来源:全球半导体观察 原作者:竹子
1月25日,联电与英特尔共同宣布正式合作,英特尔(Intel)将提供现有厂房及设备产能,联电(UMC)提供12nm技术IP,并负责工厂运营及生意接洽。
图片来源:英特尔
据TrendForce集邦咨询研究显示,2023年Q3季度全球晶圆代工前十排名再度刷新,英特尔跻身第九,联电排名第四。双方强强合作之下,全球晶圆代工格局或将进一步产生变局。联电将在成熟制程领域更进一步,而英特尔所图更大,未来其“晶圆代工第二”的愿望是否可成真呢?
为何合作,双方想要获得什么?
对于晶圆代工而言,先进制程的玩家格局(台积电、三星、英特尔)三角十分坚固稳定,而真正会出现变局的,反倒是1Xnm(12nm、14nm)。此番合作,联电想要获取1Xnm市场。而英特尔众所周知,他的野心从来不是止步12nm,而是12nm以后的先进制程战场。
联电专注于更具成本效益的成熟制程和特殊制程工艺,强调稳定获利。2018年联电宣布放弃了10nm及以下先进制程的研发,就这一点而言,英特尔在未来几年与其的合作中都很放心。目前,联电主要获利制程在28nm和22nm上。虽然联电具备1Xnm的技术,并且联电FinFFT世代14nm已于2017年宣布开发完成并进入量产,但是就联电2019年至2023年第三季度,联电的1Xnm营收占比依然为0%。最近两年的消息显示,联电还在规划12nm制程,并计划在2025年初完成。
看起来联电在12nm和14nm上确有实力量产,但是两个制程都面临着很大的入市问题。在1Xnm市场上,联电的竞争对手主要是台积电、三星(12nm和16nm)和格芯(12nm和14nm)等,这几家研发量产时间都比他早,且市场成熟。联电面临的问题就是,他们花费巨资研发出了新的技术,但是别家的工艺已经成熟了且开始降价了,他们还找不到客户和市场,只能维持亏损,并且尽量减少亏损不敢扩产。
2020-2022年成熟制程火热,联电赚的盆满钵满,转至2023年,成熟制程大大过剩,联电财报更是萎靡不振,其中汽车芯片订单不足是一个重要原因,联电2021和2022年的营收对汽车芯片订单产生了很大依赖,而2023年大量汽车芯片订单突然消失,致使联电的产能利用率直线下滑,2023年三季度,联电只能通过一些急单,来抵销一部分汽车芯片订单流失造成的亏空,但整体出货量依然是下滑的。目前节省资金对于联电而言极为重要。
此番与英特尔合作,英特尔将提供其位于美国亚利桑那州Ocotillo Technology Fabrication的12、22和32厂进行开发和制造,透过运用晶圆厂的现有设备,大幅降低前期投资,并最佳化利用率。并且后续还会提供更佳的区域多元且具韧性的供应链,协助全球客户做出更好的采购决策。
TrendForce表示,为减少厂务设施的额外投资成本,直接衔接现有设备机台,并有效控制整体开发时程,故本次两家业者针对12nm FinFET制程的合作案,选择以Intel现有相近制程技术的Chandler, Arizona Fab22/32为初期合作厂区,转换后产能维持原有规模,双方共同持有。在此情况下,TrendForce预估,所产生的平均投资金额相较于购置全新机台,可省下逾80%,仅包含设备机台移装机的厂务二次配管费,以及其相关小型附属设备等支出。
另外基于和英特尔的合作,联电可以从Intel收取授权费,可想而知,这是一笔非常可观的收入。
资金、制程进化、市场,三个非常客观的置换条件,这几乎完美契合联电当下所需。
成熟制程之争已经白热化,据TrendForce集邦咨询统计,2023~2027年全球晶圆代工成熟制程(28nm及以上)及先进制程(16nm及以下)产能比重大约维持在7:3。中国大陆由于致力推动本土化生产等政策与补贴,扩产进度最为积极,预估中国大陆成熟制程产能占比将从今年的29%,成长至2027年的33%,其中以中芯国际(SMIC)、华虹集团(HuaHong Group)、合肥晶合集成(Nexchip)扩产最为积极。
联电不仅要卷成熟制程,更要往12nm上靠,打造自己的核心竞争力,才能在市占率上更进一步。
在近几年几代执⾏官的操作下(尤其是基辛格),英特尔建立了三大关键战略能⼒——芯片的设计和架构、领先的工艺技术和卓越的⼤规模制造能力。找到联电,与联电合作则是在上述三大关键战略能力上锦上添花,是其打通先进制程的绝佳路径。
首先是芯片架构,英特尔长期以来以制造CPU及GPU核心芯片见长,其主导x86架构数十年,x86架构功能强大,迄今仍是电脑中央处理器(CPU)市场主导者。但巨大的耗电也成为其一大缺点。相比之下,安谋架构则相对省电,并且有客户数十年的使用回馈,受到业界欢迎。
英特尔非常重视拓展安谋架构相关业务,2023年上半年其宣布与安谋合作,表示采用安谋技术的手机芯片和其他产品将由英特尔代工生产。业界人士猜测,英特尔此举,主要希望获得高通、联发科等大厂青睐,甚至进一步争取苹果芯片代工订单。
