自英特尔前首席执行官帕特·盖辛格 (Pat Gelsinger) 于 2021 年宣布英特尔进军半导体代工业务以来,外界的关注焦点一直集中在英特尔能否在最先进的半导体工艺节点上保持竞争力。随后,英特尔宣布将在四年内推出五种新的工艺节点,并在亚利桑那州和俄亥俄州新建最先进的制造工厂。值得称赞的是,英特尔成功交付了这些新工艺节点,其中最先进的是英特尔 18A 工艺,目前已在位于俄勒冈州希尔斯伯勒的 Fab 25 工厂和位于亚利桑那州钱德勒市奥科蒂洛的 Fab 52 工厂投入量产。在亚利桑那州,Fab 52 和 Fab 62 工厂的规模之大,以及占地 700 英亩、包含其他四座晶圆厂(Fab 12、Fab 22、Fab 32 和 Fab 42)的厂区规模之大,令人印象深刻。然而,英特尔目前仍处于与首批客户就英特尔 18A 工艺和即将推出的英特尔 14A 工艺开展合作的早期阶段。但负责先进半导体封装的英特尔晶圆代工部门则完全是另一番景象。
英特尔的核心竞争力之一是半导体制造,它始终引领着新制造工艺和封装技术的研发。尽管自2013年左右推出14纳米工艺以来,英特尔在将新工艺节点推向市场方面遭遇了一些挫折,但在先进封装领域,英特尔却从未落后。事实上,早在2010年英特尔首次探索成为晶圆代工厂时,就有许多公司询问过使用其先进封装能力的可能性,但英特尔管理层坚持,除非英特尔能够生产产品所需的芯片,否则不会考虑为客户封装组件。因此,当英特尔宣布其晶圆代工厂向先进封装业务开放时,市场便蜂拥而至。
封装方程式
先进半导体封装在某些方面与芯片制造相似,在另一些方面则有所不同。与芯片制造一样,先进封装也需要硅制造来生产用于2.5D和3D封装的中介层;每一代都需要对新材料和设备进行投资,即使规模不尽相同;还需要先进的洁净室设施来进行生产。然而,由于应用、产品规格甚至客户的不同,封装工艺和设备也需要进行一些定制。
与制造业务一样,英特尔在全球各地也拥有先进的封装设施。英特尔的组装和测试技术开发中心 (ATTD) 位于亚利桑那州钱德勒市,量产工厂则位于俄勒冈州、马来西亚和新墨西哥州。位于马来西亚槟城和新墨西哥州里奥兰乔的姊妹工厂是先进的封装设施,负责生产英特尔大部分用于 2.5D 封装和 Foveros 3D 芯片堆叠封装的 EMIB(嵌入式多芯片互连桥)。
里奥兰乔工厂因其历史和能力而独树一帜。该工厂于 1980 年首次投产,并在 20 世纪 90 年代末/21 世纪初发展成为全球最先进的半导体制造工厂之一,但十多年后,部分设备被闲置并出售。2021 年英特尔宣布成立晶圆代工中心,标志着该工厂转型升级,专注于先进半导体封装,并成为美国最先进的集成封装工厂。目前,整个工厂用于制造和测试,占地 218 英亩的厂区还预留了未来扩建的空间。最近,英特尔开始在里奥兰乔工厂为外部晶圆代工客户提供硅光子器件制造服务。里奥兰乔工厂不仅有望成为英特尔首个大规模生产玻璃基板的基地,而且很可能成为全球首个实现玻璃基板量产的基地,目前玻璃基板仅在钱德勒的一条试验生产线上生产。
封装是英特尔晶圆代工的关键
Tirias Research的创始人兼首席分析师 Jim McGregor曾在英特尔的多个工厂工作和参观,最近他有机会参观了英特尔位于里奥兰乔的工厂。据 Jim 所说,此次参观最令人印象深刻的并非工厂设施本身,而是工厂的理念。“感觉不像走进了一家英特尔的工厂,而更像是走进了一家真正的半导体代工厂,他们愿意为客户竭尽全力,从封装流程中的特定步骤到完整的端到端解决方案,无所不包。” Jim 还指出,“当员工们提到英特尔时,通常只是将其视为众多客户之一。虽然他们无法提供其他客户的具体信息,但很明显,他们拥有几家大型外部客户,并且为了支持不断增长的客户群,他们正在持续扩大规模,增加设备和人员。”
据渠道消息人士透露,AWS 和思科目前是英特尔晶圆代工先进封装服务的客户,而苹果、谷歌、微软、英伟达和特斯拉据称正在就潜在合作进行洽谈。此外,英特尔晶圆代工已与 SK 海力士在 HBM 内存领域建立了战略合作伙伴关系,并与领先的半导体封装测试外包 (OSAT) 公司安靠科技 (Amkor Technology) 建立了合作关系。安靠科技正在扩建其位于亚利桑那州的产能,据推测是为了支持英特尔和台积电在当地新建的晶圆厂。
英特尔预计,晶圆代工业务将于2027年实现收支平衡,并在2030年实现盈利。尽管该公司并未单独公布晶圆制造和封装业务的财务数据,但Tirias Research认为封装与测试业务集团目前已实现盈利,并将持续为英特尔晶圆代工业务在2030年前的财务实力做出重要贡献。在英特尔2025年第四季度财报电话会议上,首席财务官David Zinsner表示,早期的客户互动表明,许多先进封装业务的市场规模可能远超10亿美元。Jim指出,“我预计几年后,英特尔晶圆代工业务的先进封装部门将达到晶圆制造部门的水平。”
未来展望
在人工智能时代,先进封装技术已成为至关重要的战略技术,因为性能的提升越来越依赖于将多个计算、内存、网络和光子芯片集成到单个封装中。随着光刻胶尺寸限制、功率密度、良率约束和HBM集成挑战的日益严峻,封装的重要性与晶体管尺寸缩小本身不相上下。英特尔在先进封装领域的领先地位表明,美国能够在半导体制造的各个方面保持竞争力,而且也必将如此。
封装与测试业务集团最重要的意义在于,它让我们得以一窥英特尔晶圆代工的未来。封装或许是半导体制造流程的最后一步,但却是英特尔晶圆代工成为业界领先晶圆代工厂的第一步。它也预示着未来制造工艺和封装的发展方向,目前来看,这些工艺将涵盖硅光子学、玻璃基板以及未来的英特尔工艺节点,包括英特尔14A。即便英特尔并未公开承认其已全面投入英特尔14A,但Tirias Research认为事实如此。虽然英特尔晶圆代工在实现盈利后是否会继续留在英特尔旗下仍不明朗,但该业务显然已具备成为全球半导体行业重要力量的潜力。
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