天天看點

英特爾的汽車晶片代工夢

撰文/ 錢亞光

編輯/ 吳 靜

設計/ 趙昊然

2022年,晶片短缺仍在影響汽車行業,而且這不是短期能解決的問題,大大小小的汽車制造商仍然受到嚴重缺乏半導體的影響。近日的俄烏戰争,因涉及半導體工業所需的重要原材料,如氖氣、氪氣、氙氣等電子特氣及钯等貴金屬,對全球晶片價格及供應鍊的穩定造成了一定影響。

市場調研機構AutoForecast Solutions最新資料顯示,截至2月13日,由于晶片短缺,今年全球汽車市場累計減産量約為52.74萬輛,截至2月6日累計減産量(37.05萬輛)大幅增長42%。其中,中國汽車市場累計減産量保持不變,仍為5.11萬輛,占全球汽車市場累計減産量的10%。

近日,美國半導體行業協會(SIA)釋出資料顯示,2021年全球晶片銷售額激增26.2%,至創紀錄的5559億美元,而2020年為4404億美元。2021年的出貨量也達到創紀錄的1.15萬億片,因為在2020年新冠疫情幹擾供應鍊并使晶片制造能力不堪負荷後,晶片制造商努力滿足飙升的需求。

晶片短缺,對于全球半導體企業而言,可以說既是機遇,也是一次挑戰,如果能夠利用好這一機遇,很有可能會實作更大的發展。

英特爾的汽車晶片代工夢

英特爾CEO帕特·蓋爾辛格(Pat Gelsinger)曾預測,到2030年,晶片将占高端汽車物料清單(BOM)的20%以上,比2019年的4%增長5倍,與此同時全球各行業對晶片需求也在持續增長;到2030年,汽車晶片的總體市場規模增長将超過一倍,達到1150億美元,約占整個晶片市場的11%。

2月18日,全球晶片巨頭英特爾在2022年投資者大會上宣布,IFS(Intel Foundry Services,英特爾代工服務事業部)正在組建一個專門的汽車團隊,為汽車制造商提供完整的解決方案。除了晶圓及晶片封裝代工,還将為汽車制造商提供設計服務和英特爾的IP。意味着英特爾成為全球首家直接面向汽車制造商,從IP、設計服務、晶圓及晶片封裝代工的全鍊條汽車晶片“新玩家”。

2022年1月,英特爾公布了2021年全年财務業績。雖然全年收入為747億美元,同比增長2%,營收創新記錄,但英特爾仍然讓出了頭把交椅。同期三星電子在存儲業務的推動下,營收同比增長29%,達到782.9億美元。這已經是1992年以來三星電子第三次超過了英特爾,英特爾亟需新的突破來扭轉局勢。

英特爾的汽車晶片代工夢

提供汽車晶片全面解決方案

過去兩年席卷全球的汽車行業芯荒荒,也讓不少晶片産業鍊巨頭開始憧憬汽車晶片的美好未來。這些企業依靠自身在通訊、電子等多個領域的技術、供應鍊、制造及資本積累,希望借助電動化、智能化的浪潮,重構全新的汽車行業Tier1模式。

英特爾IFS總裁蘭迪爾·塔庫爾(Randhir Thakur)在投資者大會上宣布,“汽車正在向自動化和電氣化過渡,為了服務這個市場,IFS内部将建立一個專門的汽車團隊。”該部門将為汽車制造商提供完整的解決方案,未來IFS将優先專注于三個重點:開放式中心運算架構、車用級代工平台、協助汽車晶片制造商向先進技術過渡。

英特爾的汽車晶片代工夢

首先,IFS将開發一個高性能、開放的汽車計算平台,幫助汽車OEM廠商建立下一代體驗和解決方案。這個開放的計算架構将利用基于小晶片(chiplet-based)的構模組化塊,以及英特爾的先進封裝技術,為建構針對技術節點、算法、軟體和應用的優化解決方案提供顯著的靈活性,以滿足下一代自動駕駛汽車的計算需求。

其次,IFS的目标是打造車用級代工平台針對微控制器和獨特的汽車需求,将先進制程和技術優化與先進封裝相結合,以幫助客戶設計多種類型的汽車半導體晶片。IFS此前已經與英特爾旗下子公司、進階駕駛輔助系統解決商Mobileye合作,後者在車用級産品方面擁有豐富的經驗,能夠為IFS在汽車領域提供前沿技術節點。

