2021年帕特·基辛格就任英特尔CEO之后,公布了英特尔在代工方面的战略,即IDM2.0。经过四年发展,英特尔代工业务现在迎来了一个全新品牌——Intel Foundry,即英特尔代工。英特尔代工不仅仅是一个全新品牌,同时也意味着全新的组织架构,以及将技术、制造、供应链和代工服务融为一体,也因此,英特尔代工是一个同时服务内部客户和外部客户的代工厂。
·全新的制程路线图与节点命名规则
当下,英特尔正在稳步推进“四年五个制程节点”的目标,其中Intel 7和Intel 4已经完成,Intel 3以及首次采用RibbonFET和Power Via(背面供电)技术的Intel 20A和Intel 18A也正稳步推进,而且Intel 20A和Intel 18A都将于今年准备就绪。同时,英特尔在Intel Foundry Direct Connect大会上还公布了最新的Intel 14A和 Intel 14 A-E制程节点,以及Intel 18A和Intel 3的更多演化版本,这意味着英特尔在不断推进先进制程研发的同时,还将不断升级现有节点,以满足和适应不同客户的需求。
此外,有些节点还会进行功能拓展,这些节点命名对应使用字母“E”来表示,如如Intel 3-E,这是针对特定应用的更多功能升级。而使用3D堆叠的硅通孔优化的版本,将采用字母“T”来表示,如Intel 3-T。性能提升节点将使用字母“P”来表示,如Intel 18 A-P,这类版本会在原始版本基础上提升约10%左右的性能。而像Intel 3-PT这样的制程节点,则意味着性能提升的同时,还使用了硅通孔优化技术。
Intel Foundry Direct Connect大会除了公布全新制程路线图之外,英特尔还公布了首个基于Intel 18A制程设计的Clearwater Forest至强级处理器,这是英特尔代工向客户展示其技术领先性的有力成果,而英特尔代工也将对所有客户一视同仁,这些先进制程、封装技术都将被开放给英特尔代工客户。
·英特尔代工生态支持与客户进展
英特尔代工高级副总裁Stu Pann、英特尔代工市场营销副总裁Craig Orr在接受媒体采访时还分享了英特尔代工的生态支持与客户进展。
首先在生态系统方面,英特尔代工获得了Synopsys、Cadence、Siemens和Ansys这样的全球领先的EDA和IP公司支持,因此对于客户而言,采用英特尔代工技术将更加容易。
Stu Pann表示,“我们与他们紧密合作,使设计人员能够轻松地获取设计并将其应用他们想要应用的地方。通过密切合作,他们的工具将变得更具适应性,我们能够支持更多的客户。另外,我们在销售、应用和架构方面都在增加人力支持。最后,正如今天Arm CEO Rene Haas谈到的,Arm正在创建一系列IP硬核(hard IP),让客户更容易适应,从设计到生产的时间更加快捷。”
其次,英特尔代工在短时间内已经在每个节点上都赢得了客户,如Intel 16、Intel 3,均已获得客户青睐,Intel 18A更是赢得多个客户,每一种封装技术也都赢得了相应的客户。Craig Orr表示,“虽然英特尔代工才刚刚起步,其发展将是一段漫长的旅程,但目前进展非常顺利。”
值得注意的是,英特尔代工是英特尔首推的面向AI时代的系统级代工,其探索的是全栈式系统,通过改变连接的方式,就能在使用相同技术的前提下将性能提到两倍,甚至更高。英特尔首席全球运营官Keyvan Esfarjani表示,“英特尔代工增长战略的关键部分就是资源,除了人才、生态之外,技术也是一种资源。现在,我们手头上有一个令人惊奇的工具,那就是AI,我们在这方面进行了大量努力,让我们的决策更加智能化,减少人们的重复劳动,让他们能够真正利用新的能力,如数据科学、机器人技术、图像技术等等帮助我们向前发展。”
以往,制程节点命名会直接使用14nm、10nm等方式,而英特尔调整了自身的命名方式,首先是Intel 7、Intel 4、Intel 3,然后将进入埃米时代,即Intel 20A和Intel 18A。Intel 14A也延续了这一原则,这是因为业内不再以实际测量的晶体管栅极间距或其它物理指标作为命名标准。此外,相对于制程数字来说,英特尔更加关注每瓦性能收益,在Intel 18A制程节点上的每瓦性能方面,英特尔获得了非常好的客户反馈。
·英特尔代工如何应对挑战
