英特尔代工业务的投入成本和时间可能远超预期

要想赚钱,就得花钱。英特尔与三星的芯片制造竞争将耗费巨资。
2024-04-18 16:33:29  |   作者:开源爱好者  |   来源:

英特尔代工业务的投入成本和时间可能远超预期

要想赚钱,就得花钱。英特尔与三星的芯片制造竞争将耗费巨资。
2024-04-18 16:33:29
作者:开源爱好者
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在英特尔CEO Pat Gelsinger宣布英特尔将剥离代工业务并对外承担合同制造任务三年后,Chipzilla 已承诺在新建和现有的晶圆厂、封装和测试基地投入超过 1850 亿美元。

现在,英特尔代工厂(Intel Foundry,英特尔旗下的一个独立管理部门)手握 85 亿美元的美国芯片法案补贴和高达 110 亿美元的贷款,正在推进其计划,即到 2030 年成为仅次于台积电的第二大代工厂。

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在本周一发布的一份报告中,英特尔介绍了其十大项目的最新进展情况。看起来英特尔还需要一段时间才能超越三星,与台积电一较高下。

成本增加,美国扩张势头强劲

总部位于美国的英特尔已将国内生产作为优先事项。迄今为止,英特尔已宣布在美国新建四个工厂,其中两个位于亚利桑那州,另两个位于俄亥俄州。

位于亚利桑那州钱德勒的两座工厂——英特尔的Fab 52和Fab 62——自CEO于2021年初宣布代工计划以来取得的进展最大。英特尔透露,截至 2023 年 12 月,工厂地基以上建筑的施工已经完成。施工人员目前正在安装自动材料处理系统,英特尔将其描述为用于运输晶圆的 "自动高速公路"。

这些晶圆厂预计将于今年晚些时候或 2025 年初投产,计划生产基于英特尔下一代埃米时代工艺技术的芯片,包括大众消费市场的 18A 节点。

与此同时,在俄亥俄州——英特尔40多年来在美国的第一个新晶圆厂——施工人员正忙着开挖地基。这家代工企业声称,2023 年,施工人员将转移超过 353 万吨的土方,相当于 248,000 辆自卸卡车的装载量,并安装超过51.4 公里的管道。

今年的大部分工作将集中在建设晶圆厂的公用设施层,并运入下一阶段建设所需的“超重”制造设备。

英特尔俄亥俄州的晶圆厂计划于 2025 年投产。然而,美国 CHIPS 法案资金的延迟和不断变化的市场行情可能会将完工日期推迟到 2026 年底。

除了生产延误外,英特尔还面临着其他一些挑战。首先是不断上涨的建设成本。自CEO首次宣布亚利桑那州和俄亥俄州项目以来,建设成本急剧上升。

英特尔亚利桑那州工厂最初预计每座成本约为 100 亿美元。但一年多后,这家芯片公司透露实际成本将接近 300 亿美元,并已引入私募股权公司Brookfield Asset Management来帮助支付工厂建设费用。

最近的报道显示,亚利桑那州的两座晶圆厂以及现有的 Ocotillo 制造工厂的升级改造将耗资约 320 亿美元。俄亥俄州晶圆厂的情况与此类似,原计划也将耗资约 100 亿美元。然而,截至 2024 年初,估计费用接近 280 亿美元。

需要明确的是,英特尔并不是唯一一家面临成本上升的代工厂。台积电和三星亚利桑那州和德克萨斯州晶圆厂的预期规模和成本自宣布以来也出现了爆炸性增长。

英特尔和其他在美国建设晶圆厂的公司面临的另一个挑战是人才。熟练员工的短缺已迫使台积电推迟生产,而英特尔正在积极培训人员,以便在这些工厂投产后能够正常运转。

去年夏天,有预计说:"未来几年,美国半导体行业可能面临 7 万至 9 万名工人的短缺"。

晶圆生产只是复杂供应链的一部分,它越来越依赖于先进的封装技术。

按照这一思路,英特尔此前已宣布对其位于新墨西哥州里奥兰乔的工厂进行升级,即Fab 9和Fab 11x。这些升级项目(最初预计耗资 35 亿美元,但现在估计将接近 40 亿美元)旨在使工厂能够支持大批量的先进封装。

在过去的几年里,先进封装已成为将计算能力提升到单个硅芯片的微粒极限之外的关键技术。英特尔的 EMIB 2.5D 封装和 Foveros 3D 封装技术可以将多个芯片边对边缝合,甚至堆叠在一起。我们在英特尔的 GPU Max 产品系列(即 Ponte Vecchio)中看到了这两项技术。

随着越来越多的芯片厂商(包括 AMD 和 Nvidia)开始采用多芯片设计,这家代工挑战者似乎正在依靠自己的技术来吸引潜在客户,以摆脱台积电的竞争。台积电目前负责的多数先进封装技术目前英特尔无法完成。

英特尔在 1 月份重新开放了9 号厂房,并计划在今年晚些时候在该厂房和 11x 号厂房安装和验收更多的工具。

关于先进技术,去年秋,英特尔在俄勒冈州希尔斯伯勒的 D1X 工厂附近破土动工建造了一座新的辅助大楼。据报道,该研发基地将支持下一代工艺技术的开发。

大楼完工后,将增加3251 平方米的无尘室空间,并配备六个基座,以便在工厂更快地安装最新工具。未来几年,英特尔计划向希尔斯伯勒工厂投资 360 亿美元。

向美国本土之外投资

英特尔的代工厂投资并不局限于美国。在过去几年中,这家芯片制造商投入巨资升级爱尔兰的芯片工厂,宣布在德国和以色列新建工厂,并详细介绍了正在马来西亚开发和计划在波兰建设的组装、测试和封装设施。

