電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/周凱揚(yáng)）要說半導(dǎo)體市場在2024年最大的一場競賽，那肯定還是AI芯片與算力上的軍備競賽。可在經(jīng)歷了一系列架構(gòu)創(chuàng)新后，要想進(jìn)一步提高芯片性能，還是得回到?jīng)Q定AI芯片的一大關(guān)鍵因素上來，也就是半導(dǎo)體制造工藝。

在英特爾宣布開展IDM 2.0后，芯片設(shè)計廠商們的選擇一下多了起來，英特爾、三星和臺積電都能為其提供優(yōu)異的工藝解決方案。尤其是英特爾近年來拼了命地追趕，寧肯下血本，也要把IFS做起來，甚至目標(biāo)是做到第一?？膳c此同時，臺積電也沒有放慢腳步，N3P和N3X等節(jié)點(diǎn)穩(wěn)步推進(jìn)，N2也在臨近風(fēng)險試產(chǎn)，兩者之間的競爭也進(jìn)入了白熱化階段。

英特爾18A，重新奪回工藝領(lǐng)先

英特爾過去在半導(dǎo)體工藝領(lǐng)域比較保守，尤其是在臺積電和三星發(fā)力購買EUV機(jī)器投入使用的時期，英特爾則還在忙于外部收購?fù)卣箻I(yè)務(wù)和股票回購，而這些活動對于制造先進(jìn)半導(dǎo)體工藝來說毫無益處，也致使其制造工藝與設(shè)備大幅落后于競爭對手。

在IDM 2.0計劃公布后，一改過去相對保守的策略，英特爾在工藝節(jié)點(diǎn)的推進(jìn)上可以說是激進(jìn)的，四年五個節(jié)點(diǎn)的計劃看起來并不現(xiàn)實(shí)，哪怕是英特爾CEO Pat Gelsinger自己也強(qiáng)調(diào)摩爾定律的周期已經(jīng)放慢至三年。然而英特爾現(xiàn)在的行動是在趕自己落下的進(jìn)度，在一系列砸錢建廠購買EUV機(jī)器的瘋狂下，英特爾這個目標(biāo)似乎又是完全可行的。

英特爾CEO Pat Gelsinger在去年底接受采訪時表示，英特爾的18A工藝與臺積電的N2不相上下，甚至憑借優(yōu)秀的晶體管設(shè)計和功率傳輸特性，要略領(lǐng)先于臺積電N2。不僅如此，英特爾可以提供更低封裝成本的方案，英特爾也計劃在18A工藝的協(xié)助下，再度躋身全球最頂尖的半導(dǎo)體工藝廠商。

要知道英特爾在20A和18A工藝節(jié)點(diǎn)上，用上了最先進(jìn)的GAA以及背面供電技術(shù)，而反觀臺積電的N3系列節(jié)點(diǎn)，卻只是臺積電在N5工藝上的正常技術(shù)演進(jìn)而已。要知道如今的先進(jìn)工藝已經(jīng)不再是一味地追求晶體管密度了，減少成本、提高良率以及散熱性能，也是開發(fā)工藝的關(guān)鍵因素。

在把試產(chǎn)窗口提前半年后，英特爾的18A將會在今年上半年進(jìn)入試生產(chǎn)的階段，至于量產(chǎn)，如果進(jìn)展順利的話，則可能在年底實(shí)現(xiàn)，但從一般晶圓廠的工藝進(jìn)程來看，預(yù)計18A還是有可能延后至2025年初開始量產(chǎn)。

臺積電N3P保守打平18A，N2仍是勁敵

臺積電對于既是客戶又是競爭對手的英特爾，自然不可能這般輕易地讓出第一的寶座。鑒于臺積電的N3P工藝與英特爾的18A工藝計劃同時期量產(chǎn)，所以經(jīng)常被人拿出來做對比。根據(jù)Wiki Chip和Anandtech給出的晶體管密度和提升幅度，N3P的晶體管密度大概為224.2MTr/mm2，相當(dāng)優(yōu)秀。

