英特爾的汽車芯片代工夢
撰文 / 錢亞光
編輯 / 吳 靜
設(shè)計 / 趙昊然
2022年，芯片短缺仍在影響汽車行業(yè)，而且這不是短期能解決的問題，大大小小的汽車制造商仍然受到嚴重缺乏半導體的影響。近日的俄烏戰(zhàn)爭，因涉及半導體工業(yè)所需的重要原材料，如氖氣、氪氣、氙氣等電子特氣及鈀等貴金屬，對全球芯片價格及供應(yīng)鏈的穩(wěn)定造成了一定影響。
市場調(diào)研機構(gòu)AutoForecast Solutions最新數(shù)據(jù)顯示，截至2月13日，由于芯片短缺，今年全球汽車市場累計減產(chǎn)量約為52.74萬輛，截至2月6日累計減產(chǎn)量（37.05萬輛）大幅增長42%。其中，中國汽車市場累計減產(chǎn)量保持不變，仍為5.11萬輛，占全球汽車市場累計減產(chǎn)量的10%。
近日，美國半導體行業(yè)協(xié)會（SIA）發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，2021年全球芯片銷售額激增26.2%，至創(chuàng)紀錄的5559億美元，而2020年為4404億美元。2021年的出貨量也達到創(chuàng)紀錄的1.15萬億片，因為在2020年新冠疫情干擾供應(yīng)鏈并使芯片制造能力不堪負荷后，芯片制造商努力滿足飆升的需求。
芯片短缺，對于全球半導體企業(yè)而言，可以說既是機遇，也是一次挑戰(zhàn)，如果能夠利用好這一機遇，很有可能會實現(xiàn)更大的發(fā)展。
英特爾CEO帕特·蓋爾辛格（Pat Gelsinger）曾預(yù)測，到2030年，芯片將占高端汽車物料清單（BOM）的20%以上，比2019年的4%增長5倍，與此同時全球各行業(yè)對芯片需求也在持續(xù)增長；到2030年，汽車芯片的總體市場規(guī)模增長將超過一倍，達到1150億美元，約占整個芯片市場的11%。
2月18日，全球芯片巨頭英特爾在2022年投資者大會上宣布，IFS（Intel Foundry Services，英特爾代工服務(wù)事業(yè)部）正在組建一個專門的汽車團隊，為汽車制造商提供完整的解決方案。除了晶圓及芯片封裝代工，還將為汽車制造商提供設(shè)計服務(wù)和英特爾的IP。意味著英特爾成為全球首家直接面向汽車制造商，從IP、設(shè)計服務(wù)、晶圓及芯片封裝代工的全鏈條汽車芯片“新玩家”。
2022年1月，英特爾公布了2021年全年財務(wù)業(yè)績。雖然全年收入為747億美元，同比增長2%，營收創(chuàng)新記錄，但英特爾仍然讓出了頭把交椅。同期三星電子在存儲業(yè)務(wù)的推動下，營收同比增長29%，達到782.9億美元。這已經(jīng)是1992年以來三星電子第三次超過了英特爾，英特爾亟需新的突破來扭轉(zhuǎn)局勢。
英特爾執(zhí)行副總裁CFO戴維·辛斯耐（David Zinsner ）提供了2022年業(yè)績展望：2022年全年營收為760億美元；非美國通用會計準則（NON-GAAP）毛利率為52%；非美國通用會計準則的EPS為3.50美元；全年資本支出約為270億美元。隨著公司加大投資以加速長期增長，經(jīng)調(diào)整后的自由現(xiàn)金流預(yù)計將為-10億-20億美元。
提供汽車芯片全面解決方案
過去兩年席卷全球的汽車行業(yè)芯荒荒，也讓不少芯片產(chǎn)業(yè)鏈巨頭開始憧憬汽車芯片的美好未來。這些企業(yè)依靠自身在通訊、電子等多個領(lǐng)域的技術(shù)、供應(yīng)鏈、制造及資本積累，希望借助電動化、智能化的浪潮，重構(gòu)全新的汽車行業(yè)Tier1模式。
英特爾IFS總裁蘭迪爾·塔庫爾（Randhir Thakur）在投資者大會上宣布，“汽車正在向自動化和電氣化過渡，為了服務(wù)這個市場，IFS內(nèi)部將建立一個專門的汽車團隊?！痹摬块T將為汽車制造商提供完整的解決方案，未來IFS將優(yōu)先專注于三個重點：開放式中心運算架構(gòu)、車用級代工平臺、協(xié)助汽車芯片制造商向先進技術(shù)過渡。