英特尔虽然拥有先进的工艺技术,但是在过去几年的制程之争中,英特尔被14nm牵制9年之久,近年终于推出Intel 7和Intel 4。业界认为,头部几家大厂关于Xnm的定义早已脱离了物理学范畴,按照当前台积电的命名标准看,英特尔的10nm完全可以叫7nm,性能上和7nm差异不大。
Intel在过去几年一直想要重振晶圆代工,在IDM2.0计划加持下,英特尔有着超强的⼤规模制造能力,英特尔的愿景十分美好,其原来计划芯片设计部门可以找台积电这样的代工厂生产芯片,但是其独立出来的制造部门(Intel Foundry Services,IFS)则可以接其他芯片公司的代工订单。
但是现实是残酷的,英特尔由于制造部门长期亏损,其设计部门一度喊话要求找外包,据悉,目前英特尔的Arc系列GPU和AI芯片都交给了台积电生产。据了解,英特尔的制造部门目前订单不及预期,加上收购高塔半导体折戟,其制造部门IFS依然处于亏损状态。在2023年6月,英特尔宣布组织架构调整,负责晶圆代工的IFS部门独立运营,业界表示,这样做对于其专注于发展晶圆代工业务大有益处。
此外,还有一点值得注意。作为一家美国企业,并且是唯一一家拥有先进制程芯片生产能力的美国企业,其自然受到美国政府较多的政策及资金扶持,毕竟今年1月,其就成功截胡台积电,拿下ASML第一台NA 0.55光刻机。英特尔也需要考量美国半导体在地化生产趋势,当地IC设计业者更多与邻近的晶圆代工厂合作。英特尔此番与联电进行技转合作,未来英特尔可借由相关制程,就近服务美国客户。
先进制程的玩家非常清晰,台积电、三星、英特尔。而在7nm及以下的市场格局来看,在未来很长一段时间都以台积电和三星为主。
拿下更高节点是晶圆厂营收实现分水岭的最优解,台积电便是最好的说明。台积电2023年四季度业绩看,3nm四季度便占据了晶圆收入的15%,相较上季度增长了14.4%,5nm和7nm分别占晶圆总收入的35%和17%。总体看,先进工艺(7nm及以下)占晶圆总收入达67%。台积电预计2024年资本支出280亿美元至320亿美元,其中70-80% 将用于先进技术,约10-20%将用在特殊制程技术。台积电表示,企业已度过资本密集期,未来几年将开始大收成。
虽然台积电表示,目前在建的成熟制程产能确实有太多的倾象,但12nm向上接轨先进制程,向下延伸成熟制程,在未来的很长时间都将占据较大的市场份额。从全球半导体观察统计数据看,格芯首席执行官Thomas Caulfield将成熟节点称为“基本芯片”,其认为行业内主要有两种类型的芯片:先进芯片和传统(或成熟)芯片。传统(或成熟)芯片对于行业来说是必不可少,因为归根结底,如果没有这些芯片,行业谈到的许多应用程序将永远不会出现,它们对终端市场变得至关重要。
在1Xnm(12、14nm等)领域,目前实现量产的企业也并不多。据TrendForce集邦咨询研究显示,2023年Q3季度格芯(6.2%)、联电(6.0%)、英特尔(1.0%)晶圆代工营收均在前十榜单。正好前面两家都有12nm制程,英特尔想要往前靠,拉上前面的任何一家都十分有益。这两家也是1Xnm竞争最为激烈的头部企业。
从制程看格芯的优势在于其12nm和14nm已经具备产能,并且实现了规模化盈利。过去两年,格芯在产能紧缺大潮中实现了扭亏为盈的转变。从产能布局看,格芯的优势在于工厂分布很均匀,新加坡、纽约与德国产能平分秋色,皆为3成,可以有效帮助客户降低地缘政治风险并提供更大的供应链确定性。
并且扩产还在继续, 2023 年 7 月,格芯新加坡工厂正式建成运营,产能每年制造超过 40万片晶圆。在纽约州北部的Fab 8 工厂过去几年也投资超过1-12 亿美元扩建,德累斯顿则投资了24 亿美元来提高产能。2023年的去年6月,格芯宣布与 STMicro 建立合作伙伴关系扩大产能。
合作案宣布后,UMC方面,在提供12nm技术部分IP协作开发的同时,也会协助Intel洽谈晶圆代工生意。UMC不仅可利用现成FinFET产能而不需摊提庞大的投资成本,又可在成熟制程的激烈竞局当中脱颖而出。Intel方面,则以提供现有工厂设施,除了可获得晶圆代工市场经验,扩大制程弹性及多元性,亦可集中资源于3nm、2nm等更先进的制程开发。
TrendForce预期,若后续合作顺利,Intel可能考虑未来再将1~2座1Xnm等级的FinFET厂区与UMC共同管理;推测相近制程的Ireland Fab24、Oregon D1B/D1C为可能的候选厂区。不过,作为主要技术IP提供者的UMC,其14nm自2017年至今尚未正式大规模量产,12nm目前也仍在研发阶段,预计2026下半年将进入量产;因此双方的合作量产时程暂订于2027年,FinFET架构技术稳定性仍待观察。整体而言,TrendForce认为,在成熟制程深耕多年的UMC,与拥有先进技术的Intel共同合作下,双方除了在10nm等级制程获得彼此需要的资源,未来在各自专精领域上是否会有更深入的合作值得关注。
封面图片来源:拍信网