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要夺回领导地位，英特尔来势汹汹。英特尔的方针是在本世纪末成为国际第二大晶圆代工厂。最近几年来，英特尔的道路很急进，无论是‘四年五个制程节点’对先进工艺的追逐，仍是在2030年完结在单个封装中集成一万亿个晶体管，以及代工服务事务的展开。

台积电的扩产方案

在2023年北美技能研讨会上，台积电介绍了其未来的扩产方案。从2017年到2019年，台积电均匀每年建造两期晶圆厂左右。而从2020年到2023年，均匀值将明显增加到5左右。近两年，台积电共开工建造10期新厂，包括5期中国台湾晶圆厂、2期中国台湾先进封装厂、3期海外晶圆厂。

详细区域上来看，台积电在台湾正在为N2的出产建造新的晶圆厂，新竹的Fab 20和台中的新工厂。在美国，台积电方案在亚利桑那州建造 2 座晶圆厂，N4首座晶圆厂已开端设备出场，2024年量产。第二座工厂正在建造中，方案用于出产 N3。两家晶圆厂的总产能将到达每年 60 万片晶圆。

早在2021年，台积电就台积电携手日本索尼在日本建立子公司JASM，并协作兴修营运晶圆厂，初期选用22/28纳米制程供给专业集成电路制作服务，以满意全球商场对特别技能的微弱需求。日本JASM晶圆厂估量2022年开端兴修，2024年末前出产。建成后，月产能达4.5万片12英寸晶圆。初期预估本钱开销约70亿美元，并获日本政府许诺支撑。

本年4月份，据音讯人士泄漏，台积电将与博世以及其他两家与轿车行业相关的欧洲公司协作，意欲在德国建造28nm晶圆厂，评论仍在进行中。这种老练节点十分合适轿车芯片，而欧洲又是轿车重镇。到2024年，28纳米及以下工艺的海外产能将比2020年增加3倍。

但相比之下，台积电在国内的28nm扩产方案就不那么夸姣。在上述音讯传出之前，台积电在高雄的28纳米扩产方案被撤销。台积电2021年11月宣告在高雄出资建立7纳米、28纳米二座12英寸晶圆厂，7纳米厂已在本年初宣告暂停，现在又传出台积电原订1月开标的高雄厂机电工程标案拖延1年，相关无尘室、装机作业拖延、台积电高雄厂方案收买的28纳米机台清单也全数撤销。

因为AI运用的火爆，台积电的先进封装需求剧增。2023年6月份，台积电宣告新建一个先进封装厂，为Fab6，来扩展3D Fabric封装技能。该晶圆厂于2020年开工建造，坐落竹南科学园区，基地面积达14.3公顷，是台积电迄今为止*的先进后道晶圆厂，洁净室面积大于台积电其他先进后道晶圆厂的总和。台积电估量，该晶圆厂将具有年产100万片以上12英寸晶圆等效3DFabric制程技能的才干，以及每年超越1000万小时的测验服务。台积电3DFabric包括多种先进的 3D 硅堆叠和先进的封装技能，如SoIC、InFO、CoWoS和先进测验，可支撑规模广泛的下一代产品。

英特尔来的更强烈一些？

英特尔现在在全球有10个制作厂，在现有的基地中，包括五个晶圆厂和四个装置和测验设备。曩昔几年，英特尔不断在这些基地的基础上进行扩产建厂。而现在，英特尔正活跃推动其制作事务的进一步扩张，以进一步拓宽其制作地图。

英特尔现在的整个制作地图（图源：英特尔）

英特尔在欧洲

作为IDM 2.0的战略规划的一部分，英特尔方案在未来十年内沿着整个半导体价值链（从研制到制作和先进封装）在欧盟出资多达 800亿欧元。英特尔*阶段在整个欧洲方案初始出资超越330亿欧元，详细规划蓝图是，在德国建造*的半导体芯片制作工厂，在法国建立新的研制 (R&D) 和规划中心，并扩展研制才干、制作、代工服务和在爱尔兰、意大利、波兰和西班牙进行后端出产。英特尔此举也将有助于欧洲完结到2030年拿下全球半导体20%的制作方针。

波兰建造封测厂（新建）

2023年6月16日，英特尔方案出资高达46亿美元在波兰弗罗茨瓦夫邻近新建一个半导体拼装和测验工厂。波兰总理Mateusz Morawiecki称英特尔工厂是“波兰历史上*的绿洲出资”。该工厂将于2027年上线。英特尔表明这个工厂接近其方案在德国和爱尔兰的工厂，结合起来，这些设备将有助于在整个欧洲创立一个端到端的*半导体制作价值链。

