英特尔3nm制程 巅峰路途漫漫

消息称英特尔CEO Pat Gelsinger可能会在9月份前往台积电，与台积电的高层会晤，主要是对明年的3nm产能计划进行“紧急修正”。

英特尔原计划2022年底量产第14代Meteor Lake，并于2023年上半年推出，如今有消息称将延后到2023年底。作为英特尔GPU绘图芯片代工企业，台积电的3nm制程的计划将受到影响。

据报道，英特尔内部已开始紧急修正未来一年的平台蓝图以及自家制程产能计划。

一直有消息称，英特尔将使用台积电的N3工艺生产GPU，比如独立显卡使用的GPU以及Meteor Lake的GPU模块。并且有传闻台积电和英特尔达成协议将台积电新Gigafab12的P8和P9设施转为3nm工艺制造，专门为英特尔服务。

Meteor Lake采用模块化设计，可以搭配不同制程节点的模块进行堆叠，将使用英特尔自己新的Intel 4计算单元（tile）、EMIB技术互联和Foveros封装技术。

但如果英特尔自家Intel 4运算芯片因市场状况和制程技术问题而无法如期生产，那么英特尔希望台积电也能延后生产，但因此造成的损失将由英特尔完全承担。

此外，也有传言称英特尔仍在考虑转向台积电的5nm或3nm工艺平台制造Meteor Lake计算单元的可行性。

英特尔来势汹汹

在2020年的疫情之下全球对于半导体芯片的需求激增，并且由于疫情原因，众多的半导体产能即使在复工后也仍然处于供不应求的状态，而且在半导体制造工业逐渐高精尖的情况下，短时间内的产能增长是较为困难的问题。

同时现阶段，全球半导体市场已经出现了进一步明显的马太效应，而英特尔在芯片设计领域和生产制造领域能进行垂直整合的能力，在竞争日益激烈的半导体市场中无疑是有一席之地的，为了能取得进一步的优势，英特尔推进了IDM 2.0战略。

IDM 2.0由三部分组成，分别是面向大规模制造的全球化内部工厂网络、扩大采用第三方代工产能和打造世界一流的英特尔代工服务（IFS）。

英特尔将初步投资200亿美元在美国俄亥俄州建设两家芯片制造工厂，计划最终投资多达1000亿美元，预计2025年投产。在全球半导体供应紧张的情况下，各家代工巨头即扩建产能也得需两年左右的时间才能基本成型。可以说在扩张产能方面的进度上，英特尔和其他的巨头几乎处于同一个起跑线上。

除此之外，英特尔在技术上也处于一定的优势地位，作为此前一直引领摩尔定律的巨头，英特尔在现阶段生产的10nm产品其实和台积电生产的7nm产品并没有很多的实际差距，在台积电进入5nm甚至是2/3nm之后，英特尔目前的技术还是能够压制格罗方德、中芯国际、力积电等竞争对手，获得技术上的优势。

在英特尔规划的新制程路线图中，要在2nm量产之际超越台积电。沿着英特尔的制程路线图来看，Intel 7相当于10nm，Intel 4相当于7nm，Intel 3相当于3nm，随后芯片制程将进入全新时代Intel 20A，在2024年推出采用RibbonFET的2nm制程。

值得注意的是，自英特尔在去年公布其IDM2.0规划和IFS代工服务新业务以来，就一直动作不断：从设立10亿基金用于推进先进制程芯片的设计和开发，到成为RISC-V基金会的高级会员，加入RISC-V架构赛道。再到收购2月15日54亿完成对高塔半导体的收购，在IFS代工服务中开放x86指令集授权。

这种种动作中我们不难发现英特尔对于IDM2.0这条道路的坚定。目前，英特尔在代工产业上已经建成了包含x86、Arm和RISC-V三大主流指令集的IP平台，并与Cadence、新思科技、Arm、西门子EDA等厂商建立了合作关系，这昭示着英特尔未来在代工产业上的野心。

英特尔CEO Pat Gelsinger认为，未来五年英特尔在代工业务上会迎来爆发性的增长。他预计，英特尔将会在2026年实现销售额年增速10%~12%的目标。

英特尔所需要克服的困难

根据摩尔定律，制程节点将以大约0.7倍递减，从0.8μm、0.5μm、0.35μm、0.25μm、0.18μm、0.13μm、90nm、65nm、45nm、32nm、22nm、16nm、10nm、7nm，一直发展到现在的5nm，未来的3nm都是如此。在正常「全」节点中间，还出现一些「半」节点制程，如28nm、20nm、14nm。

