英特爾霸氣官宣，這次吹下的“牛”能否先臺積電一步實現？

近，Intel消息頻傳：

Intel 3 準備就緒；

18A 節點拿下微軟大單；

3 年后重回全球晶圓代工技術領導者；

2030 年成為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。

作為 IDM 2.0 最核心的環節，「晶圓代工」意味著英特爾不再只為自身制造芯片，開始像臺積電一樣，為其他芯片設計公司以及英特爾的產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臺積電、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）模式已經無以為繼：芯片制造工藝上的技術路線誤判，造成了制程上的全面落后，在 14nm 上耗費了太多時間和精力，同時也影響到了其產品被蘋果棄用、被 AMD 超越，甚至被消費市場廣泛調侃為「牙膏廠」。

不過在 IDM 2.0 轉型將近三年后的今天，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。


擴展「四年計劃」，英特爾工藝路線圖再刷新

按照基辛格在 2021 年制定的計劃，英特爾將在 4 年內更新 5 個工藝節點。在 Intel 7 之后，Intel 4 已經在最新的酷睿 Ultra 移動處理器上落地，官方宣稱其代表著英特爾 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 工藝在產能和性能方面達標，將于 2024 年發布的兩款至強處理器——Granite Rapids 和 Sierra Forest（分屬 P-Core 和 E-Core 產品線）都將采用 Intel 3 工藝進行制造。

作為英特爾的第一個大批量 EUV（極紫外）節點，Intel 3 還將在未來幾年推出不同版本，包括將于今年推出支持硅通孔（TSV）的 Intel 3-T、將于 2025 年推出功能擴展的 Intel 3-E 以及更之后基于第二代 TSV 技術帶來更高性能的 Intel 3-PT。

再之后，英特爾還將陸續正式推出采用 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，但后續不斷有消息指出，Arrow Lake 已經轉向臺積電 3nm。包括基辛格剛剛也證實，即將推出的兩款處理器均將采用臺積電 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 工藝將僅供英特爾產品部門采用，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 后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 等半導體生態廠商的廣泛支持，也有越來越多芯片設計公司的「青睞」，微軟 CEO 薩蒂亞·納德拉 (Satya Nadella)也在這次直面會上官宣：

微軟將基于 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，就是這兩款芯片將采用英特爾最新的 18A 工藝。

此外，英特爾在最近剛剛完成了 18A 主要產品 Clearwater Forest 的流片，后續還計劃推出性能提升的 18A-P 節點。

而在這版路線圖中，除了一系列迭代版本的增加，最值得關注的部分還是首次公布了 14A（1.4nm）及其迭代版本 14A-E，這將是英特爾真正重回全球晶圓代工技術領導者的關鍵。


2nm市況激烈！

國際上布局先進制程的廠商主要是臺積電、三星、英特爾，以及日本新創公司Rapidus，當前2nm是晶圓代工先進制程領域的主戰場，多家廠商2nm芯片即將在2025年亮相，目前廠商正積極爭取訂單。

三星在近日的2023年第四季的財報中公告顯示，其晶圓代工部門已得到一份2納米AI芯片的訂單。而且，針對該訂單還包括配套的HBM內存和先進封裝服務。

據悉，三星2nm制程的SF2制程計劃于2025年推出，其較第二代3GAP的3納米制程技術，可在相同的頻率和復雜度下，提高25%的功耗效率，以及在相同的功耗和復雜度下提高12%的性能，并且減少5%的芯片面積。

其他廠商方面，媒體報道蘋果將成為臺積電2納米制程技術的首家客戶，英特爾Intel 18A制程技術則收獲了愛立信的5G基礎設施芯片訂單。

至于Rapidus，作為新創公司，其2nm量產時間相對較晚，不過該公司亦在積極發力。此前媒體報道Rapidus社長小池淳義對外透露，Rapidus 2nm芯片廠興建工程順利，試產產線將按計劃在2025年4月啟用。同時，Rapidus未來考慮興建第2座、第3座廠房。


臺積電2030年實現1nm工藝

去年末，臺積電（TSMC）在IEEE國際電子元件會議（IEDM 2023）上透露，其1.4nm制程節點的研發工作已全面展開，進展順利。這是臺積電首次對外披露其1.4nm制程節點的開發情況，對應工藝的正式名稱為“A14”，至于工藝的具體規格和量產時間，暫時還不清楚。

臺積電的2nm工藝計劃在明年末量產，1.4nm工藝的推出時間大概在2027年至2028年之間。不過據UDN的最新報道，臺積電已經在為更遙遠的1nm工藝生產做規劃，將是首家準備1nm工藝的代工廠，這讓半導體競爭變得更加激烈、有趣。

此前臺積電在IEDM 2023上分享了部分信息，1nm工藝大概要等到2030年，正式名稱為“A10”。隨著包括CoWoS、InFO和SoIC等封裝技術的進步，臺積電預計2030年左右可以打造萬億級晶體管的芯片。臺積電采用的方法與英特爾比較相似，問題在于如何實現這一目標，最近半導體行業一直被收益率和產能所困擾。

據稱，臺積電的1nm工藝將是一個昂貴的計劃，預計總開發成本超過了320億美元。臺積電也會為1nm工藝新建一座晶圓廠，地點在中國臺灣南部的嘉義縣，總面積超過了100公頃，同時會按照60/40的比例劃分，以同時滿足半導體制造和封裝的需求。

雖然先進工藝的開發難度越來越大，投入越來越高，不過臺積電并沒有停止前進的步伐，除了1nm工廠，預計還會建造多座2nm工廠。