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半导体

AI浪潮重塑晶圆代工版图?

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7月28日,英特尔发布最新财报。数据显示,英特尔第二季度总营收为129.48亿美元,同比下降15%,高于市场预期的120.2亿美元。英特尔代工服务事业部(Foundry Services)第二季度营收为2.32亿美元,运营亏损为1.43亿美元。英特尔CEO帕特·基辛格认为这是持续执行公司战略重点的结果,包括增强代工业务的发展势头。

前一天,三星电子也发布了最新财报。财报显示,三星电子第二季度营收为60.01万亿韩元(约合472亿美元),同比下滑22.3%;运营利润为6700亿韩元(约合5.27亿美元),同比下滑95.2%。三星在财报中没有透露Foundry(晶圆制造厂)业务的具体情况。但三星表示,智能手机需求疲软延迟了芯片需求复苏,使Foundry业务业绩低于预期。预计今年下半年,生产线利用率及利润仍将下降。

同期发布财报的还有台积电。根据财报,台积电第二季度营收为156.77亿美元,同比下滑13.7%;第二季度净利润约合58亿美元,同比下降23%。

面对低迷的业绩,大模型引发的AI浪潮让芯片企业看到方向,认为将带来“端到端的显著增长”。而对这三家巨头芯片企业而言,首先重塑的或许是晶圆代工版图。

台积电扩大产能夯实先进封装优势

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台积电2023年第二季度财报

芯片代工领头羊台积电的业绩成绩单不算亮眼。在财报发布后的法说会上,台积电首席执行官魏哲家直言:“大趋势比我们先前预期的还要弱,(下游厂商)库存调整到什么时候,还是要看经济因素。”

但ChatGPT的爆火和大模型竞赛的打响,还是让台积电看到了曙光。

魏哲家在法说会上表示:“我们已经将AI需求的某些假设纳入了我们的长期资本支出和增长预测中。我们的高性能计算平台预计将成为台积电未来几年长期增长的主要引擎和最大增量贡献者。”魏哲家还透露,目前台积电N2(2nm)工艺制程研发进展也较为顺利,预计将在2025年实现大规模量产。魏哲家还着重强调,台积电专为N2工艺开发了具备背面电源轨解决方案,这款方案“非常适用于高性能计算”。

按照台积电方面的测算,未来5年,其CPU、GPU、AI加速器等AI相关产品将以近50%的年复合增长率增长,相关营收占比将从6%增至11%-13%。

台积电对AI行业的优势积蓄已久。当前,台积电主要为英伟达代工AI芯片,而英伟达如今占据AI芯片市场的九成份额,二者已有20多年的合作历史。在AI芯片需求大增的背景下,台积电忙不迭调整建厂计划。据悉,台积电在高雄建设成熟制程的计划已经更改为更先进的2nm 制程,预计在2025 年下半年量产。为了更好地满足AI芯片市场对先进制程的需求,台积电其他相关建厂规划也将在近期宣布。

AI芯片大厂涌向台积电的急单,不仅需要先进制程,也需要先进封装,这是台积电在AI浪潮下抢得先机的另一杀手锏。

2011年,台积电宣布进军先进封装。CoWoS是台积电的一种“2.5D”封装技术。据了解,硅中介层是CoWoS的关键技术。在硅中介层技术加持下,CoWoS能够将多个芯片堆叠在一起,提高芯片的性能和功耗效率。这种技术的应用使得台积电成为了众多芯片设计公司的首选代工厂商。

AI浪潮下,快速发展的先进封装技术有较高成本效益和进步空间。CINNO Research首席分析师周华向《中国电子报》表示:“晶圆制造的设备投资占比超80%,封装测试的设备投资占比不到20%。尽管先进封装也会用到光刻、刻蚀、沉积设备,但这些设备的精度要求小于晶圆制造,设备价值相对较低。”

三星专注芯片制程提升良率

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三星2023年第二季度财报

陷入业绩困境的还有三星。三星电子近期公布了第二季度完整财报,营业利润下降95%,为14年来的最低水平。其中,三星电子负责半导体业务的设备解决方案(DS)部门第二季度营收为14.73万亿韩元,同比下滑48%;运营亏损4.36万亿韩元(约合34亿美元),较上一季度运营亏损4.58万亿韩元(约合36亿美元)有所收窄。

