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英特尔在7nm的道路上步履艰难

2020-08-03 来源:EEWORLD

作为美国芯片行业的门面,英特尔一直引领着全球芯片制造的发展。过去数十年,在始终坚持在美运营和自主生产的前提下,英特尔曾创造了一个辉煌的时代。但近年来,伴随着其相继关闭智能手机芯片等业务,不断失去一些大客户订单,以及下一代芯片生产受阻,属于英特尔的时代似乎正在走向终结。近期,英特尔宣布7nm技术路线图又一次推迟,这样一来,AMD的市场份额将有可能增长。

 

AMD's gain is likely

 

据Wedbush Securities副总裁Matt Bryson表示,虽然AMD约有一半的销售依赖台积电的7nm制程生产,但到2021年,AMD几乎所有的产量都将在台积电的前沿节点生产。与此形成对比的是,英特尔再次推迟了预期,首款7nm产品要到2022年底或2023年初才能准备好。

 

2019年AMD x86 CPU市场份额的增长估计约为15%,而英特尔为84%。TIRIAS Research的首席分析师Kevin Krewell称,英特尔在cpu领域唯一的重要挑战者可能会获得更多收益,因其利用合作伙伴台积电向市场投放更多处理器。

 

Krewell在7月26日接受采访时表示:“AMD已经做好了扩大市场份额的准备。”“AMD在chiplets上下了更大的赌注。”

 

2019年晚些时候,台积电宣布了它的第一批芯片,作为封装三维芯片的一部分,该芯片可以提高性能、功耗和晶体管密度,从而摆脱摩尔定律的束缚。

 

瑞士信贷副总裁Randy Abrams在7月24日提供的一份报告中称,AMD将在2021年将其服务器芯片改为5nm制程,2023年将升级到台积电的3nm制程,因此AMD有了夺取市场份额的“跑道”。报告称,如果英特尔的生产路线图继续下滑,英特尔将可以考虑在2023年前使用台积电生产3nm制程。

 

今年9月,全球最大晶圆代工企业台积电将结束为华为子公司海思半导体(HiSilicon)生产7nm晶圆芯片的工作。因为海思半导体已被美国政府列入黑名单。今年第一季度,海思半导体的产量约占台积电总产量的14%。

 

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Krewell表示,英特尔的Foveros封装技术比台积电的芯片解决方案更先进,因为它涉及到3D堆叠。但英特尔在推广这项技术方面进展缓慢。

 

Krewell表示,AMD的EPYC服务器处理器和Ryzen桌面处理器都是由台积电开发的芯片制造而得。

 

可以肯定的是,英特尔在与AMD的竞争中仍享有一些关键优势。

 

英特尔可以用更低的价格来吸引顾客。英特尔在架构上也保持一定领先,比如DL Boost指令和AVX512。Krewell补充道,AMD在更多核心和更多PCIe通道方面具有优势。

 

转移到代工厂

 

英特尔上周表示,可能会将更多的生产外包给台积电(TSMC)等代工厂。英特尔使用台积电生产使用传统技术生产的芯片。这将是英特尔首次使用铸造厂在先进节点(包括10nm及以下)进行生产。

 

在英特尔公布季度财报后的电话会议上,自去年1月以来一直担任英特尔首席执行长的Bob Swan对是否会将更多生产外包给代工厂表示怀疑。

 

Swan:”不同的是我们要很务实——如果以及什么时候我们应该往里走,还是往外走,确保我们有选择余地,在内部建造内外混合搭配,还是整体走出去。”

 

根据Krewell的说法,英特尔不太可能走多年前出售芯片设备成为无生产线公司AMD的老路,将所有的生产外包出去。“英特尔将不得不决定他们是一家制造公司还是一家产品公司,他们仍然可以两者兼得。”

 

Krewell表示,每个新流程节点都有挑战,但如果出错,可能会导致数月或数年的延迟。每一家依赖前沿节点的半导体公司都需要应急计划,而且没有一家公司能幸免。根据Krewell的说法,能够将来自不同代工厂的芯片组合在一起,这将是英特尔未来可能采用的灵活配置方案的一部分。

 

重振美国工业

 

英特尔的掉链子预示着另一个迹象,表明美国经济将面临下行压力,美国的芯片行业正在失去活力。

 

哈佛商学院(Harvard Business School)教授 Willy Shih在7月26日发表于《福布斯》杂志的一篇文章中指出:英特尔外包更多生产的计划应该会给美国敲响警钟。

 

