下单台积电(TSMUS)英特尔(INTCUS)半导体霸主地位将不保?

据媒体7月27日报道称,英特尔(INTC.US)已与台积电(TSM.US)达成协议,预订了台积电2021年18万片6纳米芯片产能。

这是英特尔公司继公布7nm芯片工艺进度延期和美股7月24日收盘暴跌16.24%,公司市值一日蒸发415亿美元后,再次传出的新消息。

这笔订单并非毫无预兆。仅在英特尔和台积电达成协议的三天前,英特尔在业绩电话会上曾透露“可能会将主要零部件生产外包”。消息公布后,市场普遍认为,这意味着英特尔放弃了其五十年来主要的IDM竞争优势,并猜测英特尔可能将先进制程的芯片生产外包给台积电。

如今,猜测已成现实,英特尔和台积电达成的6nm订单协议正式宣告——英特尔正打破其纯IDM模式。

在半导体产业中,芯片厂商主要被划分为无晶圆厂(Fabless)、IDM、IP设计三种模式。其中无晶圆厂是指只进行芯片设计和销售的公司,芯片的生产交由代工厂完成,这类公司占据业内绝大多数,如高通、海思等;IDM则指覆盖从芯片设计、制造到销售全部流程的公司,典型代表是英特尔和三星;IP设计公司则指只负责设计电路,不负责制造与销售的公司,如ARM。

在上述模式中,由于IDM模式需要强大的技术能力与雄厚的运营资本才能支撑,也因此一度成为英特尔、三星这类芯片巨头引以为傲的资本。

但近年来随着台积电在先进芯片制程上不断创造佳绩,只负责为外部客户制造芯片的纯晶圆代工厂也开始崛起,并逐渐被市场看重,局面开始有了变化——晶圆代工厂成了这个产值达4000亿美元的半导体行业的重要组成部分,现在就连整整50年来,一直将芯片设计与内部生产结合在一起的英特尔也开始以订单的形式对晶圆代工厂表示认可。

有业内分析师认为,英特尔此举意味着英特尔纯IDM模式告终结。据媒体发表的最新评论,这项决策预示着——由英特尔乃至美国主导半导体行业的时代将画下句号,产生的影响将扩及硅谷之外,牵动全球贸易和地缘政治格局。过去30 年来,这家总部设于加州圣塔克拉拉的公司一直凭借极佳的芯片设计能力和顶尖晶圆制造工厂,跃居最大芯片制造商,还将相当一部分晶圆工厂设置在美国。相当长的一段时间里,美国拥有技术最为先进的芯片设计公司和晶圆工厂。

但现在,台积电已经成为全球半导体晶圆代工领域技术最强企业。Susquehanna 分析师Chris Rolland 在一份研究报告中表示:随着最新制程技术推出,我们相信至少在未来五年内,英特尔追上或是超越台积电的几率几乎是零。这或许也是今年美国施压台积电美国建厂的原因之一。

英特尔找其它晶圆厂代工6nm也实属无奈之举。近几年英特尔在芯片制程工艺上的进展缓慢,在7nm制程技术实现上更是屡屡跳票,被业内戏谑称之为“牙膏厂”。

2018 年,英特尔公开宣布要重新设计芯片架构;到了 2019 年 1 月, 首款基于全新 Sunny Cove 微体系结构的 Ice Lake 10nm 处理器正式亮相,同年 5 月,英特尔发布了一系列 10nm 处理器产品。

而就在英特尔发布 10nm 产品的前一天,竞争对手 AMD 借由台积电的先进晶圆技术,已经发布了 7nm 制程的一系列锐龙处理器新品,价格是英特尔对标产品的一半。当时就有一些声音认为,在台积电的协助下,英特尔在制程工艺上已经落后了 AMD,被赶超是迟早的事。

直到 2019 年 10 月,英特尔的 10nm 芯片产品才终于迎来量产,可同时期的 AMD 财报则显示:其 7nm 制程的一系列产品已经为公司带来了利润。

当时的英特尔危机感还不并不很强烈,英特尔彼时表示:除了已经可以量产的 10nm 芯片,英特尔希望在 2021 年推出基于 EUV(极紫外光)的 7nm 制作工艺,同时,英特尔 5nm 制作工艺的开发也正在按照计划进行。