首先，IFS將開發(fā)一個高性能、開放的汽車計算平臺，幫助汽車OEM廠商建立下一代體驗和解決方案。這個開放的計算架構(gòu)將利用基于小芯片（chiplet-based）的構(gòu)建模塊，以及英特爾的先進封裝技術(shù)，為構(gòu)建針對技術(shù)節(jié)點、算法、軟件和應(yīng)用的優(yōu)化解決方案提供顯著的靈活性，以滿足下一代自動駕駛汽車的計算需求。
其次，IFS的目標是打造車用級代工平臺針對微控制器和獨特的汽車需求，將先進制程和技術(shù)優(yōu)化與先進封裝相結(jié)合，以幫助客戶設(shè)計多種類型的汽車半導體芯片。IFS此前已經(jīng)與英特爾旗下子公司、高級駕駛輔助系統(tǒng)解決商Mobileye合作，后者在車用級產(chǎn)品方面擁有豐富的經(jīng)驗，能夠為IFS在汽車領(lǐng)域提供前沿技術(shù)節(jié)點。
第三，IFS將為汽車制造商提供設(shè)計服務(wù)和英特爾的IP，使他們能夠利用英特爾從芯片到系統(tǒng)設(shè)計的專長。去年宣布的英特爾代工服務(wù)加速器計劃的汽車項目，旨在幫助汽車芯片制造商過渡到先進的制程工藝和封裝技術(shù)，并利用英特爾定制、基于行業(yè)標準的IP組合進行創(chuàng)新。未來，IFS將重點提供自動駕駛和輔助駕駛、射頻和傳感器、電源管理芯片等領(lǐng)域的汽車芯片。
目前，美國占全球芯片產(chǎn)量約12%，同期歐洲的份額下降到9%，在過去幾十年里，大部分芯片產(chǎn)能被轉(zhuǎn)移到亞洲。
最近，歐盟發(fā)布《歐盟芯片法案（The European Chips Act）》草案，美國眾議院通過《2022年美國競爭法案（America Competes Act of 2022）》。這兩項法案都在促進增加當?shù)氐男酒a(chǎn)能，將對芯片產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深遠的影響，未來的芯片產(chǎn)業(yè)將會發(fā)生更多并購與整合案例，世界芯片產(chǎn)業(yè)正呈現(xiàn)出新一輪分化重組的趨勢。
《歐盟芯片法案》擬投入430億歐元（約3125.4億元人民幣），計劃到2030年將歐盟區(qū)芯片產(chǎn)能全球占比提升至20%。
《2022美國競爭法案》旨在提高美國競爭力，并支持美國芯片產(chǎn)業(yè)與中國競爭，巨額投資項目包括幫助半導體行業(yè)的約520億美元撥款和補貼，以及加強高科技產(chǎn)品供應(yīng)鏈的450億美元。
英特爾想要發(fā)力代工領(lǐng)域，也與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大背景以及美國政策步調(diào)相一致。一方面，自2020年下半年以來，全球產(chǎn)業(yè)面臨芯片短缺，晶圓廠產(chǎn)能一直不足，英特爾想要從中拿下更大的市場份額在情理之中。
另一方面，美國政府致力于加強本土芯片生產(chǎn)，進一步推動晶圓廠
英特爾CEO蓋爾辛格響應(yīng)美國政府號召，公布了支持重振芯片制造的一系列計劃。加強美國和歐洲的芯片制造能力也成為了蓋爾辛格心頭的一件大事。蓋爾辛格前往華盛頓游說眾議院批準《2022美國競爭法案》，并去歐洲游說歐洲官員們提供類似補貼方案。
英特爾稱，將向汽車芯片相關(guān)的公司開放其現(xiàn)有的工廠網(wǎng)絡(luò)，以應(yīng)對福特和通用汽車的生產(chǎn)線因芯片供應(yīng)短缺而臨時中斷；并與芯片產(chǎn)業(yè)鏈的供應(yīng)商商談，在未來短期內(nèi)生產(chǎn)汽車芯片；最終目標，是帶領(lǐng)美國的芯片行業(yè)重回巔峰，并讓超過三分之一的半導體
新任CEO的“復興計劃”