在今年臺積電的第四季度財報會議上，魏哲家再度表示，他們進(jìn)一步核查了所有的規(guī)格以及晶體管技術(shù)等，可以確認(rèn)英特爾的18A工藝與臺積電的N3P工藝處于同一水平。魏哲家并沒有明說其在什么技術(shù)指標(biāo)上處于同一水平，我們也只好假設(shè)兩者在晶體管密度或PPA在同一水平。

魏哲家指出雖然N3P與18A都是在明年下半年推出，臺積電在技術(shù)成熟度上要更為領(lǐng)先一些，畢竟N3P只不過是N3工藝節(jié)點(diǎn)的改良版而已，臺積電已經(jīng)在N3上打磨了足夠長的時間，而18A和20A可是英特爾首次嘗試GAA和PowervVia背面供電。至于臺積電的N2，他指出哪怕是沒有運(yùn)用背面供電的版本，也能在PPA上全面超越N3P和18A。

臺積電董事長劉德音更是在魏哲家發(fā)言后補(bǔ)充，他認(rèn)為魏哲家的描述還是太謙虛了，并再次確認(rèn)臺積電的N3P與英特爾的18A相差無幾。與此同時，他也鼓勵大家從另一個角度來看待兩者之間的競爭關(guān)系。英特爾的18A極有可能是先在自己的產(chǎn)品上投入使用，而臺積電干了這么多年的晶圓代工，大家都知道除非是產(chǎn)能緊缺，最新的工藝客戶都能用上，也會根據(jù)客戶的產(chǎn)品去優(yōu)化他們的晶圓代工工藝。

這恰恰是英特爾的弱勢所在，他們的工藝追趕和客戶開發(fā)是幾乎同步進(jìn)行的，但臺積電已經(jīng)有了業(yè)界領(lǐng)先的口碑，與一眾EDA/IP廠商成立了聯(lián)盟，其設(shè)計與制造生態(tài)目前都要優(yōu)于英特爾。

同時，英特爾的18A工藝仍在使用0.33NA的EUV機(jī)器，而臺積電已經(jīng)擁有了該規(guī)格機(jī)器的充分使用經(jīng)驗(yàn)。在改善流程、良率和能效等經(jīng)驗(yàn)上，臺積電絕對要比英特爾更加老到。據(jù)傳索尼日本的CIS晶圓廠良率始終無法提升，于是找到了臺積電這個合作建廠的外援，臺積電派了20位熊本晶圓廠的工程師去協(xié)助，僅一月時間就將良率從8成提高至9成左右。

英特爾的殺手锏或許還未公開

雖說看起來臺積電還是占據(jù)了絕對優(yōu)勢，但英特爾或許也會在今年公開后續(xù)的殺手锏，也就是18A之后的工藝路線圖。英特爾已經(jīng)宣布將在2月底舉辦IFS Direct Connect活動，屆時可能會公開未來的先進(jìn)工藝規(guī)劃，以及宣布達(dá)成合作的代工客戶等。

至于英特爾后續(xù)可能的16A，14A工藝，勢必會用到ASML的0.55NA EUV機(jī)器，要知道該信號目前尚未進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)期，而首批出貨的機(jī)器中英特爾也買下了大半。所以在18A之后，英特爾勢必會用上0.55NA的這批機(jī)器，且短期內(nèi)生產(chǎn)規(guī)?？赡芨哂谂_積電，由此來看，英特爾還是有后來居上的機(jī)會。

但臺積電和英特爾也在時刻關(guān)注先進(jìn)工藝開發(fā)帶來的風(fēng)險，過去無論是英特爾還是三星，都有過翻車的經(jīng)歷。而一旦翻車，調(diào)整優(yōu)化工藝再追趕，就可能又得多花上一年的時間。而目前的英特爾還在積極開發(fā)客戶，顯然經(jīng)受不起這樣的失敗。