近日，與聯華電子宣佈，他們將合作開發12奈米半導體工藝平臺，以滿足高增長市場的需求。這一訊息在半導體行業引起了廣泛關注。要知道，在半導體行業中，同為晶圓代工廠之間的直接合作的案例相對較少。這是因為：
晶圓代工廠通常在市場上處於直接競爭關係，他們爭奪的是技術領先地位、客戶基礎以及市場份額；而且半導體制造領域涉及大量的專利和智慧財產權，晶圓代工企業通常非常重視其製程技術的保密性，擔心合作可能導致技術洩露或智慧財產權的複雜問題；再者許多晶圓代工廠各有其市場定位和專業化領域。例如，一些企業可能專注於高階製程技術，而另一些則可能專注於成熟製程的大規模生產。這種差異化的市場定位減少了合作的必要性；所以，晶圓代工企業為了保持和提升自身的市場競爭力，往往選擇獨立發展，透過內部研發和技術創新來增強自己的市場地位。
那麼，兩家的合作將對各自帶來哪些影響，又將如何影響整個晶圓代工格局？
為什麼是12奈米?
12奈米工藝是先進的半導體制造工藝之一，相比較更高奈米級別的工藝，它能提供更高的電晶體密度、更低的功耗和更強的計算效能。在移動裝置、通訊基礎設施和網路等高增長市場中，這種工藝能夠支援更復雜、效能更高的晶片設計，滿足這些領域對於高效能、低功耗晶片的需求。12奈米工藝非常適合構建藍芽、Wi-Fi、微控制器、感測器和一系列其他連線應用的晶片。
近年來，臺積電的海外建廠規劃中，12nm頻繁出現。臺積電與索尼在日本熊本縣菊陽町新建的“熊本廠”預計在2024年2月24日舉辦開幕儀式，並有望在2024年底引進12至28奈米產線。
2023年8月，臺積電又宣佈計劃與其合作伙伴博世、英飛凌和恩智浦建立一家歐洲半導體制造公司（ESMC）合資企業，在德國德累斯頓附近建造一座晶圓廠。新的300毫米晶圓廠將採用臺積電的28/22奈米和16/12奈米級工藝技術生產晶片，主要服務於德國和奧地利的汽車製造商。新工廠計劃在2024下半年開始進行建設，2027年底開始生產第一批產品。
早在2021年5月13日，AMD延長了與格芯的購買協議，承諾從即日起至2024年12月31日購買價值16億美元的12奈米和14 奈米節點矽晶圓。這實質上鎖定了未來3.5年12 和14奈米節點的產能，以支援AMD的後沿產品（包括用於從 PC 到嵌入式等不同市場的 CPU、APU 和 GPU）以及所有應用中使用的 I/O 晶片。
臺積電、AMD等大型半導體公司的戰略部署，凸顯了12奈米工藝在當前半導體行業中的重要地位。這些行為表明，儘管行業不斷向更高級別的奈米技術邁進，12nm工藝仍然是市場的重要組成部分，尤其是在成本和效能之間需要平衡時。所以英特爾和聯電也是瞄準了12nm的市場需求。
英特爾和聯電，誰獲利？
那麼，對於同屬晶圓代工同業競爭者的英特爾和聯電兩家公司來說，此次合作各自有哪些益處？
首先來看英特爾，自此帕特基辛格出任英特爾CEO以來，就提出了雄心勃勃的IDM2.0，大力發展製造業務。英特爾代工服務（IFS）是英特爾IDM 2.0戰略的重要支柱。英特爾還放出豪言，要到2030年成為全球第二大代工廠。就目前的市場地位來看，根據TrendForce的資料，2023年第三季度，英特爾代工服務首次躋身前十。英特爾在晶圓代工廠的排名是第九，要實現全球第二的目標，還有很長的路要走。
來源：TrendForce
豐富代工節點覆蓋：從所能代工的業務來看，英特爾的代工工藝技術還不夠全面。據anandtech的報道，雖然英特爾本身擁有多種高度定製的工藝技術，供內部使用，以生產自己的CPU和類似產品，但其IFS部門實際上只有三種：Intel 16面向注重成本的客戶，設計廉價的低功耗產品(包括支援射頻的產品)；Intel 3面向開發高效能解決方案，但仍希望堅持使用熟悉的FinFET電晶體的客戶；Intel 18A面向尋求不影響效能和電晶體密度的開發人員，採用柵極RibbonFET電晶體和PowerVia背板供電。
雖然英特爾的IFS 在過去一年中實現了顯著進展，包括與採用Intel 16、Intel 3和Intel 18A工藝技術的新客戶建立了堅實合作關係。然而，若英特爾欲在全球半導體代工領域樹立主導地位，僅依賴這三種工藝技術顯然不足以滿足日益增長的客戶需求。
去年八月英特爾收購 Tower Semiconductor失敗，本來這筆交易將使英特爾在Tower 專注的射頻和工業感測器等專業技術領域站穩腳跟。雖然收購未果，但英特爾隨後繼續與Tower Semiconductor建立了合作關係，計劃在其位於新墨西哥州的Fab 11X晶圓廠生產65奈米晶片。
與聯電互補戰略：這次與聯電合作也是IFS發展的重要一環。英特爾與聯電雖在晶圓代工同屬競爭關係，但工藝所覆蓋的客戶並不存在很大的競爭關係。此次合作可以被視為一種互補戰略。雖然英特爾在半導體制造領域具有深厚的技術積累，但其在晶圓代工市場的經驗相對有限。聯電擁有數十年的工藝領先地位以及為客戶提供工藝設計套件（PDK）和設計協助以有效提供代工服務的歷史。據悉，英特爾這次找上聯電授權12奈米，主要看好聯電在低功耗製程、尤其安謀架構發展的優勢。英特爾對擴充套件安謀架構業務高度重視，今年上半年已與安謀展開合作，意圖吸引高通、聯發科等大型客戶，甚至有望爭取蘋果晶片代工訂單。
