產業觀察:跳級追趕先進製程有違代工思維

近來有關英特爾18A(1.8nm)工藝的消息不斷。據媒體報道,英特爾正在考慮對其晶圓代工策略進行調整,停止向新客戶推銷18A,改爲集中資源發展下一代14A工藝,以“跳級”的方式,追趕臺積電更先進的工藝。相關策略最快會在7月的董事會上討論。

英特爾18A在良率近期取得進展,從上一季度的50%提升至55%,高於三星的2nm工藝(約爲40%)的良率水平,但仍低於臺積電2nm工藝(約65%)的水平。這使英特爾內部擔心其對新客戶的吸引力不足,因而考慮對新的代工客戶跳過18A製造工藝,將更多資源集中在下一代芯片製造工藝14A上。英特爾預計該工藝將比臺積電更具優勢。

但是不得不說,這樣的做法與晶圓代工廠的思維是不相符的。晶圓代工行業的核心宗旨是“以用戶爲中心”。用戶需要什麼樣的工藝,代工廠就提供什麼。一家良性運轉的晶圓代工廠,旗下的工藝平臺可能不是最先進的,但一定要是最貼近用戶需求的。其應當擁有豐富的工藝平臺,例如先進邏輯工藝、特色工藝、定製化工藝等;可以提供設計與技術協同服務,如工藝設計套件,PDK 需支持主流EDA工具等;擁有豐富的IP庫;可以提供設計諮詢和技術支持,解決客戶在設計階段遇到的工藝相關問題等。

當然,對一家晶圓代工廠來說,良率依然是最核心的要素。達不到一定程度的良率水平,業界的量產線一般爲70%,客戶很難對其放心選擇。而跳級追趕先進工藝,似乎是在工藝節點超前了一步,但實際結果卻存在很多不確定性,最直接的表現就是良率不達標。

對英特爾而言,18A同時引入了 RibbonFET晶體管架搆(取代FinFET)和PowerVia背面供電技術。這兩者均屬顛覆性創新。雖然目前18A的良率從10%升至55%,但仍落後於臺積電N2的65%。未來,14A量產的時候,問題複雜度可能更高。暫緩承接18A的外部訂單,僅服務英特爾內部產品,而將外部代工押注於下一代14A工藝,一方面有可能錯失當前高端市場窗口,目前的規劃是2027年量產;另一方面,也會滯後英特爾的生態建設,進一步降低外部設計公司對其的適配意願。

其實,類似跳級追趕的做法以前三星也有過嘗試。這些年來,三星在7nm、5nm、3nm工藝上幾乎都要提前臺積電半年到1年推出。爲此不惜在良率不高、用戶不足的情況下開啓新進程。但受限於技術如晶體管密度,以及良率問題,在與臺積電的比拼中,三星始終落於下風。蘋果、英偉達、AMD、高通、聯發科大都最終選擇在臺積電投片。

反觀臺積電,它也並不是一開始就佔據全球最先進工藝寶座。2010年代以前,在工藝製程上,臺積電是落後於英特爾等IDM大廠的。但臺積電並沒有選擇跳級追趕的做法,而是一個一個工藝結點向前推進,把工藝平臺做紥實。

對於設計用戶來說,始終衹有少數選擇最先進的工藝平臺,AMD、博通等公司對3nm、5nm、6nm同樣有着大量需求。全球代工市場對成熟工藝的需求同樣巨大。從這一點來看,以“跳級”方式追趕臺積電更先進的工藝,並不一定是最佳策略。英特爾如果想要深入代工這個行業,把工藝平臺做深做透纔是最佳方案。