其中规模最大的是位于德国马格德堡的工厂。该工厂于 2022 年初宣布,是欧洲制造业 330 亿欧元(351 亿美元)投资的一部分,其中德国工厂的投资约为 170 亿欧元。

该工厂预计将于 2023 年初至年中破土动工,最快将于 2027 年开始生产零部件。然而,与英特尔迄今为止的其他工厂项目一样,它很快就遇到了麻烦。

首先,该工厂的总成本持续上升。2023 年年中,当工厂预计破土动工时,英特尔终于与德国政府达成协议,为当时规模更大的 300 亿欧元(约合 319 亿美元)项目补贴 100 亿欧元(约合 106 亿美元)的成本。

英特尔最新的施工进度报告几乎没有详细介绍德国项目的进展情况,但提到了一项学徒计划,旨在培训当地工人在项目完成后管理工厂。

英特尔在欧洲的扩张与在美国的发展一样,一直受到人员短缺的困扰。英特尔需要约3000名员工来管理工厂,但据报道,其为期三年的学徒计划在2023年只有两名候选人报名,2024年有20人报名。

报道担心,除非英特尔通过额外的培训和激励措施或提高自动化水平来解决这一问题,否则工厂在投产前可能会面临更多的延误。

除马格德堡工厂外,英特尔还在以色列海法的现有园区内新建一座工厂。英特尔在以色列运营已有 50 年之久,目前在该国的四个地点拥有 11000 名员工。

这个耗资 250 亿美元的海法项目于去年年底启动,计划利用极紫外光刻技术(EUV)生产芯片,并将获得以色列政府 32 亿美元的支持。

英特尔公司称,Fab 38(预计将于 2028 年投产)的建设工作已经开始。不过,该报告提供的细节很少。考虑到英特尔其他项目的时间表,猜测施工仍在地基阶段。

除了晶圆厂,英特尔还对现有设施进行了升级,包括位于爱尔兰的第 34 工厂。与英特尔在德国的投资同时宣布的,还有位于爱尔兰莱克斯利普(Leixlip)的工厂,该工厂本应获得 120 亿欧元(约127 亿美元)的投资,用于升级设施,以支持使用Intel 4 制程生产芯片所需的 EUV 光刻技术。

然而,到9月份该工厂开始批量生产新节点时,成本已增至170亿欧元(181亿美元)。

英特尔还详细介绍了其位于槟城的先进封装厂和位于马来西亚古林的第五个装配测试生产厂的进展情况。

前者可追溯到2021年末,该工厂占地71万平方英尺,设计用于生产采用英特尔3D Foveros封装技术的产品,预留了70亿美元的资金。

英特尔还提供了其计划在波兰弗罗茨瓦夫西区建立的组装和测试工厂的最新情况。这个耗资 46 亿美元的项目最早是在 2023 年中期提出的,旨在支持英特尔在欧洲的建设,包括在马格德堡的工厂。

除此之外,英特尔并没有提供太多的更新信息,只是强调了与弗罗茨瓦夫科技大学的联合研发项目,以及培养当地人才以填补该基地预计将雇用的 2000 个职位。

代价高昂的长期竞争

随着代工厂建设的顺利进行,英特尔已开始采取措施将产品业务和代工业务分开,以避免为竞争对手制造芯片时可能出现的利益冲突。

英特尔在今年二月举行的 "代工直通车"(Foundry Direct)活动上详细介绍了这一分拆计划。英特尔代工服务部门主管Stu Pann当时解释说,这两个组织将是独立的法律实体,拥有独立的销售队伍和ERP系统。

英特尔产品和代工厂将分别报告各自的财务数据。本月早些时候,Chipzilla 发布了反映这一变化的修订版财务披露信息,我们从中可以窥见一斑。

新的报告结构实际上使英特尔产品公司看起来更像一家无晶圆厂的半导体制造商。与此同时,代工业务看起来财务状况相当不健康,这在很大程度上是因为英特尔是其现阶段唯一的大客户。

2023 年,英特尔修订后的记录显示,其代工业务的运营亏损高达 70 亿美元。由于大量资金被用于资本支出,预计亏损不会在短期内消失。

Gelsinger在接受分析师采访时警告说,英特尔很可能要到 2027 年才能扭亏为盈,其中一个不小的原因是其产品部门减少了对竞争对手代工厂的依赖。

英特尔的许多产品,如Gaudi和GPU Max加速器,部分或全部由台积电生产。到 2027 年,英特尔的目标是将外包给其他制造商的产品数量从总产量的 30% 减少到 20%。

英特尔的大众消费市场 18A 工艺节点,作为Gelsinger 的代工厂赌注的主要依托,至少要到 2026 年才能得到广泛采用。

Gelsinger 预计英特尔代工厂将在 2027 年到 2030 年之间的某个转折点起飞,并最终超越三星,成为仅次于台积电的第二大代工厂运营商。这是一个很大的赌注,而 Gelsinger 会全力投入这个竞争。