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一个巨大的变数已经出现,它将撼动全球半导体行业的格局。总部位于美国的英特尔公司此前因在微加工工艺良率方面举步维艰,却不断做出“空头承诺”而饱受诟病。据报道,该公司最终成功解决了“晶圆间良率差异”问题,这是其专有的下一代1.8纳米级(18A)工艺中最重大的技术障碍。
因此,在评估认为英特尔的晶圆代工(半导体合同制造)重建业务已进入正轨的同时,三星电子和英特尔之间争夺“全球晶圆代工第二名”的头衔之争,也正进入全面展开的第二轮,这两家公司都在追赶无可争议的领导者台湾台积电。
英特尔的阿喀琉斯之踵——“晶圆良率偏差”问题得以解决……这预示着大规模生产的加速
根据半导体行业和市场研究公司 BlueFin Research Partners 最近的一份报告,英特尔最近解决了其 18A 工艺生产线上晶圆良率波动剧烈的变异性问题。
晶圆间差异是指,即使相邻的晶圆(圆盘)经过相同的设备和化学工艺处理,某些晶圆的良品率(良率)也很高,而另一些晶圆的缺陷率却飙升。这种情况主要发生在制造工艺可靠性较低时。对于无晶圆厂(半导体设计)客户而言,这是一个致命缺陷,使得产品上市计划和单价的预测变得不可能。
英特尔此前曾冒险在全球范围内首次同时应用其专有的下一代晶体管结构“RibbonFET”和背面供电技术“PowerVia”,但由于引入了如此复杂的新技术,难以控制晶圆间的良率偏差。由于良率不稳定,大型无晶圆厂客户难以轻易委托英特尔进行代工生产。
然而,从解决这一变异性问题开始,英特尔已确保良率提升速度的可预测性和稳定性(学习曲线)。业界分析认为,英特尔正稳步迈向缺陷密度成熟的阶段(D0=0.1~0.2水平),每月良率提升约7%~8%。
与此同时,其产能也在快速提升。位于美国俄勒冈州的研发晶圆厂(D1X)和位于亚利桑那州的量产晶圆厂(Fab 52)的18A晶圆月进料量分别已提升至15,000片,总产能达到每月30,000片。这不仅为英特尔自主研发的下一代移动及笔记本电脑CPU“Panther Lake”的稳定量产奠定了坚实的基础,也为满足外部客户的订单需求做好了准备。
“Foundry 2.0”格局的动荡:一场追逐与被追逐的市场份额之战
市场研究公司Counterpoint Research的数据显示,随着人工智能(AI)半导体需求的增长,2026年第一季度全球“代工2.0”市场收入达到860亿美元,较去年同期增长23%。人工智能图形处理器(GPU)和专用集成电路(ASIC)的需求同步推动了先进工艺晶圆出货量和封装利用率的提升。
Foundry 2.0 的概念不仅涵盖纯粹的晶圆代工厂,还包括非存储器集成器件制造商 (IDM)、外包半导体组装和测试 (OSAT) 公司以及光掩模供应商。
按行业划分,纯晶圆代工厂占总市场份额的57%。非存储器IDM占29%,OSAT占13%,光掩模及其他行业占1%。2026年第一季度,纯晶圆代工厂的收入较去年同期增长31%,OSAT和非存储器IDM的收入分别增长21%和12%。
当前晶圆代工市场竞争异常激烈,各厂商都在争夺第二名的位置,而台湾的台积电则以绝对优势占据主导地位。台积电在整体晶圆代工2.0市场中以38%的市场份额位居榜首。紧随其后的是三星晶圆代工(4%)、中芯国际(3%)和联电(2%)。在非存储器IDM领域,英特尔晶圆代工和德州仪器各占6%的市场份额,英飞凌则占5%。
台湾台积电正以其新一代微加工N2(2纳米级)工艺为武器,计划于2025年底至2026年间实现全面量产。台积电最强大的武器是其与全球无晶圆厂公司数十年来构建的强大合作伙伴生态系统,以及其经过验证的知识产权组合。凭借市场上最值得信赖的生产稳定性,台积电在抢占英伟达和苹果等超大型客户的尖端芯片量产方面占据了最有利的地位。
