英特爾發力晶圓代工市場，台積電/三星壓力山大！

9月19日，「英特爾精尖製造日」活動在北京正式召開，英特爾除了正式推出了自己全新的10nm工藝之外，還宣布對外開放其10nm工藝的代工，此外英特爾還針對移動領域及物聯網市場開放的22nm FFL工藝，而在此之前，英特爾的14nm代工業務也已經順利開展。

看來，英特爾是要全面進軍代工市場與台積電、三星搶市場了。

高端晶圓代工市場快速增長

隨著移動網際網路以及物聯網的快速發展，越來越多的智能終端倍連接在網上。

根據預測，到2020年聯網的終端將會有500億台，每天將會產生海量的數據。

現在每人每天上網的平均數據量是1.5G，但是物上網以後就完全不一樣了。

物上網是人上網千倍以上的增長，一個智能醫院每天產生的數據量是3TB；一輛無人駕駛汽車產生的數據量是4TB；一個智慧工廠聯網，假如說一千多台設備，每台設備上一二百個傳感器，時時刻刻產生數據，它每天數據量將是1PB。

所以預測到2020年全世界的數據總量將是44ZB。

（註：1ZB就是1000EB，1EB是1000PB、1個PB是1000TB，1TB是今天的1000個GB。

）

而隨著數據量的爆炸式增長，對於計算力的需求也是大幅增長。

根據數據顯示，2014年全世界所需的電晶體為2.5×10^20個。

而現在，英特爾單顆最新的酷睿晶片的電晶體數就超過了1.7×10^10個。

相比1971年英特爾第一顆晶片4004相比，性能提高了40多萬倍，但是大小只有前者的50萬分之一。

而這一切的背後則離不開半導體製程技術的發展。

（注意：上圖數據不包括三星和英特爾內部收入，同時尖端技術是指：2010年小於65nm的技術，2011-2012年小於45nm的技術，2013-2016年小於32納米的技術）

根據英特爾公布的研究數據顯示，近年來晶圓代工市場一直呈現穩步增長，特別是近三年（2014-2016）來，高端晶圓代工市場增長相對較快（2010-2016年複合增長率達14%），而滯後節點的晶圓代工市場則增長緩慢。

到2016年，高端晶圓代工市場規模已達230億美元，占比已經接近整個市場一半的份額。

另外，根據IC Insights於9月19日發表研究報告顯示，2017年專業晶圓代工市場預計將增長7%，而40nm以下的銷售額有望年增18%至215億美元， 是最主要的成長動能。

IC Insights報告稱，40nm以上的IC晶圓代工市場，2017年雖將有60%的份額，但預估銷售額僅會略增2億美元。

相較之下，40nm以下的晶圓代工銷售額，2017年卻有望大增33億美元。

顯然，高端晶圓代工市場增長正在加快。

擁有領先技術的玩家越來越少，一家獨大的台積電遭遇新挑戰

十多年前，大約有25家公司有自己的領先的晶圓廠，但現在變成了4家，其中只有3家（台積電/三星/英特爾）是在投資開發最新的規模量產型的製程技術，其中只有兩家公司是真正有一體化的器件的生產，這確實是非常困難的一個技術領域。

目前，在高端晶圓代工市場，台積電可謂是一家獨大。

IC Insights的數據顯示，2017年台積電估計會有58%的營收來自40nm以下製程，比例是GlobalFoundries的兩倍以上，更是聯電的3倍之多。

同時，IC Insights預測，2017年台積電在40nm以下晶圓代工市場的占有率將高達86%。

而台積電之所以能夠在高端晶圓代工市場占據主導地位，也是與其巨大的投入密不可分。

根據台積電財報顯示，2012年以來，其資本支出分別為84.76、96.51、90.97、78.28、101.28億美元，累計452.41億美元，年均90.5億美元。