从45nm制程节点的14家企业，28nm淘汰三分之一，16nm（14nm）再降一半，如今仍然还在10nm制程以下艰难攻关的，只剩英特尔、三星、台积电这三家了。

2014年是一个关键的节点，英特尔率先迈入14nm节点，却没料到那是英特尔最后的辉煌。自此之后，英特尔便进入到了发展的瓶颈期。

之后5年，英特尔在14nm节点停滞不前，过了好几年，也只搞出14nm+，14nm++，10nm久攻不下，落下了一个「牙膏厂」的外号。直到2019年年底才实现10nm的量产。

另一方面，同样在2014年，台积电在张忠谋回归后，解决了所有的技术挑战，并在2017年实现10nm制程的量产，这一制程最先应用到了iPhone 8上搭载的A11 Bionic芯片上。

时至今日，大约90%的顶级芯片是由台积电制造的，其余的由三星制造。三星和台积电双雄争霸，虽然英特尔每年依旧推出新晋的x86芯片，但似乎它芯片制造的声量越来越小了。

而英特尔面临的真正的问题是，即便进入到代工业务之中，自己还能不能重新回到第一梯队？

对于半导体行业来说，能否取得成功在很大程度上依赖于规模；更多的销售意味着有更多的机会来完善你的工艺，而完善你的工艺有助于让你进入下一个节点。而这就是台积电的情况。

不过，代工市场的真正挑战不是争取客户，确保每个客户的需求得到满足才是取得胜负的关键。

适应广泛的客户要求可能对英特尔来说会是一个考验，因为英特尔在历史上依赖于内部设计师和制造部门之间的紧密合作。不过，英特尔认为自己是可以克服这些挑战。

近年来，英特尔营收虽然保持了连续增长的态势，但是从具体数额和同比涨幅看，已经出现了明显的放缓迹象。

英特尔2021年第四季度财报显示，本季度营收为205.28亿美元，与上年同期的199.78亿美元相比增长3%；净利润为46.23亿美元，与上年同期的58.57亿美元相比下降21%。

从英特尔四季度财报来看，总体来看，PC相关的CCG部门营收同比下降7%，而泛数据中心业务部门DCG，物联网部门IOT表现强势，同比增速高达20%和36%。此外，可编程解决方案事业部PSG营收同比增长15%，而非易失性存储解决方案事业部NSG营收却同比下降了18%。

尽管增长乏力，但PC相关的CCG部门仍是英特尔最为核心的部门。英特尔预计，随着PC比以往任何时候都更加重要，CCG将继续成为英特尔增长的重要贡献者。2021年，全球个人电脑出货量超过3.4亿台，比2019年增加27%。英特尔预计，这一市场将保持强劲势头并进一步增长。

同时，英特尔对AXG部门（加速计算系统与图形）寄予了厚望。作为英特尔的增长引擎，到2026年，AXG部门三大业务将为英特尔带来近100亿美元的收入。三大业务包括：视觉计算集团，其中包含英特尔用于游戏、内容创建和元应用程序的GPU；超级计算集团，包含英特尔用于高性能计算、人工智能和媒体处理的处理器；以及定制计算组，其中包含用于区块链、边缘超级计算等的定制芯片。

上面我们说到，英特尔拥有在产品设计能力和制造能力双重扶持的优势，但是相比较于其他的Foundry (代工厂)来说，可能就是其中的劣势所在。

相比于纯粹的Foundry 来说，英特尔自身也有产品需要制造，势必也需要产能的支持。对于需要代工的客户来说，在产能同样处于紧缺的情况下，英特尔可能将产能优先倾斜向内部的产品，对于客户产品的制造优先度下调，进一步导致客户产品供应紧张的问题。

对于客户来说，英特尔的某些业务可能存在着和自身产品有所重叠的地方，甚至可能存在竞争关系，对于Fabless (无工厂芯片供应商)来说，面对一个体量如此庞大的并且掌握了IDM整合能力的竞争对手，将产品交付于英特尔进行代工，就是一个值得考虑的问题所在。