要重返晶片製造領導地位，英特爾來勢洶洶。日前，英特爾宣布拆分晶圓代工業務，進一步搶供市場，其目標是在 2030 年前成為世界第二大晶圓代工廠。在這樣的發展趨勢下，英特爾近來的投資相當積極。無論是技術方面的「4 年 5 個製程節點」計畫，還是在 2030 年前達成在單個封裝中整合一兆個電晶體發展，這些都必須要產能與技術的支持。因此，英特爾在晶圓代工產能與技術發展上有什麼樣的規劃，以下進行統一整理。
過去，英特爾在生產自家處理器之時，就發現有產能不足的情況，所以，當時藉由汰除舊產品，導入新產品量產的方式，暫時滿足市場的需求。不過，如今要重返晶圓代工市場，產能可就不可能藉東挪西移來達成。英特爾目前在全球有 10 個製造廠，在現有的基地中，包括 5 個晶圓廠和 5 個封裝測試廠。然而，近期英特爾不斷在這些基地的基礎上進行擴產建廠，這是為了產能能進一步擴張，協助拓展其市場版圖。
做為 IDM 2.0 的策略規劃的一部分，英特爾計劃在未來十年內沿著整個半導體價值鏈（從研發到製造和先進封裝）在歐盟投資多達 800 億歐元，而第一階段在整個歐洲計畫初始投資超過 330 億歐元。英特爾具體規劃藍圖，在德國建設先進製程晶圓廠，在法國建立新的研發 (R&D) 和設計中心，並擴大研發能力、製造、代工服務。另外，在愛爾蘭、義大利、波蘭和西班牙進行後段封裝測試場。英特爾希望透過這些投資計畫，有助於歐洲實現到 2030 年拿下全球半導體 20% 的製造目標。
波蘭建設封裝測試廠（新建）
2023 年 6 月 16 日，英特爾宣布計劃斥資高達 46 億美元，在波蘭弗羅茨瓦夫（Wrocław）附近新建一座封裝測試工廠，波蘭總理 Mateusz Morawiecki 稱英特爾先見封裝測試廠是「波蘭歷史上最大的綠地投資，該工廠將於 2027 年投產。英特爾表示，這個工廠靠近計畫中的德國和愛爾蘭的工廠，三者互相結合，這些設施將有助於在整個歐洲創建一個點到點的領先半導體製造價值鏈。
英特爾在波蘭的布局始於 1993 年，當時僅在波蘭的首都華沙開設銷售辦事處。1999 年英特爾透過位於格但斯克（Gdansk）所收購網路設備廠商 Olicom 成立了研發中心，到 2022 年，格但斯克研發辦公室目前已成為英特爾在歐洲最大的研發中心。
德國建設先進製程晶圓廠（新建）
早在 2022 年 3 月 15 日，英特爾就已經宣布將在德國投資 170 億歐元，建立了一個先進製程晶圓廠。該工廠原本德國政府將補貼 68 億歐元，但由於材料成本和勞動成本大幅上漲的因素，後來英特爾又抬高到 99 億歐元的補貼價格。2023 年 6 月 19 日，雙方簽署了修訂後的意向書，德國政府正式宣布補貼英特爾 100 億歐元的資金。位於德國的這一新先進製程晶圓廠，預計將生產採用英特爾最先進的埃米世代電晶體技術的晶片。
愛爾蘭（擴產）
2019 年英特爾對其位於愛爾蘭的晶圓廠進行擴建，投資 70 億美元，新建 Fab 34，將於 2023 年投產。該晶圓廠將使英特爾在愛爾蘭的製造空間擴大一倍，並為 lntel 4 先進製程技術提供量產間。
6 月份，根據以色列時報報導，英特爾已與以色列政府簽署原則性協議，將投資 250 億美元在 Kiryat Gat 建設晶圓廠。以色列總理納坦雅胡表示，這是以色列國有史以來最大的投資。其實早在 2019 年，英特爾就已經針對投資約 100 億美元，興建 Kiryat Gat 晶圓廠予以樂列政府進行談判。而在這次確認正式投資之後，Kiryat Gat 工廠預計將於 2027 年投產。
俄勒岡州 (擴建)
2022 年 4 月 11 日，英特爾對其位於俄勒岡州希爾斯伯勒 (Hillsborough) 的 D1X 晶圓廠進行擴建，該計畫總計投資約 30 億美元，並將這個占地 500 英畝的園區新命名為 Ronler Acres 的 Gordon Moore Park，以紀念英特爾聯合創始人高登摩爾。
俄亥俄州（新建）