目前來看，2017年台積電的資本支出仍將進一步增長，2017年上半年，台積電資本開支已達67.6億美元，同比2016年上半年的34.1億美元增長98%。

得益於在高端晶圓代工市場的領先地位，台積電的毛利率也很高，2016年，台積電毛利率首次突破50%，達到50.1%。

2002年以來，台積電的收入、利潤、市值均增長10倍以上。

面對高端晶圓代工市場的快速增長。

近年來三星也在不斷加大對於半導體領域的投入。

資料顯示，2015年三星資本支出為130億美元、2016年資本支出為110億美元，預計2017年將達到125億美元。

今年5月，三星還宣布將公司晶片代工業務剝離為一個獨立部門，彰顯了其晶片代工業務部門的重要性和晶片代工業務需求的增長。

此外，今年三星還宣布稱將耗費超過180億美元投資多個半導體生產線。

希望能夠挑戰台積電在晶片代工市場領頭羊地位。

不過，在此前三星與台積電的競爭當中，三星始終處於下風。

雖然在2015年，三星憑藉搶先推出14nm，搶得了部分蘋果A9處理器的訂單，但是由於品質與台積電仍然存在差距，所以蘋果後來的A10/A11都選擇了台積電。

而目前三星最新的10nm工藝除了自用之外，似乎也只有高通一家客戶。

但是，今年驍龍835的旗艦數量相比往年基於高通驍龍800系列的機型明顯要少很多，這使得三星10nm代工業務受到了一些影響。

在三星多次挑戰台積電未果之後，高端晶圓代工市場又迎來了一位重量級玩家——英特爾。

「英特爾之所以會進軍代工業務，是因為這個市場裡面存在著非常好的業務機會，這是我們做代工業務的重要原因。

作為一家領先的技術企業，英特爾確實能夠靠自己的優勢在代工市場裡掙到錢。

這個市場在不斷的整合，現在擁有尖端技術能夠來做代工的公司其實非常少，而英特爾恰恰是其中之一，這對我們來說是一個不可多得的機會，我們自然要發展這個業務。

」對於英特爾為何要進軍代工市場這個問題，英特爾公司技術與製造事業部副總裁、晶圓代工業務聯席總經理Zane Ball這樣回答到。

確實，在晶圓製造領域，英特爾的製程工藝一直是最強的。

雖然近年來受到了台積電、三星的挑戰，但是從目前來看，英特爾依然擁有近一代的領先優勢。

（此前我們在《英特爾10nm工藝發布：正面PK友商，刀刀見血！》一文當中已有詳細介紹，這裡就不再累述。

）憑藉領先的製程工藝技術，台積電將迎來一個更為強大的競爭對手，而三星希望超越台積電成為晶圓代工市場老大的夢想也恐遭重挫。

英特爾全面開放10nm、14nm、22nm FFL工藝

早在2016年8月，英特爾就正式宣布開放晶片代工業務，同時與ARM達成新的授權協議，這也意味著英特爾將可以利用自己的製程技術來代工ARM架構的晶片。

而現在，英特爾不僅將其原有的先進的14nm工藝開放，同時還將其最新的10nm、22nm、22FFL工藝也全部對外開放代工，可謂是下足了血本。

目前，台積電、三星的高端晶圓代工技術主要面向的是智慧型手機市場。

相比之下，英特爾在切入高端晶圓代工市場之初，將其目光更多投向了其本身就具有優勢的網絡基礎設施市場（網絡處理器、FPGA）以及移動和互聯設備市場（物聯網和入門級移動設備）。

1、網絡基礎設施市場

首先，網絡基礎設施對於性能密度、高速數據傳輸、經濟的多晶片集成有更高的要求。

而英特爾的製程工藝在這些方面都擁有較高的優勢。

比如英特爾的10nm工藝相對於競爭對手來說，電晶體密度更高，可提供更高的性能，功耗更低。

在高數據傳輸方面，去年，英特爾發布了56Gbps PAM4 SerDes的技術，接下來還會有112Gbps SerDes技術，英特爾表示可以將這些技術通過英特爾的代工廠提供給市場使用。

在經濟的多晶片集成方面，英特爾擁有Mix and Match異構設計技術，可以將不同工藝混合搭配在一起，統一封裝在同一個基底上，比如說CPU用10nm，GPU和通信模塊用14nm，其他則是22nm。

此外，配合英特爾第二代嵌入式多內核互連橋接(EMIB)封裝技術，可提供112Gbps的串行通道，或者PCI-E 4.0 x16通道，所以帶寬和延遲都不是問題。

它能夠實現晶片之間以高效、高密度的連接，可以作為一個晶片來工作，也就是在晶片的任何一個位置，可能是不同技術晶片的互聯。

其他實現的是晶片插入式選樣，但是成本更高而且不靈活。

2015年，英特爾以167億美元收購了對可編程晶片（FPGA）廠商Altera。

正所謂肥水不流外人田，在9月19日的「英特爾精尖製造日」活動上，英特爾旗下的Altera負責可編程FPGA事業部的副總裁Rina Raman就公布了代號為「Falcon Mesa」的下一代10nm FPGA產品，其就採用了Mix and Match和第二代EMIB技術。