透過與經驗豐富的聯電合作，英特爾不僅能快速提升其在晶圓代工領域的技術能力和市場地位，還能更好地理解和滿足客戶需求，這對於實現其2030年的目標至關重要。
風險分散和產能最佳化：在當前全球半導體市場波動和競爭激烈的背景下，與聯電合作可以幫助英特爾分散風險，最佳化產能佈局。聯電的生產設施和技術專長可以作為英特爾代工業務的有力補充，特別是在面對市場需求波動時，這種合作可以提供更大的靈活性和響應能力。從本質上講，英特爾與Tower以及聯電這兩項合作都使英特爾的 IFS 能夠使用其完全折舊的晶圓廠。在半導體市場波動較大的背景下，保持高產能利用率和供應鏈的穩定性對於晶圓廠至關重要。
對於聯電來說：
技術共享與提升：英特爾在先進工藝節點上有很好的經驗，此次合作英特爾將提供FinFET電晶體的設計經驗，為聯電提供了更先進的技術平臺，使其能夠擴大技術覆蓋範圍。聯電目前最高級別的技術是14奈米級14FFC節點。透過與英特爾共同設計12奈米工藝，聯電將能夠生產比自家14奈米節點更先進的產品，這將有助於其吸引對更高效能晶片有需求的客戶。
降低開發成本與風險：透過與英特爾的合作，聯電可以在無需自行開發全新制造工藝和採購昂貴製造裝置的情況下，進入更先進的技術節點。
在此次合作中，英特爾提供製造產能，新工藝節點將在英特爾位於亞利桑那州的Ocotillo技術製造工廠的 12、22 和 32 號晶圓廠中開發和製造。英特爾位於亞利桑那州的12、22和32號晶圓廠目前能夠生產英特爾7nm級、10nm、14nm和22nm製程的晶片。因此，隨著英特爾在其他工廠推出intel 4、intel 3和intel 20A/18A產品，並逐步減少基於intel 7的產品的生產，這些亞利桑那州的晶圓廠將可以自由地生產各種傳統和低成本節點上的晶片，包括聯華電子和英特爾共同開發的12納米制造工藝。利用這些工廠的現有裝置可以減少前期投資並最佳化裝置利用率，為客戶提供更有效的代工服務。
這種合作模式可以顯著降低聯電在技術開發方面的投資成本和風險。聯華電子聯席總裁 Jason Wang 在一份宣告中表示，該公司與英特爾的合作可以幫助聯華電子推進其技術並實現“具有成本效益的產能”。
市場擴充套件與地緣風險分散：由於代工廠位於美國，這擴大了聯電的潛在市場，便於聯電的客戶順利遷移到新節點。聯電的生產主要位於亞洲，核心在臺灣。在中國大陸、日本和新加坡還設有其他工廠，其中包括一座耗資 50 億美元正在建設中的新工廠。隨著全球貿易緊張和地緣政治的變化，客戶可能更傾向於多元化供應鏈以降低風險。位於不同地理位置的晶圓廠可能因此獲得競爭優勢。
總的來說，這次合作對聯電來說是一個技術提升、風險分散、市場擴充套件的機會，同時也幫助英特爾最佳化其產能利用和擴大其在代工市場上的影響力。
晶圓代工格局會否變化？
在近年來的半導體行業中，晶圓代工市場的格局始終在不斷變化之中。英特爾與聯電的合作，特別是在12nm技術領域的合作，可能成為這一變化的新動力。這種合作不僅對雙方各自有益，也可能對整個晶圓代工行業產生重要影響。
首先，除了臺積電、三星和英特爾這樣的一線晶圓代工廠商之外，能夠量產12nm工藝的晶圓代工企業數量相對較少。像格芯、聯電、中芯國際、華虹、Tower等二線晶圓代工企業，大多選擇在14nm或更成熟的製程技術上發展，這主要是由於追求更先進製程技術需要巨大的資金投入和技術積累。
在這些二線晶圓代工廠中，格芯是最早研發出12nm製程的代工廠。2017年5月，格芯推出了12奈米全耗盡絕緣體矽上絕緣體（FD-SOI）技術產品12FDX，緊接著在同年9月推出了12nm FinFET技術的領先效能版本（12LP）。正如前文所述，這一進展使格芯獲得了大量AMD的12nm訂單。
英特爾與聯電的合作，特別是在12nm技術領域的合作，預計將使聯電在二線晶圓代工市場中進一步鞏固其競爭地位。這一新增的12nm工藝不僅將幫助聯電吸引新客戶，也將促使現有客戶向12nm新技術節點遷移。然而，這一合作下的12nm工藝預計要到2027年才開始量產，這可能為格芯提供了在此期間繼續享受市場優勢的機會。
這次合作預示著全球半導體行業合作模式的變化，可能會促使其他晶圓代工企業重新評估和調整自己的戰略，尤其是那些專注於成熟工藝節點的公司。由於英特爾和聯電合作的影響，12nm市場上的競爭可能會更加激烈。不過隨著更多企業投入到12奈米及以下工藝的競爭中，市場上的技術創新和產品多樣化可能會加速。
總的來說，對於這幾家市場份額較為接近的二線晶圓廠，在未來誰能夠分得更多市場份額將取決於多重因素。成本控制和技術能力始終是核心因素，能夠有效平衡這兩點的企業將更有可能獲得市場優勢。此外，對市場需求的快速響應、強大的客戶關係網路以及對地緣政治變化的適應能力，也將成為影響這些企業市場份額的關鍵。