面对日益增长的AI算力需求,英特尔代工将为行业提供更多的AI芯片以确保相关AI训练和应用的算力需求。Craig Orr表示,“在大语言模型上进行一次AI训练所需的算力每10个月就会翻一番。除此之外,另一种评估AI算力需求的方法可以从电力角度来衡量,如果明年上线的所有芯片仅以其额定功率运行60%的时间,其耗电量就将超过世界上60%的国家。”当然这还只是处在AI技术发展的早期积累阶段,一旦技术继续进步而带来更大的模型,其训练消耗的电量也将是更加惊人的数字。
面对这样的新业态与新需求,英特尔与其它代工厂之间的竞争会变得越来越激烈。而为了应对这种挑战,英特尔主要通过系统级代工参与到竞争当中。
首先,作为代工厂必须具备有竞争力的PPAC,即性能、功耗、面积和成本,没有这些的话其它都是空谈。而多年来以IDM模式为核心的英特尔,在这些方面拥有天然优势。再加上优秀的封装能力,使得英特尔代工能够给到用户最好的服务。
其次,英特尔内部拥有丰富的系统专业知识积累。英特尔正在将芯片系统领域的优势以及专业知识提供给其客户,包括芯片、IP、系统架构咨询,无论客户需要什么,英特尔都能够帮助客户快速地完成他们所需的设计。Stu Pann强调,英特尔代工不同于传统意义上的晶圆厂,而是综合发挥芯片系统领域的优势,包括芯片、IP、系统架构咨询等专业能力,通过系统级代工与竞争对手竞争,这种模式在代工行业中独一无二。
英特尔代工目前已经接到了来自微软、Arm等合作伙伴的订单。从英特尔角度来看,这些成果对于英特尔代工而言极为重要。Stu Pann认为与微软的合作将会有一个有趣的演变,因为现阶段进行双路径设计非常昂贵。在大多数情况下,客户的一款芯片仅会和一家代工厂合作,但如果EDA供应商能找到一种抽象出制程节点库中固有内容的方法,就像不同芯片架构间的编译器那样,那么多源采购将成为可能。而且对于英特尔来说也非常欢迎这种情况的出现,因为这让使英特尔能够更快速地进入市场。
·英特尔代工预期交易价值目标1000亿美元
英特尔代工业务调整,必然会对内部带来一些改变。英特尔技术开发总经理Ann Kelleher表示,“我的工程团队将与英特尔的产品团队合作,支持他们,同我们支持(其他)客户一样。”
虽然英特尔代工正在转型为同时服务于内部和外部客户的代工厂,但是原则上来说,英特尔代工会接受所有英特尔的项目。不过与以往还是有些不同的是,英特尔内部业务会出现选择上的竞争,也就是会有一定程度的选择权,甚至是与台积电和三星之间合作的选择权。这其实也是英特尔代工努力提升产能的原因之一,因为它要充分满足内部的需求,同时也要满足外部客户的需求。Craig Orr认为,“这给我们客户带来的主要好处是,他们可以绝对相信自己的信息和能力是受到保护的,同时他们可以接触英特尔创造的所有技术,而这些技术是他们在以前无法获得的。对英特尔而言,这一模式带来的主要优势在于,我们开始以其他代工厂为基准来衡量自己,因此,我们可以努力确保自己向客户提供的产品具有竞争力。”
此外Craig Orr介绍说:“当我们赢得代工客户后,需要时间设计产品,然后进入大规模量产阶段,一般需要1-2年。因此,因为英特尔代工成立仅3年,目前我们还未正式开始为其它客户大规模制造芯片。但是,在封装业务方面,我们已经公布了非常可观的收入。”
英特尔计划在2030年成为全球第二大代工厂,CEO帕特·基辛格表示,实现这一目标需要把英特尔代工的预期交易价值提升到1000亿美元。虽然英特尔尚未披露外部客户总数,但是当前在晶圆制造和先进封装领域,英特尔代工短时间内的预期交易价值将超过150亿美元,这是英特尔代工迈出的重要一步。
在代工业务方面,英特尔始终强调自身是绝对开放的,并且英特尔也接受采用第三方技术并进行集成的想法,英特尔也正在向第三方开放其先进封装技术。例如刚刚发布不久的Meteor Lake,它其实是集成了英特尔和台积电的芯片。此外,虽然英特尔在先进封装领域占比还不算很高,但其市场足够大,潜力足够高,尤其是在AI时代的算力需求的指数级增长背景之下,更需要英特尔这样的企业参与到其中。
·结语
从IDM2.0到如今的英特尔代工,英特尔代工业务实现了真正意义上的转型,它是英特尔未来重要的核心资产之一,而并非是一个附属项目。
从英特尔自身角度去看,英特尔代工秉持了完全开放的态度,并且已经设定好了既定目标,同时在可持续性方面也是秉承低碳、环保理念,对于电力资源、水资源的再利用有着明确且严格的标准。英特尔希望将自身的专业知识、技术积累应用到其他客户的代工业务中,满足客户灵活多变的需求,应对AI时代越来越复杂的客户诉求。英特尔代工也在积极寻求与其它代工厂合作,吸收其精华,并与自身优势结合在一起,从而成为真正极具竞争力的顶尖代工厂。
评论