英特尔(Intel)与联电(UMC)宣布合作，在不断发展和调整的全球半导体代工业务领域掀起了新的波澜。英特尔与联电的战略合作究竟意味着什么？两家公司将从此次合作中获得什么？在我们深入探究这种半导体制造合作关系的动机之前，先来看看以下关于这项代工交易的基本细节。
英特尔和联电将针对移动、通信基础设施和网络等高增长市场，共同开发12nm光刻制程，并于2027年在英特尔位于亚利桑那州的 Fab 12、22和 32等厂开始生产12nm节点的芯片。该12nm制程节点将基于英特尔的FinFET晶体管设计，两家公司将共同分担投资。
图 1 ：联电共同总经理王石指出，此次与英特尔的合作可以说是迈向扩展西方业务足迹的重要一步。
(来源：英特尔)
除了制造技术，两家公司还将合作提供 EDA 工具、IP 产品和制程设计工具套件 (PDK)，以简化芯片供应商的 12nm部署。值得一提的是，英特尔位于亚利桑那州的三座晶圆厂已经开始生产10nm和14nm节点的芯片，并计划将其中的许多工具用于计划中的12nm制造。
英特尔声称，90% 的工具可以在其10nm和14nm节点之间转移，如果英特尔能够在12nm芯片制造中使用这些相同的工具，将有助于减少额外的资本支出，实现利润最大化。
虽然这两家公司经由此次合作实现的共同收益显而易见，但仍有必要了解这种合作关系将如何使英特尔和联电分别受益。英特尔一直在计划将英特尔代工服务(IFS)打造为无晶圆厂半导体公司的主要制造业务。
值得注意的是，在英特尔的芯片制造路线图中，IFS 可以访问三种制程节点。 首先是Intel 16 节点，它有利于为注重成本的芯片供应商设计低成本产品，提供16nm芯片的制造服务。其次是 Intel 3，它可以使用极紫外线(EUV)光刻技术生产尖端节点，但仍坚持使用久经考验的 FinFET 晶体管。
第三，Intel 18A是最先进的制程节点，注重性能和晶体管密度，同时采用全栅极 (GAA) RibbonFET 晶体管和 PowerVia 背面供电技术。除了这三种晶圆厂产品外，IFS 还需要扩大其产品组合，以服务于各种应用。另一方面，英特尔在将其内部 CPU 迁移到先进制程节点，同时也将拥有大量空闲产能。
因此，当英特尔将20A和18A等先进制程节点的生产转移到其他晶圆厂时，亚利桑那州的Fab 12、22和32厂将可以自由生产各种传统和低成本节点的芯片。Fabs 12、22 和 32厂目前正在英特尔的7nm、10nm、14nm和22nm节点上生产芯片。
图 2：IFS首席执行官Stuart Pann称与联电的战略合作是其实现2030年成为全球第二大代工厂目标迈出的重要一步。
(来源：英特尔)
更重要的是，IFS将获得联电庞大的客户群，并且可在英特尔折旧且利用率不高的晶圆厂中，利用其射频(RF)和无线等领域的制造专长。值得一提的是英特尔与Tower Semiconductor的类似安排，IFS将从Tower的晶圆厂关系中获益，并在完全折旧的Fab 11X上为Tower制造65nm芯片。
IFS正与台积电(TSMC)和三星(Samsung)等老牌晶圆厂展开正面交锋，争夺最尖端的小型节点。现在，IFS与联电和Tower等晶圆厂的合作，使其能够迎合成熟制造节点的需求，这是英特尔在最新制程上制造CPU时所未能做到的。此外，在成熟节点制造芯片将使IFS得以开辟一条对抗GlobalFoundrie竞争的新战线。
联电是20世纪90年代无晶圆厂运动的领导者之一，它曾经是纯粹的代工晶圆双雄之一，但后来逐渐将尖端制程节点交棒给了台积电，最终走向成熟制程之路。现在，联电大约拥有400多家半导体客户。
图 3：通过与英特尔的合作，联电无需进行大量资本投资，即可扩大产能和市场覆盖范围。
(来源：英特尔)
与IFS的战略合作将有助于联电强化其与美国无晶圆厂客户的现有关系，并有利于其在成熟制程节点与台积电竞争。
此外，这也将使联电能够获得12nm制程技术，而无需建造新的制造基地和采购先进的工具。 然而，联电已承诺在亚利桑那州的Fabs 12、22和 32厂安装一些专用工具。联电目前拥有的最先进节点是14nm，通过与英特尔共同开发12nm节点，联电将扩展其在更小型芯片制造制程方面的专业知识，同时将为台湾晶圆厂未来在12nm以下的较小节点开启大门。
自1987年张忠谋在飞利浦电子的主要资金支持下成立了第一家纯晶圆代工厂以来，半导体制造业务不断进展。联电迅速地加入了这场竞争，同样也很快地，让台积电和联电成为无晶圆厂半导体模式的代名词。
接着，英特尔加入，采用最新制程节点生产CPU并迅速转向新芯片制造技术，同时在2021年成立IFS 以取得在晶圆厂业务中的份额。除了IFS的技术和业务优势之外，有一件事是明确的：从那时起，其晶圆厂业务一直在不断地调整中。
部分原因在于英特尔是半导体领域中最大的IDM。 然而，与Tower和联电的战略合作也使其成为了精明的晶圆厂玩家。与联电的合作安排就是一个很好的例子。它将让英特尔更有效利用其于美国的庞大芯片制造产能，同时创建区域多元化以及有弹性的供应链。
更重要的是，这将有助于英特尔在无需进行大量资本投资的情况下实现这一切。对于联电来说也是如此，它将获得急需的FinFET制造技术专业知识，以及接触北美半导体客户的战略机会。
(原文刊登于EDN美国版，参考链接：The Intel-UMC fab partnership: What you need to know，由Susan Hong编译)
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