上個月英特爾晶圓代工（Intel Foundry）宣布，已在美國俄勒岡州希爾斯伯勒的英特爾半導體技術研發基地完成了業界首臺High-NA EUV光刻機組裝工作。隨后開始在Fab D1X進行校準步驟，為未來工藝路線圖的生產做好準備。

英特爾運營新模式

英特爾是少數采用IDM模式的芯片廠商，完整覆蓋了芯片從設計到生產再到銷售的全過程，產品絕大部分也都是在內部工廠制造。不同于英偉達、AMD等無工廠模式廠商只做芯片的設計，芯片制造環節完全交由代工廠完成；或者以臺積電、格芯為代表的代工廠模式，只負責芯片的代工及封裝環節。

從14nm到10nm的艱難量產，讓英特爾在2021年提出IDM2.0戰略，打破“自家芯片自家造”的傳統，將芯片生產獨立運營出來，以契合市場需求。在該戰略中，英特爾對外開放自己的代工服務，同時擴大采用第三方代工產能：不僅可以委托外部芯片代工廠生產自己的芯片，比如預訂臺積電3nm的產能；也需要發展自己的芯片代工業務，成立英特爾代工服務IFS業務，重返芯片代工行業。

今年2月，英特爾還首次推出面向AI時代的系統級代工 —— 英特爾代工（Intel Foundry），提供了從工廠網絡到軟件的全棧式優化。值得注意的是，從2024年第一季度開始，英特爾的財務架構將拆分為兩大板塊：英特爾代工和英特爾產品。英特爾代工將成為一個獨立的運營部門，包括代工技術開發、代工制造和供應鏈，以及代工服務（原 “英特爾代工服務”），擁有自己的損益表。而英特爾產品則將傳統的客戶端計算事業部（CCG）、數據中心和人工智能事業部（DCAI）以及網絡與邊緣事業部（NEX）全面整合。

新的運營模式在英特爾代工（由制造部門組成）和英特爾產品（由產品業務部門組成）之間建立了代工關系，將按市場定價核算來自外部客戶和英特爾產品的收入以及過往分配給英特爾產品線部門的研發和制造成本。而通過將代工業務獨立核算，英特爾能夠更清晰地展示其在半導體制造領域的競爭力和盈利能力，同時也能夠更好地與業界進行業績對照，推動各部門做出更好的決策。此外，這一調整還將大幅節約成本、提高運營效率和資產價值、增強成本競爭力，有助于英特爾在全球半導體市場中重新奪回技術領先地位。

這不僅是一次簡單的結構重組，更是對未來戰略方向的明確宣示，體現了英特爾向代工運營模式即Intel Foundry的轉變，實現到2030年成為全球第二大代工廠的目標。目前英特爾正在不斷加強代工基礎設施建設，計劃未來5年投資1000億美元擴大先進芯片制造能力。

盡管雄心勃勃，但由于四年五個節點及路線演進、生態構建和產能擴建等巨額的投入，英特爾披露其代工業務去年營收同比下降31.2%至189億美元，經營虧損70億美元，同比擴大34.6%。對英特爾來說，芯片制造能力是獨有的優勢，但也意味著高投入和沉重的負擔，晶圓廠建置成本極高。根據機構估算，建造一座月產量在5萬片晶圓的2nm工廠需要的成本約為280億美元，而同樣產能的3nm工廠的成本約為200億美元。

2024年有可能將是英特爾芯片制造業務經營虧損最嚴重的一年，從今年一季度財報來看，該業務運營虧損25億美元，幾乎是上一季度的兩倍。“四年五個制程節點”計劃的啟動成本達到頂峰，而且大部分產量都在EUV之前的工藝節點上，經濟性缺乏競爭力。然而隨著完成“四年五個制程節點”計劃，實現制程工藝重回領先地位，通過產量組合轉向領先的EUV節點，運營利潤率預計將得到提升。

去年末，ASML向英特爾交付了首臺High-NA EUV光刻機，型號為TWINSCAN EXE:5000的系統。High-NA EUV光刻技術將在先進芯片開發和下一代處理器的生產中發揮關鍵作用，英特爾打算在Intel 14A工藝引入，最快會在2026年到來。

光刻設備中的NA代表數值孔徑表示光學系統收集和聚光的能力，數值越高，聚光的能力就越強。相比于當前EUV設備的0.33數值孔徑，新一代High-NA EUV設備的NA值直接增加到了0.55，擁有1.7倍于目前0.33NA EUV光刻機的一維密度，在二維尺度上可實現190%的密度提升，從而實現更快的處理速度和更高的存儲容量。