2月15日，闊別12年之后，年近六旬的技術(shù)派老將蓋爾辛格重返英特爾，接替財務(wù)出身的司博睿（Bob Swan）出任第8任CEO。作為英特爾曾經(jīng)最年輕的副總裁、首位CTO，他18歲加入英特爾，效力30年后被迫離開，曾主導過80486等在英特爾發(fā)展史上有標志意義的產(chǎn)品的開發(fā)。
上任不久，蓋爾辛格就為英特爾制定了“復興計劃”，推出了一系列大刀闊斧的改革措施，推進英特爾從CPU公司向多體系結(jié)構(gòu)XPU公司轉(zhuǎn)變，并多次表達過對汽車芯片業(yè)務(wù)的重視。在他看來，“汽車半導體需求持續(xù)增長的新時代，供應(yīng)商需要更大膽的想法。”幫助汽車制造商打造芯片“生產(chǎn)線”，成為英特爾新的戰(zhàn)略目標。
2021年3月，英特爾在新的領(lǐng)導架構(gòu)下推出了IDM 2.0新戰(zhàn)略，旨在將未來英特爾的制造變革為“英特爾工廠+第三方產(chǎn)能+代工服務(wù)”組合。這不僅
IDM 2.0的重點包括：首先，維持內(nèi)部工廠大規(guī)模生產(chǎn)的運營模式，通過梳理和升級自家工廠網(wǎng)絡(luò)，提升內(nèi)部產(chǎn)品和供貨能力。
其次，是重啟晶圓代工業(yè)務(wù)。一方面擴大第三方晶圓代工的比例，下一代7nm制程的部分CPU晶片將于2023年正式委托臺積電代工。另一方面，宣布轉(zhuǎn)型成為晶圓代工的供應(yīng)商，通過IFS進入芯片代工業(yè)務(wù)。
最后，英特爾宣布將斥資200億美元，在美國亞利桑那州新建兩家晶圓工廠。這兩家新工廠不僅承擔了英特爾自家產(chǎn)品，還將為IFS客戶提供生產(chǎn)晶圓所需的基礎(chǔ)產(chǎn)能。
從該戰(zhàn)略發(fā)布至今，英特爾在制造方面動作頻頻，多次宣布要在歐美建造新廠，并通過并購快速擴大制造能力，希望能夠重新奪回在供應(yīng)鏈中的地位。
代工服務(wù)加速器
2021年3月，英特爾在宣布將成立代工服務(wù)事業(yè)部——IFS，為其他廠商代工芯片。英特爾當時市值約為2250億美元，承諾投資逾200億美元，以擴大在美國的芯片制造設(shè)施。蓋爾辛格還稱，該公司將在國內(nèi)外進行更多擴張。
然而，汽車芯片的要求和消費電子芯片差異較大。車規(guī)級半導體需要在以下工況環(huán)境中保證20年的質(zhì)量：溫度為-40-175（200）攝氏度、濕度為95%、50G的激烈震動、15-25Kv的靜電，不良率僅為1ppm（百萬分之一）。相形之下，消費電子半導體僅僅是不良率就放寬到200ppm，抗震動標準要求只有車規(guī)級的1/10。
這就注定，車規(guī)級半導體和消費電子半導體在生產(chǎn)工藝要求和性能要求方面走了兩條路徑，不僅僅彼此之間會爭奪半導體供應(yīng)商的原材料產(chǎn)能，同時一旦晶圓和芯片產(chǎn)線落定，由于制程工藝方面的差異，并不容易迅速調(diào)節(jié)。
2021年4月，英特爾的CEO蓋爾辛格在接受采訪時透露，他們正在同汽車芯片設(shè)計商接洽，將在6到9個月內(nèi)開始制造汽車芯片。英特爾位于俄勒岡州、亞利桑那州、新墨西哥州、以色列和愛爾蘭的工廠，都可用于生產(chǎn)汽車芯片。
2021年9月，蓋爾辛格在2021年德國國際汽車及智慧出行博覽會上的演講中表示，計劃在歐洲新建至少兩個技術(shù)領(lǐng)先的半導體工廠，而未來十年的投資規(guī)劃預(yù)計將達到800億歐元，并宣布推出英特爾代工服務(wù)加速器（Intel Foundry Services Accelerator）計劃，幫助汽車芯片設(shè)計公司加速過渡到先進的制程工藝。
為此，英特爾要組建一個新的設(shè)計團隊，并提供定制和行業(yè)標準的知識產(chǎn)權(quán)（IP）授權(quán)，以支持汽車客戶的定制化需求。
