為重返晶片製造領導地位，英特爾來勢洶洶。日前英特爾宣布拆分晶圓代工業務，目標是 2030 年前成為第二大晶圓代工廠，故最近投資相當積極，無論技術面「4 年五製程節點」，還是 2030 年前達成單封裝整合上兆電晶體，都必須有產能與技術支援。以下整理英特爾晶圓代工產能與技術規劃。
英特爾生產處理器時就發現產能不足，藉汰除舊產品，導入新產品量產，暫時滿足市場需求。不過要重返晶圓代工市場，產能可不能東挪西移，目前全球有 10 座工廠，現有基地有 5 座晶圓廠和 5 座封裝測試廠。近期英特爾不斷擴產建廠，就是為了擴產拓展市場版圖。
IDM 2.0 的一部分，英特爾計劃十年內沿著整個半導體價值鏈（從研發到製造和先進封裝）投資歐盟高達 800 億歐元，第一階段初始投資超過 330 億歐元。英特爾在德國建設先進製程晶圓廠，法國建立研發 (R&D) 和設計中心，擴大研發能力、製造、代工服務。愛爾蘭、義大利、波蘭和西班牙投資後段封裝測試廠。英特爾希望透過這些計畫，有助歐洲實現 2030 年拿下全球半導體 20% 製造目標。
波蘭建設封裝測試廠（新建）
6 月 16 日英特爾宣布計劃斥資 46 億美元，在波蘭弗羅茨瓦夫（Wrocław）附近建一座封裝測試廠，波蘭總理 Mateusz Morawiecki 稱此封裝測試廠是「波蘭歷史上最大綠地投資」，2027 年投產。英特爾表示工廠靠近德國和愛爾蘭廠，三者結合，有助歐洲創建點到點的領先半導體製造價值鏈。
英特爾的波蘭布局始於 1993 年，當時僅在首都華沙開設銷售辦事處。1999 年英特爾收購格但斯克（Gdansk）的網路設備廠商 Olicom 成立研發中心，到 2022 年，格但斯克研發辦公室已為英特爾歐洲最大研發中心。
德國建設先進製程晶圓廠（新建）
早在 2022 年 3 月 15 日，英特爾就宣布投資德國 170 億歐元，建立先進製程晶圓廠，德國政府補助 68 億歐元，但材料成本和勞動成本大幅上漲，英特爾又抬高補助到 99 億歐元。6 月 19 日雙方簽署修訂意向書，德國政府宣布補助英特爾 100 億歐元。德國新先進製程晶圓廠，將生產英特爾最先進埃米世代電晶體晶片。
愛爾蘭（擴產）
2019 年英特爾擴建愛爾蘭晶圓廠，投資 70 億美元，新建 Fab 34，今年投產。此廠將使英特爾愛爾蘭製造空間擴大一倍，並為 lntel 4 先進製程技術提供量產空間。
本月以色列時報報導，英特爾與以色列政府簽署原則性協議，投資 250 億美元在 Kiryat Gat 建設晶圓廠。以色列總理納坦雅胡表示，這是以色列有史以來最大筆投資。早在 2019 年，英特爾就投資約 100 億美元，興建 Kiryat Gat 晶圓廠與以色列政府談判，正式投資後，Kiryat Gat 廠定於 2027 年投產。
俄勒岡州（擴建）
2022 年 4 月 11 日英特爾擴建俄勒岡州希爾斯伯勒 (Hillsborough) 的 D1X 晶圓廠，總計投資約 30 億美元，並將占地 500 英畝的園區命名為 Ronler Acres 的 Gordon Moore Park，以紀念聯合創辦人高登摩爾。
俄亥俄州（新建）
2022 年 1 月英特爾宣布計畫初始投資超過 200 億美元，在利金郡 (Licking County) 建設兩座先進製程晶圓廠，是俄亥俄州史上最大單一私人企業投資。今年 5 月晶片廠破土動工。
亞利桑那州（新建）
2021 年 9 月 24 日，英特爾投資 200 億美元，在亞利桑那州錢德勒 (Chandler) 的 Ocotillo 園區興建兩座晶圓廠，命名為 Fab 52 和 Fab 62。完工後 Ocotillo 園區共有 6 座晶圓廠，新廠 2024 年投產，負責最先進製程，包括全新 RibbonFET 和 PowerVia 技術的 Intel 20A。
新墨西哥州（擴產）
2021 年 5 月 3 日，英特爾宣布投資新墨西哥州 35 億美元，發展 Foveros 先進封裝。新墨西哥州 eRio Rancho 廠目前開發和製造封裝、記憶體和連接。
英特爾先進製程仰賴兩大絕招
這麼多大規模投資可見英特爾重奪領導地位的決心不容小覷，但除了產能，技術才是重點。以往英特爾 10 奈米製程約落後競爭對手 5 年，但市場消息指出，英特爾可能今年憑著 Intel 4 節點重回最先進製程行列。
市場調查及研究機構 TrendForce 資料，台積電晶圓代工市占率約 59%，其次是三星 16%，英特爾市占率還很小，要重回領導地位，僅靠建廠還不夠，需要晶片微縮技術突破。英特爾想重回晶圓代工龍頭，就不得不提到兩大絕招：
一是 RibbonFET，是基於 Gate All Around (GAA) 結構電晶體開發。RibbonFET 是英特爾 FinFET 後首個全新電晶體架構，改革之處在堆疊多個通道，以達成與多個鰭片相同的驅動電流，但占用空間更小。對先進封裝來說，更高驅動電流導致更快電晶體開關速度，帶來更高性能。第二絕招是 PowerVia 背面供電技術，簡單說就是將電源線移至晶圓背面。數十年來，電晶體架構的電源線和訊號線一直搶占晶圓同塊空間，此結構分開兩者佈線，更提高晶片性能和能效。
研發代號 Blue Sky Creek 的測試晶片，英特爾已證實 PowerVia 背面供電確實能顯著提高晶片使用效率，單元利用率（cell utilization）超過90%，平台電壓（platform voltage）降低 30%，達成 6% 頻率效益（frequency benefit）。PowerVia 測試晶片也展示良好散熱性，符合邏輯微縮預期的更高功率密度。PowerVia 對電晶體微縮至關重要，可使 IC 設計不犧牲資源同時提高電晶體密度，顯著提高功率和性能。PowerVia 將於 2024 上半年於 Intel 20A 製程推出，支援英特爾代工服務（IFS）客戶等 IC 設計廠商。
台積電、三星和英特爾三大廠，英特爾背面供電技術取得領先，2012 年英特爾就導入 FinFET 技術，讓其獨領風騷多年，故英特爾認為 PowerVia 將是新 FinFET 時刻，如果英特爾能實現承諾，背面供電就是英特爾晶圓代工的優勢。
(首圖來源：英特爾)
科技新報粉絲團
加入好友
訂閱免費電子報
