性能功耗比提升了17%,增加密集程度更高的庫、改進驅動器電流和互連,且產量更高;Intel18A采用了RibbonFET全環繞柵極晶體管技術,這是英特爾自2011年FinFET以來的首個全新晶體管架構,與 FinFET 相比實現晶體管獲得更高的性能,以及更低的功耗。另外,英特爾在Intel18A工藝上引入了業界首個背面電能傳輸網絡PowerVia,優化了信號傳輸,并提供了更好的面積效率,從而能明顯提升芯片的性能。去年底英特爾首席執行官Pat Gelsinger曾透露,Intel18A制程已提前實現量產,該公司計劃在明年中旬發布Intel 18A制程處理器產品。
對于Intel18A工藝的性能,Pat Gelsinger表示,“即將推出的18A工藝節點,實質上是1.8nm技術,可能會超越TSMC的2nm芯片。”不過,和臺積電在設備選擇上有明顯的差異,臺積電預計在A16上繼續使用現有的EUV光刻機,而英特爾現在已經買進high-NA EUV光刻機。ASML透露,high-NA EUV光刻機的價格大概為3.8億美元,是現有EUV光刻機(約1.83億美元)的兩倍多。目前ASML已從英特爾和SK海力士等公司獲得了high-NA EUV光刻機的訂單,數量在10至20臺之間。
接近臺積電方面的人士稱,臺積電可能要到A10工藝才會開始使用high-NA EUV光刻機,時間節點可能到2030年。三星方面可能會提前,預計會在2028年之前引入。從這方面來看,英特爾確實是下了決心并走了險棋。
然而,雖然英特爾對代工業務野心勃勃,但其不能不重視持續以來的高額虧損。實際上,2023年,英特爾代工全年的虧損為70億美元,如果按照第一季度的表現,那么2024年代工業務虧損必將超過這一數值,給英特爾的運營帶來更大的壓力。并且,短期來看英特爾很難對臺積電的代工地位發起沖擊。研究機構Counterpoint 的報告顯示,2023年第四季度臺積電獨占全球晶圓代工市場61%份額,依然占據著絕對的市場主導地位。作為對比,全球前五大晶圓代工廠在該季度整體的市場占比為88.8%,除臺積電外還有三星的14%,格芯、聯電和中芯國際分別是6%、6%和5%。因此,英特爾要趕超的對手還有很多。更重要的是,作為全球晶圓代工的第二名,三星也是在設備和新技術上比較激進的代表。
英特爾積極推動玻璃基板先進封裝
在英特爾代工業務介紹中提到,該公司提供高級節點芯片、封裝解決方案和彈性供應,以幫助在關鍵行業中獲得創新地位。因此,對于英特爾大力發展的代工業務來說,先進封裝也非常重要。
實際上,這是一條臺積電已經走得很成功的路。目前,臺積電先進封裝技術在高性能計算芯片制造的過程價值量越來越高,也得到了市場的廣泛認可。據悉,由于人工智能技術的飛速發展,數據中心GPU需求激增,目前臺積電面臨CoWoS先進封裝技術的產能危機。最新的CoWoS技術中介層面積增加、HBM容量提升,以排列更多的芯片、容納更多的晶體管從而提高系統性能。
不過,目前臺積電CoWoS依然是塑料基板+硅中介層的方案,有著膨脹與翹曲等限制。有業內專家表示,目前臺積電CoWoS地位不可撼動,該公司似乎還沒有發展玻璃基板的想法。因此,玻璃基板是英特爾和三星從先進封裝超越臺積電的最佳路徑。
英特爾是業內最先推動玻璃基板發展的,資料顯示,英特爾開發玻璃基板已有近十年的歷史。過去十年投資約10億美元,在亞利桑那州工廠建立玻璃基板研發線和供應鏈,預計在2026至2030年推出完整的玻璃基板方案,使單一封裝納入更多的晶體管,并繼續推進摩爾定律。
之所以英特爾大力推動玻璃基板的發展,原因是玻璃基板有諸多性能優勢。玻璃基板芯片的功率和數據連接能力相當于有機基板芯片的10倍,所以它擁有更強的數據吞吐能力。另外,玻璃基板芯片傳輸時能耗浪費更少,擁有更高的傳輸速度、更節能,而且它還可以承受更高的溫度。
不過,就像在先進制程領域一樣,英特爾同樣要面臨三星的沖擊。專家表示,預計三星在玻璃基板技術上的進展可能快于英特爾,因為其用途更明確,而英特爾需要滿足更高的標準。據悉,三星目前內部正在加大研發力量,預計在2026年推出基于玻璃基板的先進封裝,搶在英特爾的前面。
結語
英特爾在晶圓代工領域投入了重金,可謂是志在必得。然而,英特爾要引領全球晶圓代工市場的發展,第一步并不是超越臺積電,而是打敗三星這個第二名。和英特爾一樣,三星在晶圓代工領域同樣激進,且很有財力。在持續巨額的虧損下,英特爾需要先和三星進行一場白刃戰,然后才能夠想超越臺積電的事情,這讓英特爾大力投資的晶圓代工業務有著巨大的風險。-
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