第三,IFS将為汽車制造商提供設計服務和英特爾的IP,使他們能夠利用英特爾從晶片到系統設計的專長。去年宣布的英特爾代工服務加速器計劃的汽車項目,旨在幫助汽車晶片制造商過渡到先進的制程工藝和封裝技術,并利用英特爾定制、基于行業标準的IP組合進行創新。未來,IFS将重點提供自動駕駛和輔助駕駛、射頻和傳感器、電源管理晶片等領域的汽車晶片。

政府政策導向與支援

目前,美國占全球晶片産量約12%,同期歐洲的份額下降到9%,在過去幾十年裡,大部分晶片産能被轉移到亞洲。

最近,歐盟釋出《歐盟晶片法案(The European Chips Act)》草案,美國衆議院通過《2022年美國競争法案(America Competes Act of 2022)》。這兩項法案都在促進增加當地的晶片産能,将對晶片産業産生深遠的影響,未來的晶片産業将會發生更多并購與整合案例,世界晶片産業正呈現出新一輪分化重組的趨勢。

《歐盟晶片法案》拟投入430億歐元(約3125.4億元人民币),計劃到2030年将歐盟區晶片産能全球占比提升至20%。

英特爾的汽車晶片代工夢

《2022美國競争法案》旨在提高美國競争力,并支援美國晶片産業與中國競争,巨額投資項目包括幫助半導體行業的約520億美元撥款和補貼,以及加強高科技産品供應鍊的450億美元。

英特爾想要發力代工領域,也與産業發展的大背景以及美國政策步調相一緻。一方面,自2020年下半年以來,全球産業面臨晶片短缺,晶圓廠産能一直不足,英特爾想要從中拿下更大的市場佔有率在情理之中。

另一方面,美國政府緻力于加強本土晶片生産,進一步推動晶圓廠投資擴産計劃。在《2022美國競争法案》中,美國政府将為晶片産業提供高達500多億美元的資助,這也是2.3萬億美元基建計劃的一部分。是以,英特爾打算與美國政府保持步調一緻,利用“制造業回歸本土”的契機實作再增長。

英特爾CEO蓋爾辛格響應美國政府号召,公布了支援重振晶片制造的一系列計劃。加強美國和歐洲的晶片制造能力也成為了蓋爾辛格心頭的一件大事。蓋爾辛格前往華盛頓遊說衆議院準許《2022美國競争法案》,并去歐洲遊說歐洲官員們提供類似補貼方案。

英特爾稱,将向汽車晶片相關的公司開放其現有的工廠網絡,以應對福特和通用汽車的生産線因晶片供應短缺而臨時中斷;并與晶片産業鍊的供應商商談,在未來短期内生産汽車晶片;最終目标,是帶領美國的晶片行業重回巅峰,并讓超過三分之一的半導體制造重新回到美國的土地上。

新任CEO的“複興計劃”

2月15日,闊别12年之後,年近六旬的技術派老将蓋爾辛格重返英特爾,接替财務出身的司博睿(Bob Swan)出任第8任CEO。作為英特爾曾經最年輕的副總裁、首位CTO,他18歲加入英特爾,效力30年後被迫離開,曾主導過80486等在英特爾發展史上有标志意義的産品的開發。

上任不久,蓋爾辛格就為英特爾制定了“複興計劃”,推出了一系列大刀闊斧的改革措施,推進英特爾從CPU公司向多體系結構XPU公司轉變,并多次表達過對汽車晶片業務的重視。在他看來,“汽車半導體需求持續增長的新時代,供應商需要更大膽的想法。”幫助汽車制造商打造晶片“生産線”,成為英特爾新的戰略目标。

英特爾的汽車晶片代工夢

2021年3月,英特爾在新的上司架構下推出了IDM 2.0新戰略,旨在将未來英特爾的制造變革為“英特爾工廠+第三方産能+代工服務”組合。這不僅英特爾短期内的改革重點,還是新掌門的一個決心,以彌補公司過去幾年戰略層面輸掉的薄弱環節。

IDM 2.0的重點包括:首先,維持内部工廠大規模生産的營運模式,通過梳理和更新自家工廠網絡,提升内部産品和供貨能力。

其次,是重新開機晶圓代工業務。一方面擴大第三方晶圓代工的比例,下一代7nm制程的部分CPU晶片将于2023年正式委托台積電代工。另一方面,宣布轉型成為晶圓代工的供應商,通過IFS進入晶片代工業務。