记者了解到,三星八英寸与十二英寸产能利用率均下滑。目前来看,三星第二季度有零星零部件订单回流,但订单多半来自短期库存,不能体现出终端需求有所增强。

但在AI浪潮下,面对老对手台积电,三星还是看到了奋起直追的机会。比起3nm良率仅为55%的台积电,三星希望通过专注芯片制程工艺和良率提升来获得更丰厚的订单。三星在财报说明中表示,公司目前GAA工艺3nm产品研发进展顺利,正在按计划开发3nm改进工艺及先进封装等方案。

事实上,深耕GAA工艺的三星拥有率先量产、率先磨合的先发优势。三星半导体业务总裁庆桂显(Kyung Kye-hyun)公开表示,目前,客户对三星的GAA晶体管技术很满意,甚至搭载GAA工艺的2nm芯片性能有望超越台积电,成为客户首选。

最新财报显示,三星第二季度研发费用为7.2万亿韩元,刷新单季最高纪录。该公司还表示,第二季度斥资14.5万亿韩元扩建生产设施,90%以上用于芯片,这也是有史以来三星资本支出最多的一个季度。

针对先进制程工厂建设,庆桂显还透露公司预计将于2024年底开始从位于德克萨斯州泰勒的工厂出货4nm芯片,同时还将在韩国平泽建立更多生产线。

三星对争取客户的决心显而易见,这份决心或许在不远的将来就能收到成效。日前,AMD CEO苏姿丰公开表示AMD将考虑生产和代工的多元化,以确保供应链弹性。

三星在财报中还提到,为应对AI市场需求,公司计划到2024年,将其制造的高带宽存储器(HBM)的能力提高一倍。据了解,HBM作为下一代技术,可更好地与训练AI的芯片配合使用。半导体行业专家莫大康在接受《中国电子报》记者采访时表示,AI浪潮下,以三星为代表的厂商主要在HBM芯片方面占据优势,但相比于台积电,三星在先进制程领域的代工优势并不明显。

英特尔发力18A先进工艺

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英特尔2023年第二季度财报

英特尔发布的最新财报显示,英特尔第二季度同比扭亏为盈,净利润为14.73 亿美元,去年同期的净亏损为4.54亿美元。其中,英特尔代工服务事业部(Foundry Services)第二季度营收为2.32亿美元,运营亏损为1.43亿美元。

“我们第二季度的业绩表现超出了业绩指引上限,而这归功于我们在战略重点上的持续执行,包括强代工业务的发展势头,并稳步推进我们的产品和制程工艺技术路线图。”英特尔公司首席执行官帕特·基辛格表示,英特尔将推动云到企业、边缘和客户端的AI普及化,抓住AI端到端显著增长的机会。

一系列迹象表明,英特尔发力的重点是AI浪潮下的先进制程和AI芯片。

英特尔在发布财报时表示,公司Intel18A工艺正在按计划推进中。英特尔此前表示,将于2024年下半年开始量产Intel18A工艺。按照英特尔的说法,Intel18A的效能将完全超过台积电和三星的2nm工艺。

从技术角度来看,英特尔的18A工艺是20A工艺的改进版,等效于友商的1.8nm工艺。据了解,英特尔的18A工艺将采用PowerVia背面供电和RibbonFET全环绕栅极两大全新技术。英特尔方面表示,18A工艺的技术水平将超越台积电、三星等公司的2nm工艺。

从市场落地时间来看,英特尔于今年6月公开表示,公司正在基于18A工艺开发至少5款处理器产品,并计划于2025年上市。据预测,这些处理器将涵盖移动设备、桌面酷睿处理器、服务器级至强处理器、AI芯片甚至未来的GPU芯片,有望成为Intel的核心产品。这从侧面证明了英特尔在先进制程方面的较强代工能力。相比之下,由于台积电和三星的2nm芯片计划在2025年才能量产,上市时间更晚,所以英特尔在研发和生产进度上也将领先一步。

从客户需求来看,在英特尔释放出18A工艺后,风头正盛的英伟达很快就向英特尔方面表示了自己的兴趣与关注,并称已收到英特尔提供的Intel18A工艺的测试样品。尽管目前英特尔对外代工的客户尚未公布,但英特尔首席财务官David Zinsner日前重申,他们有信心在今年内签约首个18A工艺代工客户。业界普遍猜测最有可能的客户是高通,其次是苹果和英伟达。

总体而言,英特尔对18A先进工艺的全力以赴,或将使其成为AI浪潮下先进制程代工格局的重要变量。但最终结果仍需业界拭目以待。

责任编辑:张依依


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