挤惯了牙膏的英特尔 也有“杀疯了”的一天？

北京时间2月22日凌晨，英特尔召开了首届Intel Foundry Direct Connect大会，与以往侧重产品展示和技术分享的活动不同，本次会议只有一个主题——芯片代工。

图片来源：Intel

在半导体产业链中，芯片代工是个不折不扣的“重要且枯燥”的环节，但这次活动所展示出的亮点，随便拎出一项都足以让人感到惊讶：

• 采用Intel 18A工艺（1.8纳米级）的Clearwater Forest至强处理器已完成流片，1.4纳米级的Intel 14A工艺首次亮相。

• 首推AI芯片的系统级代工模式，提供从工厂网络到软件的全栈式优化。

• 已成功拿下微软的芯片订单，将采用Intel 18A代工。

• 代工服务的IP、EDA合作伙伴，包括新思科技、Cadence、西门子、Ansys、Lorentz、Keysight表示工具和IP已准备就绪。

值得一提的是，活动现场英特尔还宣布了与ARM达成合作，未来将支持为基于ARM架构的SoC（系统级芯片）提供代工服务，这种强烈的违和感，就连前来站台的ARM首席执行官Rene Hass都打趣地说道：

“感觉就像在Windows上运行iTuns一样奇怪。”

过去一周，当全世界都在讨论Sora的革命性进步时，英特尔悄悄拿出了应对AI算力需求爆炸的完整解决方案，再一次证明了这位昔日芯片行业霸主的地位。

IDM 2.0，绝境逢生？

当提起英特尔时，人们通常会习惯性地把它与英伟达或AMD做对比，但实际上，英特尔在半导体产业中的发展路径与后两者截然不同，一个最本质的差异是英特尔是业内少数采用IDM模式的芯片厂商。

所谓IDM，就是指从设计、制造、封装测试到销售自有品牌IC都一手包办。

与之相对应的，一类是诸如英伟达、AMD的Fabless厂商，他们只做芯片的IC设计，芯片制造环节完全交由代工厂完成。另一类则是以台积电、格芯为代表的Foundry厂商，他们负责芯片的代工及封装环节。

这种分工模式的好处在于，Fabless厂商无需承担动辄数十亿美元的产线建设成本，Foundry厂商也无需维持体量庞大的产品开发团队，可以专注于工艺制程的提升。

这种分工明确且高效的产业链上下游关系，是维持摩尔定律在今天仍能存续下去的前提条件。因此，当今还在采用IDM 模式的芯片厂商某种程度上其实是“非主流”的存在。

而英特尔的商业模式要更加“邪门”。

现任CEO帕特·基辛格在2021年上任后，提出了“IDM 2.0模式”。即坚持自己生产芯片的同时，也为第三方芯片设计公司提供代工服务，同时把部分制程芯片交给其他代工厂，来实现对自家工艺的补充。

这个设想听起来很美好，但即便是完全不了解芯片行业的人也能够察觉到一丝端倪：第三方芯片设计公司，他们的产品可能本就与英特尔存在竞争关系，那么他们要如何放心把芯片制造环节交由后者呢？

英特尔接收的全球首台0.55NA EUV光刻机，图片来源：Intel

打一个比方，这就像是苹果对微软说，“我们正在升级MacOS系统，如果有需要的话，也可以帮你一起开发Windows系统。”

还有一个无法忽略的问题是，芯片代工行业是个典型的“重资产、长周期”产业，如果建设能够承接第三方芯片设计公司的产能，势必会让前期成本大幅增加，这一点在去年的多份财报中都已经有所体现，比如在2023年第二季度，英特尔在整体营业利润率为33%的情况下，其负责芯片代工业务的IFS部门利润率为-28%，严重拖累集团业绩表现。

因此，在IDM 2.0概念被提出后，外界的质疑声始终没有中断过。

而在去年6月，意识到IFS部门已经成为沉重负担后，英特尔选择了将该部门拆分出去，未来将独立运营，并在财报中单独核算损益。

在同一时间，半导体行业也迎来了一场巨变。

随着算力需求在全球范围内的激增，负责AI芯片代工的主要大厂台积电出现明显的产能瓶颈问题，比如CoWoS先进封装的月产能至今维持在1.3-1.5万块（晶圆），而其中部分产能还要被苹果M1 Ultra等芯片分走，因此在2023年下半年，出现了英伟达高性能计算卡交货周期普遍延长至12-16个月的情况。