这一系列事件和决策的冲击,导致外界对于英特尔的信心不断下跌,截至上周五(7月24日),其股价更是大跌超过了16%。不过,这却给另一家芯片代工巨头提供了机会,那就是台积电。因为据市场普遍预计,英特尔可选的代工对象只有台积电、三星等几家,而作为业界尖子生,台积电无疑是首选之一。

 

Shih:" 由于AMD拥有由台积电生产的设计精良的产品,导致英特尔在x86微处理器市场输给了AMD。英特尔唯一能赶上AMD的地方就是台积电,因此他们将业务外包给台积电的压力将非常大(英特尔已经是AMD的一个重要客户)。”

 

毕竟相较于三星电子当前5nm工艺良率不佳,3nm工艺也成谜的发展来说,台积电的优势要明显的多。根据媒体报道,台积电3nm制程预计将于2021年风险量产,2022年下半年全面量产,并且2nm也将在2023至2024推出。与此同时,目前台积电股价处于不断上涨阶段,市值已经暴涨超过3000亿元。

 

美国在芯片制造业的排名已从最初的第一下滑至第五,领先于美国的公司正在积极投资。美国芯片工具制造商也一直在将生产转移到亚洲,因为那里是他们的客户所在。

 

Willy Shih表示,美国政府为恢复美国制造业竞争力所作出的努力很少。他建议,政府应该在补贴生产的同时,为创造需求提供资金,以确保美国芯片行业的可持续性。

 

7月2日,参议院以96票赞成、4票反对的结果通过了一项对《国防授权法案》(NDAA)的修正案,以支持美国的芯片产业。该修正案结合了早期的《美国代工厂法》(AFA)和《CHIPS》(Creating Helpful incentive to Produce semiconductor (CHIPS) for America Act)。Shih说,一份几乎完全相同的提案已经提交到议会委员会,这是一个好兆头。但投票不会为这些政策授权或提供适当的资金,它只会创建政策框架。

 

延伸阅读——美国半导体新法案出炉,1800亿谋求芯片制造振兴

 

多位美国两党议员共同提出《2020美国晶圆代工法案(AFA,The American Foundries Act Of 2020)》。该法案是6月份以来,美国两党议员提出的第二项刺激国内芯片产业发展的法案。如果法案获批,美国将向各州芯片制造业、国防芯片制造业投入共计250亿美元(约合人民币1771亿元)的资金。

 

2019年,中国的高端芯片制造能力首次超越北美,目前全球78%的高端芯片制造产能位于亚洲。这种现状引起美国担忧,为了在全球半导体产业保持领先地位,美国正着力刺激本国芯片产业发展。

 

AFA法案中特别提及,禁止中国政府拥有、控制或以其他方式施加影响的企业获取该法案的资助。

 

一、AFA法案:砸250亿美元,布局各州芯片制造和国防半导体

 

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AFA法案提出五项振兴美国国内芯片产业的措施,涉及250亿美元资金。五大措施具体如下:

 

1、支持商业微电子学项目。法案授权美国商务部向各州拨款150亿美元,以帮助微电子学的“制造、组装、测试、先进封装、先进研发设置的建设、扩张或现代化”。

 

2、支持安全微电子学项目。法案授权美国国防部拨款50亿美元,主要用于建设安全微电子产品生产设施。法案写道:“建立、扩大、现代化一个或更多有商业竞争力的和可持续发展的微电子学制造设施或先进研发设施,用于生产可衡量安全性和专业性的微电子产品。”

 

3、资助研发。法案授权50亿美元的研发支出,以确保美国在微电子领域的领导地位。这笔资金分配情况如下:美国DARPA的电子学复兴计划获得20亿美元,美国国家科学基金会获得15亿美元,美国能源部获得12.5亿美元,美国国家标准和技术研究所获得2.5亿美元。

 

接受这笔资金的机构需要“制定政策,尽可能地以国内生产或微电子研发的任何知识产权作为结果”。

 

4、国家微电子学研究计划。法案规定成立一个总统科学技术委员会的小组委员会。该小组委员会将每年编写一份报告,“用于为下一代微电子学研究和技术提供指导和协调资助资金、加强国内微电子学劳动力,并鼓励政府与产业界、学术界的合作”。

 

5、安全措施。法案禁止中国政府拥有、控制或以其他方式施加影响的企业获取资助。

 

随着中国乃至亚洲在全球芯片产业中占据越来越重要的地位,美国多番出手,试图保证其在全球半导体领域的领先地位。

 

2020年以来,美国一方面加大对我国芯片技术进出口的管制力度,另一方面积极部署国内芯片技术研发和生产,以减少美国芯片产业对亚洲的依赖。前些日,美国两党议员的两度携手提案、此前台积电宣布美国建厂的计划均反映出这一趋势。


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