最近,Intel 消息頻傳:
Intel 3 準備就緒;
18A 節點拿下微軟大單;
3 年後重回全球晶圓代工技術領導者;
2030 年成爲全球第二代晶圓代工廠;
……
英特爾的偉大轉型似乎走到了一個新的關鍵節點。在剛剛結束不久的直面會上,「藍色巨人」英特爾宣告英特爾代工服務部門 IFS(Intel Foundry Services)正式更名 Intel Foundry,與此同時還全面更新了路線圖,包括英特爾 14A(1.4nm)工藝的首次亮相。
作爲 IDM 2.0 最核心的環節,「晶圓代工」意味着英特爾不再隻爲自身制造芯片,開始像台積電一樣,爲其他芯片設計公司以及英特爾的産品業務部門等客戶制造芯片,這也倒逼英特爾在芯片制造工藝上加速追趕台積電、三星等技術領導者。
在此之前,英特爾原先的 IDM(垂直整合制造)模式已經無以爲繼:芯片制造工藝上的技術路線誤判,造成了制程上的全面落後,在 14nm 上耗費了太多時間和精力,同時也影響到了其産品被蘋果棄用、被 AMD 超越,甚至被消費市場廣泛調侃爲「牙膏廠」。
不過在 IDM 2.0 轉型将近三年後的今天,很多事情都發生了變化,尤其是新一輪的生成式人工智能浪潮,以及晶圓代工從芯片的制造環節越來越多延伸到封裝等環節的趨勢。正如英特爾現任 CEO 帕特 · 基辛格說的:
這是英特爾代工廠發展的關鍵時刻。我們看到了重新定位英特爾系統代工廠的機會。
按照基辛格在 2021 年制定的計劃,英特爾将在 4 年内更新 5 個工藝節點。在 Intel 7 之後,Intel 4 已經在最新的酷睿 Ultra 移動處理器上落地,官方宣稱其代表着英特爾 40 年來最重大的架構變革。
另一邊,Intel 3(名義上是 3nm)已經準備就緒,英特爾去年 7 月就宣布了 Intel 3 工藝在産能和性能方面達标,将于 2024 年發布的兩款至強處理器—— Granite Rapids 和 Sierra Forest(分屬 P-Core 和 E-Core 産品線)都将采用 Intel 3 工藝進行制造。
圖 / 英特爾
作爲英特爾的第一個大批量 EUV(極紫外)節點,Intel 3 還将在未來幾年推出不同版本,包括将于今年推出支持矽通孔(TSV)的 Intel 3-T、将于 2025 年推出功能擴展的 Intel 3-E 以及更之後基于第二代 TSV 技術帶來更高性能的 Intel 3-PT。
再之後,英特爾還将陸續正式推出采用 PowerVia 背面供電技術的 20A(2nm)、18A(1.8nm)工藝。
20A 節點命運多舛。原本英特爾 Arrow Lake 以及高通都計劃采用 20A 工藝,但後續不斷有消息指出,Arrow Lake 已經轉向台積電 3nm。包括基辛格剛剛也證實,即将推出的兩款處理器均将采用台積電 3nm 工藝制造。
而根據天風國際分析師郭明錤去年的一份報告,高通也早已停止開發 Intel 20A 芯片。同時還傳出 20A 工藝将僅供英特爾産品部門采用,不會主動面向第三方客戶提供。在英特爾最新的路線圖中,也沒有推出 20A 後續工藝版本的任何計劃,在某種程度也佐證了之前的傳聞。
相比之下,18A 則受到越來越多的重視。不僅是得到了新思科技(EDA 巨頭)、ARM 等半導體生态廠商的廣泛支持,也有越來越多芯片設計公司的「青睐」,微軟 CEO 薩蒂亞 · 納德拉 ( Satya Nadella ) 也在這次直面會上官宣:
微軟将基于 Intel 18A 工藝制造芯片。