英特尔在波兰的布局始于1993年，彼时其在波兰的首都华沙开设出售办事处；1999年英特尔经过坐落格但斯克（Gdansk）的收买网络设备厂商Olicom成立了研制中心；到2022年，格但斯克研制办公室成为英特尔在欧洲*的研制中心。

德国建造巨型晶圆厂（新建）

早在2022年3月15日，英特尔在德国现已宣告出资170亿欧元建立了一个半导体巨型晶圆厂，本来商定德国政府补助68亿欧元，但因为资料本钱和劳作本钱的大幅上涨，后来英特尔又举高到99亿欧元（108.3 亿美元）的补助价格，2023年6月19日，两边签署了修订后的意向书。坐落德国的这一新的晶圆厂估量将交给选用英特尔*进的埃年代晶体管技能的芯片。

参加 2023 年 6 月 19 日典礼的代表包括（前排左起）英特尔首席全球运营官 Keyvan Esfarjani；经济、金融和欧洲事务国务秘书 Jörg Kukies；和（后排左起）英特尔首席执行官 Pat Gelsinger；和德国总理奥拉夫·舒尔茨。图片来历：Bundesregierung/Kugler

爱尔兰（扩产）

2019年英特尔对其坐落爱尔兰的晶圆厂进行扩建，出资70亿美元，新建一个Fab 34，将于2023年上线。该工厂将使英特尔爱尔兰的制作空间扩展一倍，并为lntel 4工艺技能的出产铺平道路。

英特尔在以色列

6月份，据以色列时报报导，英特尔已与以色列政府签署原则性协议，出资250亿美元在Kiryat Gat建造芯片制作厂。“这是以色列国有史以来*的出资，”内塔尼亚胡在周日的每周内阁会议上说。其实早在2019 年，英特尔现已就出资约100亿美元建造 Kiryat Gat 芯片工厂进行了商洽。Kiryat Gat工厂估量将于2027年开业。

以色列关于英特尔的奉献颇大，大约50年前，一位在加利福尼亚州为英特尔作业的以色列工程师Dov Frohman，他在1972年发明晰EPROM，即紫外线可擦除只读存储芯片，终究导致了闪存的诞生。1974年英特尔在以色列开设了*个以色列办事处（英特尔期望找到更多Frohmans）。英特尔的第 7代和第8代英特尔酷睿处理器首要在以色列开发。

Dov Frohman发明晰EPROM

英特尔在美国

俄勒冈州

2022年4月11日，英特尔对其坐落俄勒冈州希尔斯伯勒的晶圆厂D1X扩建，该项目出资30亿美元。并将这个占地500亩的园区新命名为Ronler Acres的Gordon Moore Park，以留念英特尔联合创始人戈登摩尔。英特尔在俄勒冈州的芯片工厂是全球*的工厂。

俄亥俄州（新建）

2022年1月，英特尔已宣告方案初始出资超越200亿美元，在俄亥俄州利金县建造两家新的顶级晶圆厂。这是俄亥俄州历史上*的单一私营部门出资。2023年5月，该芯片厂现已开端浇筑混凝土。

英特尔俄亥俄州的建造近况（图源：英特尔）

亚利桑那州（新建）

2021年9月24日，英特尔出资200亿美元在亚利桑那州钱德勒的Ocotillo校区的两家新的晶圆厂破土动工，别离命名为Fab 52和Fab 62。到时英特尔Ocotillo园区将共有六个晶圆厂。这两个晶圆厂将于2024年开端运营，新晶圆厂将制作英特尔*进的工艺技能，包括选用全新RibbonFET和PowerVia技能的英特尔20A。

新墨西哥州（扩产出资）

2021年5月3日，英特尔宣告将向其新墨西哥州的事务出资35亿美元，开展Foveros先进封装技能。坐落新墨西哥州的eRio Rancho 工厂现在开发和制作封装技能、内存和衔接技能。

晶圆厂建造的复杂性和本钱

据英特尔的信息，一个设备齐全的新工厂耗资约100亿美元，需求7000名修建工人大约三年才干完结。一个典型的英特尔晶圆厂包括大约1,200种先进东西，其间许多价值数百万美元。晶圆厂的四个等级中有三个支撑洁净室等级，即实践芯片出产的当地。

来历：英特尔

- 最上层是插页和电扇甲板，风机甲板上的体系可以坚持洁净室中的空气无颗粒，并精确地坚持合适出产的温度和湿度。这一层被称为空隙层，是晶圆厂的最高层。

- 接下来是洁净室，作业人员穿戴兔子服，以避免绒毛、毛发和皮肤碎片脱离硅片。风趣的是，洁净室一般运用黄色灯火照明，这在光刻过程中是必要的，以避免光刻胶遭到波长较短的光的影响。