2020 年 3 月, 英特尔首席财务官 George Davis 在摩根士丹利大会上的表态有点微妙,其表示:英特尔目前处在 10nm 制程时代,在 2021 年底生产出 7nm 节点之前,英特尔不会达到与竞争对手同等的工艺水平。虽然 Davis 补充说,英特尔有望在生产出 5nm 节点后领先 AMD,但是他并未指出明确的生产日期。

到了2020年7月23日,英特尔终于坦言,7nm技术“难产”,下一代7纳米芯片技术研发进度已滞后6个月,企业考虑把更多芯片业务外包给外部半导体生产商。

一方面,在部分芯片领域,制程工艺越先进性能就越优,竞争对手的产品就更有竞争力。众所周知,先进制程工艺是靠量产喂出来的,其次,量产越大,成本的边际效应递减就越明显,这就造成了面向广泛芯片设计公司开放产能的台积电和三星的CPU工艺越来越好,成本越来越低,形成正反馈。

而反观英特尔,自2012年开始,主营的PC市场出现了持续的下滑,导致英特尔在芯片产能上出现过剩,对外的晶圆代工业务也开展不顺,晶圆代工厂利用率仅为60%,销量跟不上,摊到每颗的CPU成本很高。

另一方面,随着先进制程的进一步发展,在制程研发上想要有技术提升,需要的投入已经越来越高,晶圆代工龙头台积电前不久刚表态,为满足先进制程的封装生态,2020将维持150-160亿美元的投入,2021年在此基础上还会有所提升。不仅投入高,先进制程的回报周期也相对较长,还是以台积电为例,台积电3nm和2nm近年在持续推进,但实际量产计划仍在两年后。英特尔现任首席执行官Swan在出任之前是首席财务官,这对于看重财报的管理层来说或许有所为难,成为英特尔近年来在制程竞争上显得消极和缓慢的一大原因。

在此前探讨英特尔将芯片制造外包的可行性时,Swan曾表示,在芯片生产上的灵活性“并不表明软弱”。

英特尔的订单有三个关键词:“6nm”“18万片”“2021年”,从技术、产能、生产预期来看,能实现的可能并不只有台积电一家,三星在2020年也有5nm量产计划,英特尔是如何选中台积电的呢?

据Digitimes 报道,半导体业内人士指出,数月前曾传出英特尔与三星洽谈CPU代工合作。但由于三星5nm EUV制程推进并未如预期般顺利,良率仍在爬升中,产能方面无法百分百保障,而英特尔老对手在与台积电的合作中生产安排已经进入5nm制程,3nm制程产能也在预约排队中,英特尔不愿再冒险,由此选定了台积电。

关于台积电接下英特尔订单,业界也有些疑惑。在订单协议传出前,金融服务公司Cowen分析师Matt Ramsay曾表示,台积电恐不接英特尔的代工单子。原因在于台积电的其他客户和英特尔有竞争关系,他们可能反对台积电优先处理英特尔的订单。另外,英特尔作为IDM模式企业巨头,等自己研发的工艺成熟,产能会重新转回到自家的工厂。

但目前两家不仅达成6nm订单协议,据业界人士透露,英特尔2021年的18万片6nm芯片订单或许只是个合作敲门砖,英特尔真正看中的是台积电预计在2022年量产的3nm制程。希望在后续的合作中争取比对手AMD更多的产能。

这其中,台积电是如何看待英特尔这个合作伙伴,是新的“大金主”还是个“烫手山芋”?在后续的合作中如何为互为竞争对手的客户分配产能?台积电能成为英特尔先进制程工艺上的救兵吗?我们仍不得而知。

不过值得注意的是,作为纯粹的晶圆代工企业,从IDM企业英特尔下单台积电来看,台积电正获得越来越大的半导体生产话语权,本次的合作势必将掀起新的一轮关于IDM和Fabless模式的探讨。从当前来看,在对先进制程有强烈要求的芯片生产上,IDM模式的优势正在被削弱。

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