微軟沒有明說這款芯片的詳情,但就在去年末,微軟剛剛發布了兩款與人工智能息息相關的自研芯片—— Maia 100 AI 芯片和 Cobalt 100 CPU。如果不出意外,就是這兩款芯片将采用英特爾最新的 18A 工藝。
圖 / 微軟
此外,英特爾在最近剛剛完成了 18A 主要産品 Clearwater Forest 的流片,後續還計劃推出性能提升的 18A-P 節點。
而在這版路線圖中,除了一系列叠代版本的增加,最值得關注的部分還是首次公布了 14A(1.4nm)及其叠代版本 14A-E,這将是英特爾真正重回全球晶圓代工技術領導者的關鍵。
如果從 2015 年推出采用 14nm 工藝的 Skylake 算起,到 2025 年英特爾正式投入 18A 工藝的量産,正好是 10 年。這 10 年中,英特爾有 7 年始終困在從 14nm 到 10nm 的升級,而留給英特爾從 10nm 跨越到 18A(1.8nm)的時間,滿打滿算也隻有:
3 年。
如果可以如期實現,這将是一場技術和工程的「奇迹」。而屆時,英特爾也将在工藝制程上完成對領先集團(台積電、三星)的追趕。
按照目前英特爾和台積電的路線圖,英特爾将在 2025 年實現 18A 工藝的量産,台積電 2nm 也将在 2025 年正式投入量産。
圖 / 台積電
這裏需要指出的是,雖然英特爾的 18A 工藝名義上是 1.8nm 制程,基辛格也多次強調該制程相比台積電 2nm 工藝的領先,但實際比較晶體管密度,兩者相差無幾,也都采用下一代 GAA(全環繞栅極)架構。
從 Fin FET 到 GAAFET,圖 / 三星
目前來看,英特爾 18A 更直接的優勢還是來自獨有的背面供電技術等,當然台積電 2nm 也會有一些獨有的技術優勢。但總體而言,英特爾 18A 工藝實際對标就是台積電、三星的 2nm 工藝。
換言之,英特爾要到下一個工藝節點—— 14A 才可能真正反超台積電。
按照英特爾的計劃,他們将于 2027 年前開發出 14A 工藝,并且将在該節點首次采用 ASML 的 High-NA EUV(高數值孔徑極紫外)光刻機。事實上,光刻機巨頭 ASML 去年末就在 X(原 Twitter)上宣布首套 High-NA EUV 光刻機正從荷蘭 Veldhoven 總部開始裝車發貨,将向英特爾俄勒岡廠進行交付:
「我們很高興、也很自豪,能夠向英特爾交付我們的第一個 High-NA EUV 系統。」
第一台 High-NA EUV 光刻機裝車,圖 / ASML
按照 ASML CEO Peter Wennink 的說法,單台 High-NA EUV 的價格在 3 億到 3.5 億歐元(約合人民币 22.6 億元到 26.4 億元)之間,英特爾的首發搶購,也恰恰說明了其對奪回技術領導者地位的迫切和重視。
英特爾會完成這場痛苦而漫長的轉型嗎?
很難說。但在 2021 年基辛格重回英特爾之前,「藍色巨人」已經到了不得不變的地步。三年後的今天,英特爾的問題還有不少,IDM 2.0 轉型還在争議聲中繼續推進,他們沒有選擇分拆晶圓代工業務,而是将代工和産品業務分成兩個獨立财務核算的部分。
而新一輪的生成式 AI 浪潮帶來了更多對英特爾的質疑,倚重 CPU 而忽視了 GPU,讓英特爾錯失了大量的機遇,也大幅增加了在數據中心市場的「失守」風險。不過同時,生成式 AI 也讓所有人,尤其是英特爾看來了再造 PC 的巨大潛力。
這些都是當下英特爾最直接面對的挑戰,我們唯一可以确定的是,英特爾的這場「偉大轉型」還沒有到蓋棺定論的時刻。
題圖來自英特爾