- 再往下一级是洁净车间，其间包括数千台泵、变压器、电源柜和其他支撑洁净室的体系。被称为“分支”的大型管道将气体、液体、废物和废气输送到出产东西中。在这个层面上，工人不穿兔子服，但他们戴着安全帽、安全眼镜、手套和鞋套。

- *层是有用层，支撑工厂的电气面板坐落这儿，还有与清洁子工厂的侧管相连的“主电源”-大共用管道和管道体系。此外，这儿还设有冷却器和压缩机体系。担任监控这一层设备的作业人员穿戴便服，戴着安全帽和安全眼镜。

在晶圆厂的建造过程中，物料更是大的惊人。最重的货品是55吨的冷水机，相当于12头均匀体型的非洲象。此外，将发掘超越200万立方码的土壤和岩石，并在现场进行再利用，这足以填满俄亥俄州立大学的足球场。工程还需求浇筑50万立方米的混凝土，以及10万吨的钢筋，相当于国际最高修建迪拜哈利法塔（Burj Khalifa）的两倍以上。此外，还将运用5.8万吨的结构钢，分量比埃菲尔铁塔还要大8倍。估量将有7000名现场技工参加施工，总工时估量将超越1500万小时，相当于超越1700年的作业时间。别的，还将装置长达23米的电缆，这一长度相当于166个马拉松的全程。

英特尔重回领导地位的几大“法宝”技能

如此大的出资布局，英特尔要重夺领导地位的决计和来势不容小觑。而关于英特尔能否重回领导地位，业界议论纷纷。英特尔在10nm工艺节点上大约晚了5年，可是依据Wikichip Fuse的说法，英特尔或许会在本年晚些时候凭仗其行将推出的Intel 4节点回到最前沿。在代工范畴，依据TrendForce的数据，台积电在第三方芯片制作事务中的商场比例约为59%，其次是三星的16%，英特尔的比例还相对很小。

要重回领导地位，仅靠建厂是不行的，产能是很重要的一方面，但还需求在芯片微缩方面先进技能上的打破。现在，英特尔有两大重要技能“法宝”。

其间一大法宝是RibbonFET，它是根据Gate All Around (GAA) 晶体管开发的。RibbonFET是英特尔自FinFET今后的*全新晶体管架构。RibbonFET改造之处在于它堆叠了多个通道以完结与多个鳍片相同的驱动电流，但占用空间更小（如下图右）。关于给定的封装，更高的驱动电流会导致更快的晶体管开关速度，并终究带来更高的功能。

别的一大法宝是PowerVia反面供电：所谓的反面供电简略而言便是经过将电源线移至晶圆反面。数十年来，晶体管架构中的电源线和信号线一向都在“抢占”晶圆内的同一块空间。经过在结构上将这两者的布线分隔，可以很好地进步芯片功能和能效。

在研制代号为“Blue Sky Creek”的测验芯片上，英特尔现已证明了这项技能的确能明显进步芯片的运用功率，单元利用率（cell utilization）超越90%，渠道电压（platform voltage）降低了30%，并完结了6%的频率增益（frequency benefit）。PowerVia测验芯片也展现了杰出的散热特性，契合逻辑微缩预期将完结的更高功率密度。

研制代号为“Blue Sky Creek”的测验芯片

反面供电对晶体管微缩而言至关重要，可使芯片规划公司在不献身资源的一起进步晶体管密度，从而明显地进步功率和功能。英特尔的PowerVia将于2024年上半年在Intel 20A制程节点上推出。该技能将可以很好的支撑英特尔代工服务（IFS）客户在内的芯片规划公司。

现在在台积电、三星和英特尔这三大晶圆厂中，英特尔在反面供电技能范畴是首先获得收成的。早在2012年，英特尔引进FinFET技能，让英特尔独领风骚好多年。英特尔以为PowerVia技能将是其新的FinFET时间。假如英特尔可以依照其许诺完结该技能，那么其估量在布置反面供电方面至少比台积电和三星*两年。

除此之外，英特尔也在2D资料等范畴不断探究，据悉英特尔和CEA-Leti将运用层搬运技能在300毫米晶圆上开发金属二硫化物 (2D TMD)，例如根据钼和钨的TMD，方针是将摩尔定律扩展到2030年今后。这首要是因为2D-FET供给了固有的亚1nm晶体管沟道厚度。

虽然还有各式各样新技能、新资料、封装和互联技能等等的支撑，但英特尔折戟10nm制程之后，RibbonFET和PowerVia这两大技能将成为英特尔重回正轨的要害，再一次的胜败好像在此一举。或许咱们将见证晶体管功能的又一次腾跃。