同時，英特爾透露他們將協(xié)調(diào)愛爾蘭工廠的部分產(chǎn)能用于生產(chǎn)汽車芯片，他們已在內(nèi)部啟動一個新的項目，協(xié)助工廠轉(zhuǎn)向生產(chǎn)汽車芯片。英特爾
2022年1月，英特爾宣布要在美國俄亥俄州投資200億美元打造全球最大的晶圓生產(chǎn)基地，在關(guān)于這筆投資的發(fā)布會上，蓋爾辛格進一步表示，要在未來十年投資1000億美元，最多新建8個晶圓廠。有望一舉建成“地球最大芯片制造基地”。
2022年2月，英特爾宣布設(shè)立一項 10 億美元（約 63.6 億元人民幣）新基金，用于扶持早期階段的初創(chuàng)公司和成熟公司，為代工生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建顛覆性技術(shù)。作為2021年3月份推出的IDM2.0戰(zhàn)略的一部分，這是英特爾再度對外開放其晶圓代工服務(wù)的明確信號。
據(jù)了解，該基金由英特爾資本（Intel Capital）和英特爾代工服務(wù)事業(yè)部（IFS）合作設(shè)立，將優(yōu)先投資能加速代工客戶產(chǎn)品上市時間的技術(shù)能力，涵蓋知識產(chǎn)權(quán)（IP）、軟件工具、創(chuàng)新芯片架構(gòu)和先進封裝技術(shù)。
收購戰(zhàn)
由于半導體行業(yè)是個知識密集+資本密集的行業(yè)，研發(fā)既需要長時間鉆研，也需要龐大的資金支持，因此企業(yè)間的并購一直是巨頭們完善自身產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、拓展自身產(chǎn)品邊界及產(chǎn)能的主要方式之一。
很早以前，英特爾就通過收購介入了汽車芯片領(lǐng)域。如2015年6月英特爾斥資167億美元收購第二大FPGA廠商Altera，彌補了在異構(gòu)計算中關(guān)鍵的一環(huán)。智能電動車是未來汽車行業(yè)的主流發(fā)展方向，可編程的FPGA在目前汽車攝像頭以及傳感器中已經(jīng)得到成熟應(yīng)用，并越來越多地用于ADAS和自動駕駛的人工智能系統(tǒng)中，實現(xiàn)不同功能的轉(zhuǎn)換。
2017年3月，英特爾斥資約153億美元收購以色列自動駕駛汽車技術(shù)公司Mobileye，在AI芯片的發(fā)展中占隊先機。如今這家子公司已經(jīng)成為英特爾近兩年增速最快的業(yè)務(wù)板塊。2021年，Mobileye創(chuàng)造了13.6億美元的收入，同比增長超過40%，營業(yè)利潤達到4.71億美元。同時，還實現(xiàn)了交付第1億顆EyeQ SoC的里程碑。
對于英特爾來說，Mobileye的規(guī)模還不足以成為新戰(zhàn)略的強勁動力。2021年12月7日，英特爾首次對外宣布，計劃將Mobileye拆分上市，市場預(yù)計估值可能超過500億美元。
如果說英特爾前幾年的收購是為了完善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，而最近的收購則是為了擴展產(chǎn)能。2021年7月，外媒援引知情人士消息稱，英特爾正尋求斥資300億美元收購世界第四大芯片制造商格芯（GlobalFoundries）。
格芯是全球最大的專業(yè)芯片生產(chǎn)公司之一。市場研究公司TrendForce的數(shù)據(jù)顯示，格芯擁有約7%的芯片代工市場份額。但隨后這一消息遭到格芯否認。
2022年2月15日，英特爾宣布以54億美元、全現(xiàn)金的方式收購以色列半導體制造公司高塔半導體（Tower Semiconductor Ltd.）。英特爾的出價是每股53美元，溢價達到60%，這引起了高塔半導體的外圍市場上股價大幅彈升。
英特爾表示，預(yù)計將在大約12個月內(nèi)完成這筆收購。交易結(jié)束時，英特爾希望讓這兩個組織成為完全一體化的公司。
