出品 | 虎嗅科技組
作者 | 丸都山
編輯 | 王一鵬
頭圖 | 英特爾
兩個月前，當載着全球首台 0.55NA EUV 光刻機零件的卡車，出現在英特爾位于俄勒岡州的廠區時，半導體行業開始讨論未來英特爾在芯片工藝制程上趕超台積電的可能。
然而，英特爾向世界表露了遠不止于此的野心。
北京時間 2 月 22 日淩晨，英特爾召開了首屆 Intel Foundry Direct Connect 大會，與以往側重産品展示和技術分享的活動不同，本次會議隻有一個主題——芯片代工。
圖片來源：Intel
在半導體産業鏈中，芯片代工是個不折不扣的 " 重要且枯燥 " 的環節，但這次活動所展示出的亮點，随便拎出一項都足以讓人感到驚訝：
采用 Intel 18A 工藝（1.8 納米級）的 Clearwater Forest 至強處理器已完成流片，1.4 納米級的 Intel 14A 工藝首次亮相。
首推 AI 芯片的系統級代工模式，提供從工廠網絡到軟件的全棧式優化。
已成功拿下微軟的芯片訂單，将采用 Intel 18A 代工。
代工服務的 IP、EDA 合作夥伴，包括新思科技、Cadence、西門子、Ansys、Lorentz、Keysight 表示工具和 IP 已準備就緒。
值得一提的是，活動現場英特爾還宣布了與 ARM 達成合作，未來将支持爲基于 ARM 架構的 SoC（系統級芯片）提供代工服務，這種強烈的違和感，就連前來站台的 ARM 首席執行官 Rene Hass 都打趣地說道：
" 感覺就像在 Windows 上運行 iTuns 一樣奇怪。"
過去一周，當全世界都在讨論 Sora 的革命性進步時，英特爾悄悄拿出了應對 AI 算力需求爆炸的完整解決方案，再一次證明了這位昔日芯片行業霸主的地位。
IDM 2.0，絕境逢生？
當提起英特爾時，人們通常會習慣性地把它與英偉達或 AMD 做對比，但實際上，英特爾在半導體産業中的發展路徑與後兩者截然不同，一個最本質的差異是英特爾是業内少數采用 IDM 模式的芯片廠商。
所謂 IDM，就是指從設計、制造、封裝測試到銷售自有品牌 IC 都一手包辦。
與之相對應的，一類是諸如英偉達、AMD 的 Fabless 廠商，他們隻做芯片的 IC 設計，芯片制造環節完全交由代工廠完成。另一類則是以台積電、格芯爲代表的 Fundry 廠商，他們負責芯片的代工及封裝環節。
這種分工模式的好處在于，Fabless 廠商無需承擔動辄數十億美元的産線建設成本，Fonddry 廠商也無需維持體量龐大的産品開發團隊，可以專注于工藝制程的提升。
這種分工明确且高效的産業鏈上下遊關系，是維持摩爾定律在今天仍能存續下去的前提條件。因此，當今還在采用 IDM 模式的芯片廠商某種程度上其實是 " 非主流 " 的存在。
而英特爾的商業模式要更加 " 邪門 "。
現任 CEO 帕特 · 基辛格在 2021 年上任後，提出了 "IDM 2.0 模式 "。即堅持自己生産芯片的同時，也爲第三方芯片設計公司提供代工服務，同時把部分制程芯片交給其他代工廠，來實現對自家工藝的補充。
這個設想聽起來很美好，但即便是完全不了解芯片行業的人也能夠察覺到一絲端倪：第三方芯片設計公司，他們的産品可能本就與英特爾存在競争關系，那麽他們要如何放心把芯片制造環節交由後者呢？
英特爾接收的全球首台 0.55NA EUV 光刻機，圖片來源：Intel
打一個比方，這就像是蘋果對微軟說，" 我們正在升級 MacOS 系統，如果有需要的話，也可以幫你一起開發 Windows 系統。"
還有一個無法忽略的問題是，芯片代工行業是個典型的 " 重資産、長周期 " 産業，如果建設能夠承接第三方芯片設計公司的産能，勢必會讓前期成本大幅增加，這一點在去年的多份财報中都已經有所體現，比如在 2023 年第二季度，英特爾在整體營業利潤率爲 33% 的情況下，其負責芯片代工業務的 IFS 部門利潤率爲 -28%，嚴重拖累集團業績表現。
因此，在 IDM 2.0 概念被提出後，外界的質疑聲始終沒有中斷過。
而在去年 6 月，意識到 IFS 部門已經成爲沉重負擔後，英特爾選擇了将該部門拆分出去，未來将獨立運營，并在财報中單獨核算損益。
在同一時間，半導體行業也迎來了一場巨變。
随着算力需求在全球範圍内的激增，負責 AI 芯片代工的主要大廠台積電出現明顯的産能瓶頸問題，比如 CoWoS 先進封裝的月産能至今維持在 1.3-1.5 萬塊（晶圓），而其中部分産能還要被蘋果 M1 Ultra 等芯片分走，因此在 2023 年下半年，出現了英偉達高性能計算卡交貨周期普遍延長至 12-16 個月的情況。
