起手200億美元:英特爾世界最大晶片工廠計劃出爐,將接收首臺先進曝光機

編輯:澤南

不過成功與否,很大程度上取決於美國政府的 520 億美元 CHIPS 法案。

英特爾新任 CEO 帕特·基辛格(Pat Gelsinger)自去年上任以來,英特爾的復興計劃正變得越來越清晰。

1 月 21 日,英特爾在美國俄亥俄州建廠的訊息引發了眾多媒體的關注。這家晶片公司計劃耗資 200 億美元在哥倫布市以東建造兩座先進製程工廠。英特爾表示,建設將於 2022 年底開始,生產將於 2025 年開始。

該公司並沒有提供有關晶圓廠每月晶圓產能的資訊,但其表示,該計劃位於 Licking 縣,佔地 4 平方公里,可以在十年內擴建至八個晶圓廠,總投資增至 1000 億美元。

英特爾俄亥俄工廠 2025 年完工時的渲染圖。


這是英特爾近 40 年來首次在新地區投資建設晶圓廠,也是英特爾製造業重啟計劃 IDM 2.0 的重要部分,該計劃旨在讓該公司重新獲得在最先進節點製造晶片,併為其他公司提供代工服務的能力。

英特爾的計劃也順應了美國政府近期鼓勵晶片製造業迴流的政策。當前全球計算機晶片的最先進製程技術掌握在三星和台積電手中,美國政府計劃以 520 億美元的激勵措施來激勵國內生產,後兩者已有在美國建設先進製程晶圓廠的計劃。

提供這筆資金的法案即 CHIPS 法案,已在美國參議院獲得通過,但尚未在眾議院審議。「英特爾在俄亥俄州的擴張範圍和步伐…… 將在很大程度上取決於 CHIPS 法案的資金,」英特爾製造、供應鏈和運營高級副總裁 Keyvan Esfarjani 在新聞稿中表示。

基辛格本週曾表示,如果能獲得 CHIPS 法案的資助,英特爾甚至有興趣將一些晶片封裝、組裝和測試的流程帶回美國。

英特爾的新計劃受到了白宮的歡迎

英特爾的新計劃受到了白宮的歡迎。


根據英特爾在 IDM 2.0 計劃中的路線圖,當俄亥俄州新工廠開始生產時,該公司最先進的製程將推進到 Intel 20A 節點(5nm 製程),預計這時英特爾將重新回到與台積電、三星相同的領先地位。

英特爾還將會在新廠實裝新型電晶體構建技術:GAA 全環繞柵極電晶體,英特爾稱其為 RibbonFET,其在晶片微結構上實現了背面供電和埋入式供電,可獲得當今先進製程 FinFET 無法實現的,具有一定設計靈活性的更小、更高效的電晶體。

相比當前方法,RibbonFET 把電晶體下方相對較大的電路供電互連挪動了位置,這為電晶體上方區域中傳輸資料和信號的互連騰出了空間,使晶片更加密集。據英特爾代工服務部高級副總裁 Randhir Thakur 稱,俄亥俄州工廠的設計也將支持下一代製造技術,即英特爾 18A。

根據英特爾的路線圖,2025 年該公司的 Intel 18A 工藝將上線,其要比當前使用的工藝(Intel 7)更新了 4 代。

根據目前的訊息,新晶圓廠可能會使用下一代光刻系統,即高數值孔徑極紫外光刻(HIGH NA EUV)。作為長合作計劃的一部分,英特爾本週已向曝光機生產廠商 ASML 發出了此類機器的第一筆採購訂單。另據 ASML 去年 12 月透露的資訊,第一臺原型機將於 2023 年完成,預計由 IMEC(比利時微電子研究中心)裝機,2025 年後將量產,第一臺預計交付給英特爾。

Gartner 分析師 Alan Priestley 認為,下一代 EUV 曝光機的單價將高達 3 億美元。該技術將使晶片面積縮小 1.7 倍,密度增加 2.9 倍。

先進的晶圓廠傾向於聚集在一起,原因很簡單:它們既需要依賴專門的基礎設施——例如專業設備、化學原料和氣體的供應——也需要經過培訓的專業勞動力。當台積電於 2020 年宣佈在亞利桑那州建造一座價值 120 億美元的晶圓廠時,這種效應就非常明顯地體現了:英特爾已經在亞利桑那州擁有數家晶圓廠,並且正在斥資 200 億美元建造另一座晶圓廠。由於台積電現有的擴張和競爭,亞利桑那州可能不再具有吸引力。但也有其他科技中心,如紐約州奧爾巴尼地區。

相比之下,俄亥俄州是晶片製造的前沿。英特爾很可能希望俄亥俄州立大學(OSU)來提供其所需的高端人才。其工程學院有近 8000 名本科生和約 1800 名研究生。英特爾表示,未來十年將斥資 1 億美元與當地大學和社區學院合作。

至於基礎設施,英特爾的建廠計劃獲得了來自晶片設備製造商 Applied Materials 和 Lam Research、晶圓廠子系統公司 Ultra Clean Technology 以及特種氣體和化學品供應商 Air Products 的支持聲明。

英特爾 CEO 帕特 · 基辛格表示,俄亥俄新廠將可能成為「全球最大的半導體制造基地」。

雖然晶片製造商們正在爭先恐後地提高產量,但英特爾的新工廠不會緩解當前的供應緊張問題,這樣規模的綜合體需要數年時間才能建成。

基辛格在本週五重申,他預計晶片短缺將持續到 2023 年。

參考內容:

https://spectrum.ieee.org/intel-ohio-fab

https://www.intel.com/content/www/us/en/newsroom/news/intel-announces-next-us-site-landmark-investment-ohio.html#gs.n3ij2j

https://www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2022/01/21/fact-sheet-biden-harris-administration-bringing-semiconductor-manufacturing-back-to-america-2/

https://www.reuters.com/technology/intel-plans-new-chip-manufacturing-site-ohio-report-2022-01-21/

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