12月23日消息,隨著美國大力發(fā)展本土芯片制造業(yè),英特爾、臺積電、三星都在積極擴大在美國的產(chǎn)能。其中,作為“主場作戰(zhàn)”的英特爾,其目前在美國本土所擁有的產(chǎn)能無疑是最多的。特別是英特爾位于亞利桑那州錢德勒的Fab 52 晶圓廠,無論是在制程節(jié)點的先進(jìn)程度、技術(shù)復(fù)雜度,還是規(guī)劃產(chǎn)能上,都已顯著超越臺積電目前在亞利桑那州的布局。

據(jù)Tom′s Hardware 援引CNBC報導(dǎo),英特爾Fab 52 是一座專為未來而生的頂級晶圓廠,其核心使命是生產(chǎn)Intel 18A及更先進(jìn)制程。
為了達(dá)成這一目標(biāo),英特爾導(dǎo)入兩大革命性技術(shù):
RibbonFET 全環(huán)繞閘極(GAA)晶體管:這是英特爾在晶體管架構(gòu)上的重大升級,目的在提升性能并降低功耗。
PowerVia 背面供電網(wǎng)路:通過將供電線路移至晶圓背面,解決了傳統(tǒng)正面供電導(dǎo)致的布線擁擠與壓降問題。
Intel 18A 的復(fù)雜度與精細(xì)度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過臺積電亞利桑那州Fab 21 第一期N4 或 N5 制程。即使與臺積電 N4P 或 第二期工程的 N3 制程相比,Intel 18A 規(guī)格依然更具領(lǐng)先性。
已安裝4臺ASML EUV光刻機,未來整個園區(qū)將擴增至15臺以上
對于一座先進(jìn)制程晶圓廠的實力來說,往往取決于極紫外光(EUV)光刻設(shè)備。 英特爾Fab 52 安裝了四臺ASML Twinscan NXE 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值孔徑EUV 系統(tǒng)。其中至少包括一臺NXE:3800E,這是ASML 目前最先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值孔徑的EUV 系統(tǒng)。

△英特爾 Fab 52 晶圓廠內(nèi)的ASML EUV光刻機
據(jù)了解,NXE:3800E 包括更快的晶圓傳輸系統(tǒng)、更高效的晶圓臺以及更強大的光源。在30mJ/cm2 的曝光劑量下,NXE:3800E 每小時可處理高達(dá)220 片晶圓。相較之下,廠內(nèi)另外三臺NXE:3600D 系統(tǒng)在同樣曝光劑量下的產(chǎn)能僅為每小時160 片。
英特爾計劃在亞利桑那州的Silicon Desert 園區(qū)總共部署至少15 臺EUV 光刻設(shè)備。雖然目前尚不清楚其中有多少比例會是新一代的High-NA EUV設(shè)備,也不清楚會有多少會被分配到即將建設(shè)的Fab 62。但至少15 臺EUV光刻設(shè)備這個數(shù)字,表示英特爾擁有極大的空間來進(jìn)一步擴充其產(chǎn)能上限。
月產(chǎn)能4萬片
生產(chǎn)規(guī)模方面,英特爾Fab 52 擁有強大的產(chǎn)能。滿負(fù)載運轉(zhuǎn)時,產(chǎn)能可達(dá)每周10,000 片晶圓的,換算后約為每月40,000 片晶圓。以當(dāng)今產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來看,這是一座規(guī)模極其龐大的超大型晶圓廠。
相比之下,臺積電亞利桑那州Fab 21晶圓廠已經(jīng)量產(chǎn)的一期工程只有每月20,000片晶圓的產(chǎn)能,因為臺積電通常以約每月20,000 片為一個生產(chǎn)產(chǎn)線。這代表著,英特爾Fab 52 的單廠產(chǎn)能,相當(dāng)于臺積電Fab 21 第一期與第二期兩個產(chǎn)線的產(chǎn)能總和。
產(chǎn)能利用率及良率挑戰(zhàn)
盡管技術(shù)與設(shè)備處于領(lǐng)先地位,但英特爾與臺積電在美國的布局策略存在顯著差異,這也帶來了不同的營運挑戰(zhàn)。
對于英特爾來說,其高風(fēng)險高回報的模式正利用Fab 52 生產(chǎn)Panther Lake和Clearwater Forest處理器。目前的Intel 18A 技術(shù)仍處于良率曲線的早期階段。英特爾預(yù)計要到2027 年初,Intel 18A 的良率才能達(dá)到最高水準(zhǔn)。在此之前,英特爾可能會刻意控制CPU 的產(chǎn)量,這代表著Fab 52 的產(chǎn)能利用率在短期內(nèi)將維持在較低水平,部分時間可能會處于閑置狀態(tài)。

△由英特爾Fab 52制造的基于Intel 18A制程的Clearwater Forest
至于臺積電,通過穩(wěn)扎穩(wěn)打模式在美國采用的是已經(jīng)過驗證的較成熟制程(如N5/N4)。這種策略使其能夠快速提升產(chǎn)量,并讓工廠的產(chǎn)能利用率迅速接近100%。
因此,兩這兩種不同的布局,顯示出英特爾在亞利桑那州扮演的是技術(shù)開拓者的角色,試圖在美國本土直接建立最尖端的技術(shù)標(biāo)竿。而臺積電則傾向于將已經(jīng)成熟的產(chǎn)線轉(zhuǎn)移至美國,以確保商業(yè)運行的穩(wěn)定與效率。
總結(jié)來說,英特爾在亞利桑那州的Fab 52 代表了美國本土制造的最先進(jìn)布局。它擁有更先進(jìn)的Intel 18A 制程、更強大的EUV 設(shè)備群,以及兩倍于臺積電一期項目的產(chǎn)能潛力。雖然在2027 年良率成熟之前,英特爾在產(chǎn)能利用率上可能無法與臺積電匹敵,但Fab 52 的存在確實鞏固了英特爾做為美國芯片之王的地位。這場對決最終的勝負(fù),將取決于英特爾能否在2027 年如期達(dá)成Intel 14A 制程獲得頭部的外部客戶的訂單。