考慮到目前具備先進制程的廠商，無外乎台積電、英特爾、三星電子三家，且三星電子的在 5 納米工藝節點後的良率問題至今仍是個謎，英特爾成爲芯片設計廠商爲數不多的代工可選項。
這也是英特爾此時提出 "AI 芯片系統級代工 " 的底氣所在。
潑天富貴，英特爾能接住嗎？
盡管眼下的英特爾似乎占據天時地利，但這家公司現在有實力在代工行業中大展拳腳嗎？如果單以市場份額來看，根據 TrendForce 的統計數據，英特爾在全球芯片代工業占比僅爲 1%。
不過，就技術而言，英特爾仍然算得上是行業中的領先者。
首先是其工藝制程目前處于穩步推進狀态。在 2021 年 7 月，英特爾曾公布了 " 四年五制程節點 " 的計劃，即利用四年時間推進 Intel 7、Intel 4、Intel 3、Intel 20A 和 Intel 18A 五個制程節點，目的是到 2025 年重新獲得全球芯片代工的制程領先性。
就目前已公開的信息來看，兩款基于 Intel 3 的産品 Sierra Forest 和 Granite Rapids 已經分别完成流片及設計認證後的試生産工作。" 埃米級 " 的 Intel 20A 及 Intel 18A 也預計在今年投入生産。
英特爾制程節點規劃圖，圖片來源：Intel
值得一提的是，這兩個工藝節點将搭載，可能是英特爾未來十年最重要的兩項技術：RibbonFET 栅極全環繞場效應管，以及 PowerVia 背部供電網絡。
簡單地說，前者可以推動芯片上的晶體管尺寸進一步微縮；後者則是将芯片的電源線及信号線移植到晶圓背後，從而降低功耗。
這兩項底層技術共同奠定了英特爾代工業務的技術基座，也确保了摩爾定律仍然可以得到延續。
當然，眼下行業内還不大需要如此高精尖的技術，畢竟 AI 從業者們所依賴的主力芯片——英偉達 A100，其制程也不過 7 納米。
而就短期來看，AI 行業可能更需要英特爾在封裝環節的技術積澱。
在本次會議上，英特爾宣布将 FCBGA 2D+ 納入英特爾代工先進系統封裝及測試的技術組合之中。這一組合将包括 FCBGA 2D、FCBGA 2D+、EMIB、Foveros 和 Foveros Direct 技術。
這一連串晦澀難懂的技術名詞，讓英特爾具備了滿足不同代工客戶的異構集成需求，也讓來自不同供應商、用不同制程節點打造的 " 芯粒 " 能夠更好地協同合作。
這裏有必要解釋下 " 芯粒 " 的概念：可以簡單地理解爲一種小型的模塊化芯片。它對于 AI 行業的意義在于，能夠将 CPU、GPU、NPU 高速連接在同一個系統中，極大提升異構核之間的傳輸速率，在提高數據訪問速度的同時，降低數據處理功耗。
英特爾 2.5D 封裝産線，圖片來源：Intel
此外，英特爾也爲 AI 芯片創業公司，如近期風頭正盛的 Groq 和 SiMa.AI，這些潛在的創業公司客戶做足了準備。這些公司普遍認爲專用芯片比通用芯片效率更高，因此在産品研發上也多集中于構建專門用于某些架構的芯片，但問題在于這些創業公司在芯片版圖設計上可謂五花八門。
因此，在本次會議上前來爲英特爾站台的合作夥伴中，可以看到芯片行業内的 "EDA 五巨頭 "（新思科技、Cadence、西門子、Ansys、Lorentz）悉數到場，以展示英特爾爲各型軟件及工具認證做出準備。
總的來說，無論是工藝制成還是封裝技術，亦或是開發工具，英特爾已初步具備 "AI 芯片的系統級代工 " 能力，但英特爾自此之後真的可以高枕無憂了嗎？
顯然不是，一個最直接的隐患在于，盡管芯片代工部門未來在财報上将獨立核算，但産線的前期建設及調試費用依然需要英特爾支付。
這将是一筆天文數字。就目前英特爾官方披露的項目進展來看，這家公司未來将分别在波蘭、以色列和德國共計投資 626 億美元，用于晶圓代工産線修建。在芯片補貼法案的資金遲遲無法到位的情況下，這些投資幾乎完全需要由英特爾承擔。
另外不得不提的一點是，英特爾 CEO 帕特 · 基辛格曾多次表示，獨立之後的芯片代工部門與芯片設計部門完全切割，後者在有代工需求時将評估市場上的不同方案，綜合成本選擇代工廠，絕對公平競争。
基辛格的确做到了。目前，英特爾内部代号爲 "Arrow Lake" 與 "Lunar Lake" 的兩款處理器的 Compute Tile 模塊就是交給了台積電代工。
但長此以往，如果英特爾自家處理器的核心模塊都是由台積電代工完成的，其他 Fabless 廠商又如何能放心地将訂單交給英特爾呢？這恐怕是英特爾代工部門不得不考慮的問題。
