为什么说Intel必须要花这1000亿美元

2022-01-27 16:03:51 半导体行业观察
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与它可能解决的任何短期政治或供应链问题相比,英特尔在俄亥俄州哥伦布市郊外投资多达 1000 亿美元在一组新的芯片工厂中的投资将对其制造部门的未来产生更大的影响。

听听乔·拜登总统、美国商务部长吉娜·雷蒙多和俄亥俄州州长迈克·德万的说法,新工厂——在这个世界上被称为晶圆厂——将有助于解决通货膨胀,使美国更具竞争力,降低飞涨的汽车成本,缓解芯片供应链冲击,提高美国国家安全。1000亿美元,对于英特尔来说也是一个很大的数目。产能上线还需要数年时间,俄亥俄州的新芯片工厂能否真正解决任何或所有这些问题还有待商榷。

抛开政治;英特尔在Buckeye努力的利害关系再清楚不过了。

该公司在过去十年中错过了制造数十亿个智能手机芯片的机会,未能制造自己的处理器或赢得其他移动巨头的制造合同。这让公司付出了巨大的代价——英特尔并没有从技术制造诀窍中受益,而芯片制造的产量甚至超过了其 PC 或服务器业务的产量。经过长时间的混乱,台积电三星等芯片制造商抓住了英特尔的弱点,一跃超越了这家硅谷巨头曾经的制造领导地位。

在英特尔首席执行官 Pat Gelsinger 的领导下,该公司发誓要恢复以前的地位,在短期内扭转自己产品的表现,并在未来重新夺回制造霸主地位。“英特尔致力于在美国恢复端到端的领导地位、创新和制造,”Gelsinger 周五表示。“我们正在尽自己的一份力量,但我们不能独自完成。”

为了实现这一目标,英特尔正在为自己的无晶圆芯片制造商代工制造业务加倍投入。它还采用了台积电等其他公司用来成功制造先进芯片的极紫外光刻技术。

俄亥俄州是该复出计划的重要组成部分。作为公司重新推动制造业发展的一部分,英特尔已经宣布斥资 200 亿美元扩建其在亚利桑那州的庞大工厂,并斥资 35 亿美元扩建其在新墨西哥州的封装工厂。它最近还表示,它计划在未来几个月内在欧洲宣布两个新站点,并可能在未来十年内投资高达 950 亿美元。

就其本身而言,英特尔的俄亥俄州计划并不能确定它能否重新获得制造领导地位,但它们只是一个开始。

据哈佛商学院教授 Willy Shih 估计,第一家工厂要到 2025 年才能投产,可能需要 200 亿美元的投资才能购买英特尔足够的产能,以开始每月生产 40,000 片晶圆的先进制造能力。目前,Shih 估计英特尔产量最高的工厂每月生产约 100,000 片晶圆。

但由于英特尔投资于更先进的制造技术,因此在俄亥俄州进行大批量生产将非常昂贵。它并不是唯一一家努力引领这个行业的芯片制造商。

摩尔第二定律

英特尔在俄亥俄州、亚利桑那州和其他地方的赌注对公司来说是一个巨大的风险。但根据英特尔联合创始人戈登·摩尔在 1995 年制定的一项鲜为人知的法律,今天的巨额价格几乎肯定会与未来为保持竞争力所必须花费的成本相形见绌。

他的第一条“定律”广为人知并被引用:摩尔在大约 60 年前观察到,集成到集成电路上的晶体管数量大约每两年翻一番,它们驱动的机器将会变得更便宜。这种观察在很长一段时间内都是正确的,但今天,它的真实性是芯片巨头之间争论的问题。

摩尔在 1995 年发表了另一篇重要论文,对半导体制造进行了不同而有力的观察。摩尔开始担心制造芯片所需工具的成本,而这些成本已经开始以指数速度增长。他担心这种趋势会持续到经济上不可能建立新工厂的地步。

摩尔写道:“新技术成本的上涨令人非常担忧。” “资本成本的增长速度远远快于行业收入。我们无法再通过提高产量和设备利用率来弥补不断增加的成本。就像设备复杂性中的‘聪明’一词在没有更多聪明的空间时消失了,制造效率也没有多少空间了。”

摩尔第二大著名的观察对英特尔和其他公司来说还没有完全实现。但最新一代工具的标价令人瞠目结舌,而且成本只会越来越高。

'高风险游戏'

英特尔一直对其计划在俄亥俄州工厂制造的芯片组合保密,但表示计划在那里部署下一代 EUV 技术。现有的 EUV 机器价格昂贵,每台成本约为 1.8 亿美元。下一代被称为高数值孔径 EUV 的成本大约是后者的两倍,英特尔已经承诺购买第一个由荷兰 ASML 独家制造的工具。

长期以来,诸如High NA EUV 机器之类的光刻工具一直是制造产出最昂贵的瓶颈。但晶圆厂也需要数百种其他工具,每个可能花费数千万美元。

“你认为 1.5 亿美元购买一个工具会让你大吃一惊,但你如果看到英特尔为High NA [设备] 支付了多少费用,更将颠覆你的想象”Shih 说。“在 [英特尔俄亥俄州晶圆厂的规模] 中,他们将拥有大约 1,000 种不同的工具,每个工具的成本在几百万到几千万之间。”

但是,虽然这些价格似乎过高,但真正的风险是英特尔可能不会以与某些竞争对手相同的速度在制造上投入现金。去年年底,英特尔表示,该公司 2022 年的资本支出计划将高达 280 亿美元,其中可能包括在俄亥俄州开始建设的部分成本。其他 6 家俄亥俄州晶圆厂(占 1000 亿美元总成本的剩余部分)取决于国会为一项 520 亿美元的补贴计划提供资金,该计划将帮助英特尔支付价格。

“我们认为 200 亿美元是一大笔钱,”Shih 说。“人们最容易想到的是,英特尔将投入所有资金并迎头赶上。但是,它会赶上,还是跟上?”

台积电已经可以生产比英特尔多得多的晶圆——大约每月 100 万美元——并承诺在 2022 年花费高达 440 亿美元。这数百亿美元将扩大其在台湾和中国大陆的晶圆厂,还包括 120 亿美元工厂的一部分凤凰城外的工厂。

三星是其他使用 EUV 技术制造先进芯片的公司之一,今年将在资本设备上花费 420 亿美元。三星还计划在美国进行制造,并已承诺投资 170 亿美元在德克萨斯州泰勒的新工厂建设,预计将于 2024 年开始运营。

“这是一场高风险的比赛,需要很多钱,因为设备太贵,技术太硬,”Shih 说。

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