最後,英特爾宣布将斥資200億美元,在美國亞利桑那州建立兩家晶圓工廠。這兩家新工廠不僅承擔了英特爾自家産品,還将為IFS客戶提供生産晶圓所需的基礎産能。

從該戰略釋出至今,英特爾在制造方面動作頻頻,多次宣布要在歐美建造新廠,并通過并購快速擴大制造能力,希望能夠重新奪回在供應鍊中的地位。

代工服務加速器

2021年3月,英特爾在宣布将成立代工服務事業部——IFS,為其他廠商代工晶片。英特爾當時市值約為2250億美元,承諾投資逾200億美元,以擴大在美國的晶片制造設施。蓋爾辛格還稱,該公司将在國内外進行更多擴張。

然而,汽車晶片的要求和消費電子晶片差異較大。車規級半導體需要在以下工況環境中保證20年的品質:溫度為-40-175(200)攝氏度、濕度為95%、50G的激烈震動、15-25Kv的靜電,不良率僅為1ppm(百萬分之一)。相形之下,消費電子半導體僅僅是不良率就放寬到200ppm,抗震動标準要求隻有車規級的1/10。

這就注定,車規級半導體和消費電子半導體在生産工藝要求和性能要求方面走了兩條路徑,不僅僅彼此之間會争奪半導體供應商的原材料産能,同時一旦晶圓和晶片産線落定,由于制程工藝方面的差異,并不容易迅速調節。

英特爾的汽車晶片代工夢

2021年4月,英特爾的CEO蓋爾辛格在接受采訪時透露,他們正在同汽車晶片設計商接洽,将在6到9個月内開始制造汽車晶片。英特爾位于俄勒岡州、亞利桑那州、新墨西哥州、以色列和愛爾蘭的工廠,都可用于生産汽車晶片。

2021年9月,蓋爾辛格在2021年德國國際汽車及智慧出行博覽會上的演講中表示,計劃在歐洲建立至少兩個技術領先的半導體工廠,而未來十年的投資規劃預計将達到800億歐元,并宣布推出英特爾代工服務加速器(Intel Foundry Services Accelerator)計劃,幫助汽車晶片設計公司加速過渡到先進的制程工藝。

為此,英特爾要組建一個新的設計團隊,并提供定制和行業标準的知識産權(IP)授權,以支援汽車客戶的定制化需求。

同時,英特爾透露他們将協調愛爾蘭工廠的部分産能用于生産汽車晶片,他們已在内部啟動一個新的項目,協助工廠轉向生産汽車晶片。英特爾将用于制造汽車晶片的工藝,比目前大部分用于汽車的晶片工藝都要先進,英特爾的項目也得到了包括寶馬、大衆、戴姆勒、博世等汽車廠商和零部件供應商的支援。

2022年1月,英特爾宣布要在美國俄亥俄州投資200億美元打造全球最大的晶圓生産基地,在關于這筆投資的釋出會上,蓋爾辛格進一步表示,要在未來十年投資1000億美元,最多建立8個晶圓廠。有望一舉建成“地球最大晶片制造基地”。

2022年2月,英特爾宣布設立一項 10 億美元(約 63.6 億元人民币)新基金,用于扶持早期階段的初創公司和成熟公司,為代工生态系統建構颠覆性技術。作為2021年3月份推出的IDM2.0戰略的一部分,這是英特爾再度對外開放其晶圓代工服務的明确信号。

據了解,該基金由英特爾資本(Intel Capital)和英特爾代工服務事業部(IFS)合作設立,将優先投資能加速代工客戶産品上市時間的技術能力,涵蓋知識産權(IP)、軟體工具、創新晶片架構和先進封裝技術。

收購戰的失與得

由于半導體行業是個知識密集+資本密集的行業,研發既需要長時間鑽研,也需要龐大的資金支援,是以企業間的并購一直是巨頭們完善自身産品結構、拓展自身産品邊界及産能的主要方式之一。

很早以前,英特爾就通過收購介入了汽車晶片領域。如2015年6月英特爾斥資167億美元收購第二大FPGA廠商Altera,彌補了在異構計算中關鍵的一環。智能電動車是未來汽車行業的主流發展方向,可程式設計的FPGA在目前汽車攝像頭以及傳感器中已經得到成熟應用,并越來越多地用于ADAS和自動駕駛的人工智能系統中,實作不同功能的轉換。

2017年3月,英特爾斥資約153億美元收購以色列自動駕駛汽車技術公司Mobileye,在AI晶片的發展中占隊先機。如今這家子公司已經成為英特爾近兩年增速最快的業務闆塊。2021年,Mobileye創造了13.6億美元的收入,同比增長超過40%,營業利潤達到4.71億美元。同時,還實作了傳遞第1億顆EyeQ SoC的裡程碑。