考虑到目前具备先进制程的厂商，无外乎台积电、英特尔、三星电子三家，且三星电子的在5纳米工艺节点后的良率问题至今仍是个谜，英特尔成为芯片设计厂商为数不多的代工可选项。

这也是英特尔此时提出“AI芯片系统级代工”的底气所在。

泼天富贵，英特尔能接住吗？

尽管眼下的英特尔似乎占据天时地利，但这家公司现在有实力在代工行业中大展拳脚吗？如果单以市场份额来看，根据TrendForce的统计数据，英特尔在全球芯片代工业占比仅为1%。

不过，就技术而言，英特尔仍然算得上是行业中的领先者。

首先是其工艺制程目前处于稳步推进状态。在2021年7月，英特尔曾公布了“四年五制程节点”的计划，即利用四年时间推进Intel 7、Intel 4、Intel 3、Intel 20A和Intel 18A五个制程节点，目的是到2025年重新获得全球芯片代工的制程领先性。

就目前已公开的信息来看，两款基于Intel 3的产品Sierra Forest和Granite Rapids已经分别完成流片及设计认证后的试生产工作。“埃米级”的Intel 20A及Intel 18A也预计在今年投入生产。

英特尔制程节点规划图，图片来源：Intel

值得一提的是，这两个工艺节点将搭载，可能是英特尔未来十年最重要的两项技术：RibbonFET栅极全环绕场效应管，以及PowerVia背部供电网络。

简单地说，前者可以推动芯片上的晶体管尺寸进一步微缩；后者则是将芯片的电源线及信号线移植到晶圆背后，从而降低功耗。

这两项底层技术共同奠定了英特尔代工业务的技术基座，也确保了摩尔定律仍然可以得到延续。

当然，眼下行业内还不大需要如此高精尖的技术，毕竟AI从业者们所依赖的主力芯片——英伟达A100，其制程也不过7纳米。

而就短期来看，AI行业可能更需要英特尔在封装环节的技术积淀。

在本次会议上，英特尔宣布将FCBGA 2D+纳入英特尔代工先进系统封装及测试的技术组合之中。这一组合将包括FCBGA 2D、FCBGA 2D+、EMIB、Foveros和Foveros Direct技术。

这一连串晦涩难懂的技术名词，让英特尔具备了满足不同代工客户的异构集成需求，也让来自不同供应商、用不同制程节点打造的“芯粒”能够更好地协同合作。

这里有必要解释下“芯粒”的概念：可以简单地理解为一种小型的模块化芯片。它对于AI行业的意义在于，能够将CPU、GPU、NPU高速连接在同一个系统中，极大提升异构核之间的传输速率，在提高数据访问速度的同时，降低数据处理功耗。

英特尔2.5D封装产线，图片来源：Intel

此外，英特尔也为AI芯片创业公司，如近期风头正盛的Groq和SiMa.AI，这些潜在的创业公司客户做足了准备。这些公司普遍认为专用芯片比通用芯片效率更高，因此在产品研发上也多集中于构建专门用于某些架构的芯片，但问题在于这些创业公司在芯片版图设计上可谓五花八门。

因此，在本次会议上前来为英特尔站台的合作伙伴中，可以看到芯片行业内的“EDA五巨头”（新思科技、Cadence、西门子、Ansys、Lorentz）悉数到场，以展示英特尔为各型软件及工具认证做出准备。

总的来说，无论是工艺制成还是封装技术，亦或是开发工具，英特尔已初步具备“AI芯片的系统级代工”能力，但英特尔自此之后真的可以高枕无忧了吗？

显然不是，一个最直接的隐患在于，尽管芯片代工部门未来在财报上将独立核算，但产线的前期建设及调试费用依然需要英特尔支付。

这将是一笔天文数字。就目前英特尔官方披露的项目进展来看，这家公司未来将分别在波兰、以色列和德国共计投资626亿美元，用于晶圆代工产线修建。在芯片补贴法案的资金迟迟无法到位的情况下，这些投资几乎完全需要由英特尔承担。

另外不得不提的一点是，英特尔CEO帕特·基辛格曾多次表示，独立之后的芯片代工部门与芯片设计部门完全切割，后者在有代工需求时将评估市场上的不同方案，综合成本选择代工厂，绝对公平竞争。

基辛格的确做到了。目前，英特尔内部代号为“Arrow Lake”与“Lunar Lake”的两款处理器的Computer Tile部分就是交给了台积电代工。

但长此以往，如果英特尔自家处理器的核心模块都是由台积电代工完成的，其他Fabless厂商又如何能放心地将订单交给英特尔呢？这恐怕是英特尔代工部门不得不考虑的问题。