1月22日,英特尔宣布一项新的投资计划,将在美国俄亥俄州投资200亿美元建设两座半导体制造工厂。该计划最终的投资额或将高达1000亿美元,共建设8家制造工厂。这是首席执行官帕特·盖尔辛格重振英特尔在半导体制造领域领先地位的战略之一。面对台积电、三星在半导体制造上的大举投资,英特尔也在积极应对。未来三方或将围绕2/3nm节点的先进工艺展开一场尖峰对决。

 

投资新厂,布局最新工艺?

 

近年来,英特尔明显加快了在半导体制造领域的投资力度。2021年9月,英特尔在美国亚利桑那州投资200亿美元建设的两座晶圆制造厂(Fab 52和Fab 62)刚刚破土动工。近日,英特尔便宣布了新的投资建厂计划。根据计划这两座新工厂将在今年开工建设,2025年投产,届时将使用全球最先进工艺制造芯片产品。

 

目前,新工厂的具体工艺细节尚未公布。根据此前英特尔透露的消息,英特尔在亚利桑那州建设的两座晶圆厂将是生产Intel 20A工艺的主力工厂。那么,两座俄亥俄州工厂或将负责生产后续将于2025年量产的Intel 18A工艺。此外,英特尔还有可能在未来几个月内宣布另一项位于欧洲的制造基地的建设计划。

 

面对台积电与三星的压力,2021年3月,英特尔CEO帕特·基辛格正式推出IDM2.0战略,强化英特尔半导体制造的竞争力。7月份,英特尔公布了详细的制程工艺和封装技术路线图,宣布到2025年将在工艺上再度领先业界。

 

在经历了移动互联网时代“被超越”,传统PC市场“被蚕食”后,英特尔希望通过一系列战略举措,重新夺回“半导体行业领头羊”的地位,半导体制造能力的强化正是其中的最关键的一环。富国银行分析师Aaron Rakers就表示:“我们仍然认为英特尔在美国生产的投资,是其IDM 2.0战略中代价高昂但必要的一部分。”

 

目前,英特尔、台积电与三星都在加大半导体制造领域的投入力度。2020年5月,台积电宣布投资120亿美元在美国建设12英寸晶圆厂。2021年台积电又相续宣布投资扩大中国大陆南京厂的产能,以及在日本九州熊本县的投资计划。台积电的德国新厂建设计划也在推进中。此外,台积电还在积极推进3nm及以下的晶圆厂建设,为先进工艺量产计划做准备。在日前举办的法说会上,台积电预计2022年的资本支出达到400亿美元至440亿美元。三星在则2021年4月向美国德克萨斯州的主管部门提交文件,希望投资170亿美元建设一家芯片工厂。业界预计,三星2022年在半导体方向的资本支出约为360亿美元。而英特尔2022年的资本开支预计将达到280亿美元。

 

2/3nm工艺竞逐,或成新看点

 

先进工艺特别是2/3nm则成为本轮三大半导体巨头在半导体制造领域竞争的焦点。来自5G、云计算、大数据相关应用的带动,未来几年对高性能计算、低功耗的需求不断增加,将更需要先进工艺的支持。

 

按照规划,三星电子将于2022年上半年开始生产首批3nm芯片,第二代3nm芯片预计将于2023年开始生产,2025年推出2nm工艺。台积电的计划则是2022年下半年量产3nm工艺, 2nm工艺将在2025年实现量产。

 

英特尔此前也发布过工艺节点的开发进程。Intel4(以前为英特尔7nm)将在2022年下半年实现量产。Intel 3(英特尔7nm+)在2023年下半年量产。Intel 20A(前身为英特尔5nm)将在2024年量产。从此英特尔也迈向两位数命名时代,A代表Ångström埃米,或者10A等于1nm。也就是说,Intel 20A相当于2nm工艺节点。也是在这个节点上,英特尔将从FinFET转向其称为RibbonFET的 Gate-All-Around(GAA)晶体管。英特尔预计2025年推出Intel18A工艺。18A将采用ASML最新的EUV光刻机。

 

可以看出,无论台积电、三星,还是英特尔都把目光集中在2/3nm之上。特别是英特尔更是宣称,将在2025年在工艺上再度领先业界。而2025年正好是三家厂商计划推出2nm工艺的时点。因此,可以预见,届时三大巨头将围绕2nm展开一场对决。

 

半导体专家莫大康指出,由于2nm目前尚处于研发阶段,其工艺指标尚不清楚。不能轻易判断是否也一个大节点。然而根据台积电的工艺细节详情3nm晶体管密度已达到了2.5亿个/mm2,与5nm相比,功耗下降25%~30%,功能提升了10%~15%。2纳米的作为下一代节点,性能势必有更进一步的提升,功耗也将进一步下降。市场对其的需求是可以预期的。

 

作者丨陈炳欣

编辑丨连晓东

美编丨马利亚