對于英特爾來說,Mobileye的規模還不足以成為新戰略的強勁動力。2021年12月7日,英特爾首次對外宣布,計劃将Mobileye拆分上市,市場預計估值可能超過500億美元。

如果說英特爾前幾年的收購是為了完善産品結構,而最近的收購則是為了擴充産能。2021年7月,外媒援引知情人士消息稱,英特爾正尋求斥資300億美元收購世界第四大晶片制造商格芯(GlobalFoundries)。

格芯是全球最大的專業晶片生産公司之一。市場研究公司TrendForce的資料顯示,格芯擁有約7%的晶片代工市場佔有率。但随後這一消息遭到格芯否認。

2022年2月15日,英特爾宣布以54億美元、全現金的方式收購以色列半導體制造公司高塔半導體(Tower Semiconductor Ltd.)。英特爾的出價是每股53美元,溢價達到60%,這引起了高塔半導體的外圍市場上股價大幅彈升。

英特爾表示,預計将在大約12個月内完成這筆收購。交易結束時,英特爾希望讓這兩個組織成為完全一體化的公司。

英特爾的汽車晶片代工夢

高塔半導體成立于1993年,并于1994年在美國納斯達克和以色列特拉維夫證券交易所上市。自成立以來,高塔半導體相繼收購了美國國家半導體、美光、Maxim Integrated Products等公司的晶圓廠,并于2008年收購了Jazz Semiconductor公司。

根據市場咨詢公司TrendForce的資料,高塔半導體是2021年第三季度全球排名第九的晶圓代工廠商,全球市場佔有率1.4%。2021年第三季度,高塔半導體營收為3.87億美元(約合24億元人民币),同比增長60%。目前其市值為35.94億美元。

高塔半導體主要生産模拟晶片、CMOS、分立器件、MEMS(微機電系統)等産品,在射頻、顯示器、電源管理、工業傳感器等專業技術方面具備專長,進行移動、汽車和電源等市場跨區域經營代工業務,用于汽車、移動、醫療和航空航天等領域,而這些領域也是目前半導體供應鍊中最短缺的産品。

英特爾的汽車晶片代工夢

目前,高塔半導體在以色列、美國、意大利等地都擁有8英寸/12英寸晶圓廠。此外,高塔半導體還與松下半導體(現名為Nuvoton Technology Corporation Japan)合作創辦了日本TPSCo,并持有該公司51%的股權。TPSCo在日本建有3座晶圓廠。

在客戶擴容、市場需求不斷增長之下,英特爾面臨的是産能跟不上和晶片供應的巨大缺口。作為極少數能夠獨立完成晶片的設計、制造和封測所有工序的半導體企業,英特爾收購成熟的晶片制造公司高塔,一方面,将有助于推進英特爾的IDM2.0戰略,迅速擴大英特爾的制造産能;另一方面,并購可将高塔在射頻、工業傳感器等領域的經驗,與英特爾桌面及雲計算領域的優勢形成良好互補,在當下需求最大、增速最快的模拟半導體等市場,實作全球布局及技術組合,以滿足前所未有的行業需求。

蓋爾辛格稱,這次收購英特爾看重的是高塔半導體的“專業技術組合、地理覆寫範圍、深厚的客戶關系和以服務品質為優先考慮的營運方式”,可以讓英特爾獲得更多的代工基因(Foundry DNA),并獲得提供更多的代工産品組合的能力。

英特爾執行副總裁、CFO辛斯耐表示,對高塔半導體的這筆收購,将使2026年代工市場規模達1400億美元。

汽車行業目前正在經曆一場深刻的轉變。英特爾知道,不完整的供應鍊和傳統制程工藝技術将無法為日益增長的需求,以及向更多計算密集型應用的過渡提供支援。

在蓋爾辛格的未來版圖中,已經計劃将英特爾重新定位為半導體代工的市場上司者之一,從晶片設計到制造代工,以抗衡台積電、三星近年來從消費電子及汽車等行業獲得的持續訂單。

蓋爾辛格也指出,由于目前全球晶片産能匮乏,使得行業過分專注于制造,導緻競争對手将晶片設計與制造分離,但英特爾作為半導體産業的上司廠商,希望能通過建立工廠來擴大産線維持産能之外,将産能掌握在自家手中,不受代工廠或供應鍊中斷影響,并将多餘産能對外提供給專注設計的晶片廠商。

同時為了滿足汽車行業對晶片先進工藝的要求快速提高,英特爾希望将Intel 16工藝将率先用于汽車行業,然後轉向Intel 3和18A等下一代技術,到2025年在半導體的性能效率上再度領先業界。

繼續閱讀