高塔半導體成立于1993年，并于1994年在美國納斯達克和以色列特拉維夫證券交易所上市。自成立以來，高塔半導體相繼收購了美國國家半導體、美光、Maxim Integrated Products等公司的晶圓廠，并于2008年收購了Jazz Semiconductor公司。
根據(jù)市場咨詢公司TrendForce的數(shù)據(jù)，高塔半導體是2021年第三季度全球排名第九的晶圓代工廠商，全球市場份額1.4%。2021年第三季度，高塔半導體營收為3.87億美元（約合24億元人民幣），同比增長60%。目前其市值為35.94億美元。
高塔半導體主要生產(chǎn)模擬芯片、CMOS、分立器件、MEMS（微機電系統(tǒng)）等產(chǎn)品，在射頻、顯示器、電源管理、工業(yè)傳感器等專業(yè)技術(shù)方面具備專長，進行移動、汽車和電源等市場跨區(qū)域經(jīng)營代工業(yè)務(wù)，用于汽車、移動、醫(yī)療和航空航天等領(lǐng)域，而這些領(lǐng)域也是目前半導體供應(yīng)鏈中最短缺的產(chǎn)品。
當前，高塔半導體在以色列、美國、意大利等地都擁有8英寸/12英寸晶圓廠。此外，高塔半導體還與松下半導體（現(xiàn)名為Nuvoton Technology Corporation Japan）合作創(chuàng)辦了日本TPSCo，并持有該公司51%的股權(quán)。TPSCo在日本建有3座晶圓廠。
在客戶擴容、市場需求不斷增長之下，英特爾面臨的是產(chǎn)能跟不上和芯片供應(yīng)的巨大缺口。作為極少數(shù)能夠獨立完成芯片的設(shè)計、制造和封測所有工序的半導體企業(yè)，英特爾收購成熟的芯片制造公司高塔，一方面，將有助于推進英特爾的IDM2.0戰(zhàn)略，迅速擴大英特爾的制造產(chǎn)能；另一方面，并購可將高塔在射頻、工業(yè)傳感器等領(lǐng)域的經(jīng)驗，與英特爾桌面及云計算領(lǐng)域的優(yōu)勢形成良好互補，在當下需求最大、增速最快的模擬半導體等市場，實現(xiàn)全球布局及技術(shù)組合，以滿足前所未有的行業(yè)需求。
蓋爾辛格稱，這次收購英特爾看重的是高塔半導體的“專業(yè)技術(shù)組合、地理覆蓋范圍、深厚的客戶關(guān)系和以服務(wù)質(zhì)量為優(yōu)先考慮的運營方式”，可以讓英特爾獲得更多的代工基因（Foundry DNA），并獲得提供更多的代工產(chǎn)品組合的能力。
英特爾執(zhí)行副總裁、CFO辛斯耐表示，對高塔半導體的這筆收購，將使2026年代工市場規(guī)模達1400億美元。
汽車行業(yè)目前正在經(jīng)歷一場深刻的轉(zhuǎn)變。英特爾知道，不完整的供應(yīng)鏈和傳統(tǒng)制程工藝技術(shù)將無法為日益增長的需求，以及向更多計算密集型應(yīng)用的過渡提供支持。
在蓋爾辛格的未來版圖中，已經(jīng)計劃將英特爾重新定位為半導體代工的市場領(lǐng)導者之一，從芯片設(shè)計到制造代工，以抗衡臺積電、三星近年來從消費電子及汽車等行業(yè)獲得的持續(xù)訂單。
蓋爾辛格也指出，由于目前全球芯片產(chǎn)能匱乏，使得行業(yè)過分專注于制造，導致競爭對手將芯片設(shè)計與制造分離，但英特爾作為半導體產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導廠商，希望能通過新建工廠來擴大產(chǎn)線維持產(chǎn)能之外，將產(chǎn)能掌握在自家手中，不受代工廠或供應(yīng)鏈中斷影響，并將多余產(chǎn)能對外提供給專注設(shè)計的芯片廠商。
同時為了滿足汽車行業(yè)對芯片先進工藝的要求快速提高，英特爾希望將Intel 16工藝將率先用于汽車行業(yè)，然后轉(zhuǎn)向Intel 3和18A等下一代技術(shù)，到2025年在晶體管的性能效率上再度領(lǐng)先業(yè)界。