此前有報道稱，一臺High-NA EUV光刻機的價格大概為3.8億美元，是EUV（約1.83億美元）的兩倍多，ASML目前收到的訂單數量在10至20臺之間。目前ASML每年High-NA EUV光刻機的產能大概在5到6臺，今年生產的這些設備將全部運往美國的芯片制造商，而英特爾已經獲得了明年上半年之前生產的大部分High-NA EUV光刻機，這很大程度上得益于新設備出現時，英特爾選擇了搶先下單。三星和SK海力士則預計在明年下半年也將得到High-NA EUV光刻機。

2nm正成為關鍵戰場

2011年英特爾首發了FinFET工藝，22nm FinFET工藝當時遠超臺積電、三星的28nm，技術優勢可謂是遙遙領先，然而在14nm節點之后，英特爾接連遭受了重創，無法跟上臺積電推出10nm、7nm和5nm工藝的節奏?，F在，英特爾正欲借2nm重返半導體代工領先地位，PC處理器Arrow Lake將第一個采用2nm節點的芯片，或將成為晶圓代工廠中最快使2nm芯片商業化的公司。

按照半導體行業的摩爾定律，集成電路可容納的晶體管數目，每隔18個月便會增加一倍，性能相應也增加一倍。臺積電董事長劉德音最近在IEEE網站上署名發表文章，把半導體行業過去50年縮小芯片尺寸的努力比作“在隧道中行走”。如今距離摩爾定律的極限越來越近，行業已經走到隧道的盡頭，半導體技術將變得更加難以發展，2nm將會是芯片巨頭搶灘的關鍵一戰。

在芯片制程尺寸不斷縮小的過程中，芯片廠商需要解決的問題更多，因此在新制程方面都需要改革。GAAFET架構全稱全包圍柵場效應晶體管，與突破14nm制程以下沿用的FinFET架構不同，GAAFET利用柵電極覆蓋電流通道的四個側面，而非傳統的三個，能夠讓晶體管繼續縮小下去而不漏電，從而允許在降低運行功率的情況下顯著提高性能。類似具有里程碑意義的方案還包括晶圓背面供電，相較于傳統供電，這項技術能夠降低電壓，從而減少功耗，顯著提升芯片性能的表現。

為了滿足越來越高、越來越復雜的算力需求，同時提高能效比，先進封裝在芯片制造中的作用正變得越來越關鍵，能夠提升芯片互連密度，在單個封裝中集成更多功能單元。先進封裝也將支持英特爾的產品部門和代工客戶的異構集成需求，讓來自不同供應商、用不同制程節點打造的芯粒（小型的模塊化芯片）更好地協同工作，提高靈活性和性能，降低成本和功耗。目前英特爾的先進封裝有兩大支柱，分別是EMIB和Foveros。

· EMIB簡單來說就是把不同的芯片放在同一塊平面上相互連接。傳統的2.5D封裝是在芯片和基板間的硅中介層上進行布線，EMIB則是通過一個嵌入基板內部的單獨的芯片完成互連，從而將芯片互連的凸點間距降低到45微米，改善了設計的簡易性和成本。

· Foveros是英特爾的3D封裝技術，在原理上同樣并不復雜，就是在垂直層面一層一層地堆疊獨立的模塊，就像建高樓大廈一樣。而高樓需要貫通的管道用于供電供水，Foveros就是通過復雜的硅通孔技術實現垂直層面的互連。

作為新《芯片法案》的一部分，美國政府將為英特爾提供85億美元的直接撥款（是目前發放的同類款項中最大的一筆）和110億美元的貸款，以及未來5年25%的稅收減免，用以推進其在亞利桑那州、新墨西哥州、俄亥俄州和俄勒岡州的工廠建設；此外，在歐盟出臺歐洲版“芯片法案”的430億歐元補貼計劃中，英特爾也入選了首批名單，其在德國總投資300億歐元建設的新廠是該法案第一個落地項目。這些都為英特爾加碼晶圓代工注入了新動能。

隨著以GPU為主的AI芯片需求快速膨脹，芯片產能瓶頸日益凸顯，比如英偉達主要通過臺積電代工，但受臺積電CoWoS先進封裝產能限制，2023年下半年，英偉達就出現了高性能計算卡交貨周期普遍延長至12-16個月的情況。這一背景下，英特爾布局芯片代工的重要性顯著。