2022 年 1 月，英特爾已宣布計畫初始投資超過 200 億美元，在俄亥俄州利金郡 (Licking County) 建設兩家新的先進製程晶圓廠，這是俄亥俄州歷史上最大的單一私人企業投資。 2023 年 5 月，該晶片廠已經開始破土動工。
亞利桑那州（新建）
2021 年 9 月 24 日，英特爾投資 200 億美元，在亞利桑那州錢德勒 (Chandler) 的 Ocotillo 園區興建兩家新的晶圓廠進行破土動工典禮，其分別命名為 Fab 52 和 Fab 62。兩座晶圓廠完工之後，英特爾 Ocotillo 園區內將共有 6 座晶圓廠。而新的兩個晶圓廠將於 2024 年開始投產，新晶圓廠將製造英特爾最先進的製程技術，包括採用全新 RibbonFET 和 PowerVia 技術的intel 20A。
新墨西哥州（擴產）
2021 年 5 月 3 日，英特爾宣布將向其新墨西哥州的業務投資 35 億美元，發展 Foveros 先進封裝技術。位於新墨西哥州的 eRio Rancho 工廠目前開發和製造封裝、記憶體和連接技術。
英特爾先進製程仰賴兩大絕招
針對以上大規模的產能投資，可見英特爾要重奪領導地位的決心不容小覷。不過，關於英特爾能否重回領導地位，其除了產能之外，技術能否領先則是重中之重。過去，英特爾在 10 奈米製程技術上大約落後競爭對手 5 年的時間。但是市場消息指出，英特爾可能會在 2023 年憑藉其即將推出的 Intel 4 節點製程重回到最先進製程的競爭行列。
根據市場調查及研究機構 TrendForce 的資料，台積電在當前全球晶圓代工市場當中市場占有率約為 59%，其次是三星的 16%，英特爾的市占率還相對很小。因此，要重回領導地位，僅靠建廠是不夠的，還需要在晶片微縮方面先進技術上的突破。因此，就目前來說，英特爾要重回晶圓代工領先地位，兩大絕招就不得不提到：
其中是 RibbonFET，它是基於 Gate All Around (GAA) 結構電晶體所開發的。RibbonFET 是英特爾自 FinFET 以後的首個全新電晶體架構。RibbonFET 革新之處在於堆疊了多個通道，以達成與多個鰭片相同的驅動電流，但占用空間更小。且對於先進封裝來說，更高的驅動電流會導致更快的電晶體開關速度，並最終帶來更高的性能。而另外一大絕招是 PowerVia 背面供電技術。所謂的背面供電，簡單而言就是通過將電源線移至晶圓背面。數十年來，電晶體架構中的電源線和信號線一直都在搶占晶圓內的同一塊空間。因此，藉由在結構上將這兩者的佈線分開，可以很好地提高晶片性能和能效。
針對 PowerVia 背面供電技術來說，在研發代號為 Blue Sky Creek 的測試晶片上，英特爾已經證實了這項技術確實能顯著提高晶片的使用效率，單元利用率（cell utilization）超過90%，平台電壓（platform voltage）降低了 30%，並達成了 6% 的頻率效益（frequency benefit）。PowerVia 測試晶片也展示了良好的散熱特性，符合邏輯微縮預期將實現的更高功率密度。由於 PowerVia 背面供電技術對電晶體微縮而言至關重要，可使 IC 設計在不犧牲資源的同時提高電晶體密度，進而顯著地提高功率和性能。英特爾的 PowerVia 將於 2024 年上半年在 Intel 20A 製程節點上推出，預計該技術也將支援英特爾代工服務（IFS）客戶在內的 IC 設計廠商。
現階段，台積電、三星和英特爾這三大晶圓代工廠商當中，英特爾在背面供電技術領域試試取得領先地位者。早在 2012 年，英特爾率先導入 FinFET 技術，就已經讓英特爾獨領風騷好多年。因此，英特爾認為 PowerVia 技術將是其新的 FinFET 時刻，如果英特爾能夠按照其承諾實現該技術，那麼其預計在背面供電方面將會是英特爾在晶圓代工市場上的競爭優勢。
(首圖來源：英特爾)
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