2、互聯設備市場

對於主流移動市場的產品來說，往往對於性能和功耗的要求都很高，對此，英特爾也是與ARM緊密合作，積極力推其最新的10nm工藝。

據英特爾透露，在去年8月與ARM達成合作之後，英特爾就開始把ARM Cortex-A75放到英特爾標準的10nm晶圓代工的流程當中，整個流程是標準化的，只花了14周時間就完成了RTL到首個10nm晶圓代工測試晶片流片，而且整個流程是非常標準的合成流程。

英特爾的數據顯示，在其10nm工藝下，ARM Cortex-A75內核可以達到超過3.3GHz的主頻，功耗可以達到0.25mW/MHz。

另外，英特爾的14nm工藝早已開放給了合作夥伴——展訊，今年展訊發布的SC9861G-IA和SC9853，都採用了英特爾的14nm工藝代工，當然，這兩款晶片都還是基於x86架構。

對於物聯網和入門級移動設備來說，都有著超低漏電、低成本、便於設計的要求，針對這個市場，英特爾推出了22FFL製程工藝。

可以看到，相對於原來的22nm FinFET工藝，22FFL在電晶體密度進一步提升的同時，提高了柵極間距、金屬間距。

據英特爾介紹，相對於競爭對手的28nm工藝，英特爾的22FFL工藝漏電率降低了100倍，活躍功率增加了2.5倍，晶片面積縮小了20%，這也使得其成本方面具有強大的競爭優勢。

從高端晶圓代工收入的占比來看，2016年，28nm仍占據了高端晶圓代工市場一半的市場份額。

而英特爾推出的22FFL工藝主要也是想搶28nm工藝的市場。

ARM公司戰略聯盟與銷售部門高級副總裁Will Abbey表示：「22FFL是一項非常令人振奮的工藝，它提供了FinFET電晶體所能帶來的優勢，並且有更簡單的後道工藝。

這種優勢從ARM的角度來說，為量大但對成本敏感的移動和消費類應用找到了一條很好的通路。

」

英特爾晶圓代工有哪些優勢？

毫無疑問，相對於目前的競爭對手的製程技術來說，英特爾的製程技術仍然具有一定的領先優勢。

此次開放的22nm、14納米、10nm、22FFL工藝，也都是英特爾的高端製程技術。

此外，FinFET技術最早是英特爾率先商用的，因此，英特爾在FinFET技術上也擁有著最為豐富的量產經驗（目前英特爾已出貨700萬片晶圓）。

與此同時，英特爾還提供了全面設計自動化的基礎軟體給晶片設計公司，同時英特爾也有晶圓驗證的IP來幫助快速方便的設計。

特別值得一提的是，英特爾不僅提供晶圓代工服務，同時還可提供提供標準化的封裝與測試能力，並且還能有提供很多差異化的創新功能，比如前面提到的EMIB、Mix and Match技術等。

」我們把代工和封裝測試一體化的服務提供給客戶，這是一種完全的交鑰匙的方案，是客戶的價值選擇。

」Zane Ball這樣總結到。

另外，對於晶圓代工廠來說，工廠的規模和產能也是至關重要的。

對此，Zane Ball表示：「英特爾技術和製造集團員工總數是3萬，我們潔凈室面積超過400萬平方英尺，每秒生產電晶體的數量超過100億。

我們擁有全球規模，在全球擁有多家工廠，比如美國的俄勒岡、亞利桑那、愛爾蘭、中國大連、以色列都有晶圓廠，使得我們有足夠的產能來應對市場不斷變化的需求，並且成本也具有全球競爭力。

同時我們在中國成都、馬來西亞的檳城以及越南都有封裝測試廠，我們能夠實現全球最佳的良品率，這也是我們獨一無二的競爭力之一。

另外，我們始終有能力能夠對我們的產品進行再創新，將新的產品帶向世界，為數以千萬計的客戶服務，收集他們的反饋，重新升級產品，再帶向市場，這對客戶很重要，對我們也很重要，這也是非常強有力的競爭優勢。

」

作者：芯智訊-浪客劍

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