三星电子正大力推广其下一代晶体管结构——SF2(2纳米GAA)工艺,并将其作为旗舰产品。目前,SF2工艺的良率已达到55%~60%,正逐步接近量产稳定阶段,同时,三星电子也正以惊人的速度推进下一代1.4纳米(SF1.4)工艺的研发。三星电子的核心竞争优势在于其多年来积累的无可比拟的GAA(全环栅极)技术,该技术是三星电子在业界率先推出的3纳米GAA结构。基于此,三星电子拥有在高性能、低功耗半导体领域提供稳定解决方案的强大实力,其产品涵盖移动应用到高性能计算(HPC)芯片等广泛领域。
随着英特尔凭借18A工艺加速市场渗透,最紧张的莫过于三星电子。三星电子率先在全球范围内推出3纳米工艺的GAA(Gate-All-Around,全方位栅极)结构,巩固了其技术优势。但如果英特尔凭借18A工艺成功打入GAA市场,那么在强大的美国政府《芯片制造法案》(CHIPS Act)补贴支持下,英特尔将抢占先机,迅速获得来自美国大型科技公司(如微软和谷歌)的订单,这些公司都希望实现供应链多元化。
三星电子的反击行动:提升2纳米良率并制定1.4纳米路线图
三星电子也并非袖手旁观。三星计划通过最大限度地完善其 2 纳米 (SF2) 工艺来摆脱英特尔的追赶,该工艺是其专有 GAA 技术“MBCFET”的第三代产品。
据业内专家估计,三星电子2纳米工艺的良率目前已攀升至55%~60%。考虑到晶圆代工企业要实现盈亏平衡并获得商业可靠性认可,良率基准通常为60%~70%,因此三星的2纳米工艺实际上已经达到了量产稳定阶段的门槛。
三星电子近期举办的技术论坛进一步明确了其未来发展路线图。三星电子晶圆代工业务的一位负责人强调:“基于我们在GAA工艺方面丰富的量产经验,我们不仅在推进2纳米工艺的研发,而且在开发下一代1.4纳米(SF1.4)工艺方面也进展顺利,目标是在2029年实现量产。”
与英特尔相比,三星拥有差异化的武器,在移动和高性能计算 (HPC) 领域(包括智能手机 AP 和 AI 加速器)大规模生产高性能、低功耗芯片方面积累了丰富的经验,始终领先一步。
大型科技公司“多源采购”战略下的战国时代曙光初现
随着英特尔在提高良率方面取得成功,全球大型无晶圆厂企业的扩张步伐预计也将加快。英伟达、AMD和苹果等大型科技公司一直在寻求供应链多元化(多源采购),并对台积电垄断体系造成的供应瓶颈和高价格谈判优势表示不满。
由于缺乏具备微加工技术能力的替代供应商,企业不得不依赖台积电,如今随着三星电子的 2 纳米制程和英特尔的 18A 制程的最终替代产品问世,市场预计将迅速转变为争夺客户的竞争局面。
然而,关键变量仍然是英特尔的“成本竞争力”及其“知识产权(IP)生态系统”。英特尔能否仅仅因为解决了工艺差异问题就以与台积电一样低的价格供应芯片,或者其是否已建立起完善的基础设施来帮助客户轻松地将其设计的芯片移植到英特尔的工艺中,则是完全不同的问题。业内一些人士也持谨慎态度,认为由于英特尔18A工艺的单价仍然较高,其初期主要服务于美国政府的安全需求或英特尔自身的芯片生产,只有当性能增强版工艺“18A-P”或“18A-PT”全面投产后,才能真正实现对外订单的增长。
英特尔在 18A 工艺良率上的胜利,可能成为历史性的转折点,将代工市场从台积电的单打独斗转变为“台积电-三星电子-英特尔”三方强强联合的局面。
在美国国家代表英特尔(该公司在技术追求上取得了成功)、必须捍卫其作为GAA创始者尊严的三星电子以及必须扩大差距的台湾台积电之间,超微型半导体工艺市场的“真正博弈”才刚刚拉开帷幕,看谁能在人工智能(AI)半导体爆炸式增长的时代抢占大型科技公司激增的订单。
(来源:内容来自半导体行业观察综合)
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