英特爾加入AI算力戰爭

一直以來，無論是PC市場還是數據中心市場，英特爾的優勢均集中在CPU（中央處理器）領域。2021年，人工智能技術快速發展，Al服務器通常搭載以GPU（圖形處理器）為主的加速芯片，GPU開始成為全球數據中心增量市場的主角。根據Verified Market Research的數據，2021年全球GPU市場規模335億元，2028年全球GPU市場規模有望達到4774億元，數據中心市場的主導玩家也成為了英偉達。

現在英特爾需要面對英偉達、AMD等競爭對手，前者有H100萬、A100系列，后者有新的數據中心加速器產品MI300X。除此之外，亞馬遜AWS和微軟在內的一些全球最大的科技公司，正在設計自己的處理器，讓數據中心市場競爭加劇。從最新布局來看，英特爾仍將加速押注數據中心：4月份，發布性能最強的新一代Gaudi 3 AI 加速芯片，對標英偉達H100。

Gaudi 3 AI芯片采用臺積電5nm工藝，由64個AI定制和可編程TPC和8個MME組成，每個MME都能夠執行64000個并行運算，支持128GB HBMe2內存容量、3.7TB內存帶寬和96MB板載靜態隨機存取內存（SRAM）。相比上代產品，英特爾Gaudi 3帶來4倍（400%）的BF16 AI計算能力提升，1.5倍的內存帶寬以及3倍的網絡帶寬提升。同時，在AI模型算力中，相比于英偉達H100 GPU，Gaudi3 AI芯片的模型訓練速度、推理速度分別提升40%和50%，平均性能提高50%，能效平均提高40%，而成本僅為H100的一小部分。

從整體路線圖來看，AI PC、Edge AI（邊緣）、Data Center AI（數據中心）將成為英特爾三大重要的計算生態系統，比英偉達覆蓋面積更廣，加上其開放、可擴展的軟件和算法特性，廣泛適用于多個AI領域，從而推動英特爾持續為企業客戶打造全新AI方案。英特爾正逐步構建AI領域的算力基礎設施生態，全面挑戰英偉達以及現有AI芯片市場格局，希望利用長期的AI技術積累，通過開放生態系統的力量，乘上AI熱潮。

· 英特爾宣布將推出下一代酷睿Ultra客戶端處理器家族（代號Lunar Lake），將具備超過100 TOPS平臺算力，以及在神經網絡處理單元（NPU）上帶來超過46 TOPS的算力，從而為下一代AI PC提供強大支持。據悉，英特爾預計將于2024年出貨4000萬臺AI PC設備。

· 英特爾還發布新的Edge芯片產品，包括酷睿TM Ultra、酷睿TM、凌動處理器以及面向Edge的英特爾ArcTM GPU，預計所有新品將于本季度上市，應用于包括零售、工業制造、醫療保健等關鍵領域，并將于今年獲得英特爾Tiber邊緣平臺的支持。另外，英特爾還發布Tiber業務解決方案組合，以簡化企業對生成式AI軟件服務的部署工作，預計Tiber方案將于今年第三季度全面推出。

而最近英偉達基于BlackWell GPU架構發布的B100又進行了一輪大幅的升級，在性能方面遠勝Gaudi 3。那么，英特爾能以Gaudi 3真正突圍嗎？其實，以英特爾當前的業績表現來看，不追求前沿配置，而是在控制成本的前提下大幅提升芯片性能，可能是更好的產品策略。若英特爾不惜一切進行追趕，成本壓力勢必會大幅攀升，回正利潤需要更加漫長周期。因此，通過洞察市場痛點，打造差異性產品，或許是更加穩妥的選擇。可以看到，英特爾已經成功拿下全球首臺高數值孔徑的EUV光刻機，隨著時間的推移，這或將持續降低英特爾的制造成本。

不過，從行業競爭的持續以及芯片代工“重資產、長周期”的產業屬性來看，英特爾還有諸多硬仗要打。按照英特爾制程路線圖上的時間表來看，會在2025年通過Intel 18A“翻盤”，但是制程路線圖上的時間表只是“工藝的時間表”，而不是產品落地的時間表，英特爾的目標能否實現還是要看采用相關工藝的產品何時落地。其次，英特爾代工新模式在服務外部客戶、開拓更大市場上需要一定適應期，才能真正成為尖端芯片代工市場的重要參與者。