芯片短缺，Foundry厂商战争也开始了！

芯片短缺的影响为IDM公司和Foundry厂商敲响警钟。由于IDM公司对于芯片需求的误判以及受限于Foundry厂商厂房和产能的限制，近半年来，全球芯片短缺危机持续，IDM公司订单蜂拥而至，Foundry厂商所有工厂满负荷运转，但仍未能满足不断增长的需求。

就在全球各设备制造商面临日益枯竭的芯片供应窘境时。今年3月，半导体公司英特尔（Intel）突然宣传重新跨入Foundry业务，目标定位直指昔日的代工伙伴三星和台积电。Intel新上任CEO，Pat Gelsinger刚上台即发布“IDM2.0战略”，战略重心聚焦提振半导体制造优势。该公司宣布计划在2021年建造两座新工厂，资本支出预计200亿美元。

在此市场背景下，领先的Foundry厂商正谋定思变积极备战。4月，台积电宣传将原有的资本支出从280亿美元提升至300亿美元，并表示未来三年投入1000亿美元。同时，台积电、三星等Foundry厂商也在扩建新厂。从这里不难看出，他们似乎在为整个半导体制造业格局的可能重组做准备。

Foundry市场是一个需要极大资金且分散的业务，经过十几年的洗牌以及工厂和技术成本的持续上升。从目前全球代工企业来看，顶尖的厂商分布包括台积电、三星、GlobalFoundries、中芯国际、联华电子（UMC）等。这些代工企业为全球芯片原厂生产制造最先进的芯片，如GPU、CPU、FPGA、NAND、DRAM。

截止目前，三星和台积电是唯一提供最先进节点（7nm和5nm）的Foundry厂商，并且二者已将下一个目标锁定为3nm。不过值得一提的是，IBM公司于5月6日宣布已经研发出全球首个2nm芯片。IBM公司并不是一家Foundry厂商，在制造能力方面，该公司与三星、英特尔是合作关系。

英特尔此次选择重新入局Foundry市场可能会是一个机会，也是一项挑战。早在十年前，英特尔最初进入Foundry业务时，就失败了。其在10nm工艺方面进程的延误，导致了台积电与三星的技术一直处于技术领先地位。

而今天，该公司新的领导人Pat Gelsinger表示，将缩小其与对手的技术差距，并成为更具有竞争力的Foundry厂商。然而，后续的代工之路可能不会那么一帆风顺。因为其代工技术目前落后于台积电，要赶上肯定不是一件容易的事情。台积电也不会让其超越。除非英特尔投入大量时间和资源。

英特尔策略方向

今年，在Foundry市场动荡环境下，出于对目前芯片产能严重不足和过渡依赖于亚洲Foundry工厂的考量，加之美国政府欲重新恢复半导体制造的优势。英特尔似乎在该动荡中看到了机会。为了解决半导体供应链问题，英特尔重振Foundry业务，将目标瞄向欧美芯片代工市场。

英特尔新设立的Foundry工厂将提供22nm工艺，以及现有的14nm工艺。7nm节点芯片可能要到2023年才能出货。反观台积电和三星，前者继续在台湾兴建新的工厂，按阶段目标生产5nm和3nm芯片。并还计划在美国建立一座5nm的新工厂，计划将于2024年投产；后者三星和其他公司也在计划新的工厂。

22nm是28nm的扩展升级版，提供比后者更高性能，同时比14nm更便宜。目前22nm仍然是一个巨大的市场，涉及行业多个应用，如人工智能（AI）、物联网（IoT）及可穿戴设备等。在这个芯片节点上，各个Foundry厂商正采用不同的技术竞争。英特尔在正在使用22nmFinFET工艺；GlobalFoundries使用22nmFD-SOI；以及包括台积电、三星等都是采用不同的工艺技术。

除了22nm之外，英特尔还利用现有的14nm技术入局Foundry厂。该工艺技术对于这家半导体共而言是最成熟的制程工艺。此外，英特尔正在逐渐打造一家规模化的Foundry厂，这家公司已经从现有的14nm工艺入手，将目标开始向7nm和5nm的EUV节点进发。

Foundry市场竞赛

从目前全球Foundry厂商来看，三星和台积电仍然处于市场领导地位。中芯国际是国内最大的Foundry厂供应商，目前技术开发已经深入7nm工艺，除此之外还有其他节点。但由于最近美国政府将中芯国际列入实体名单，这意味着设备供应商必须获得特殊许可证，才能向其出售光刻机设备。这样的直接结果是，目前该公司7nm的努力有点担忧。

同时，英特尔要想获得Foundry行业的竞争优势，现在必须具备提供7nm工艺的能力。在EUV已经成熟的情况下，英特尔已经从最初的7nm技术起步不稳到重回正轨。现在英特尔已经计划在2021年推出一款7nm的产品。不过批量生产可能要到2023年上半年才能确定。

简而言之，英特尔仍然落后。台积电和三星两年前就已经在7nm上采用了EUV，而且获取了先进制程的技术经验。这两家供应商已经在各自的5nm工艺上发力，3nm工艺也会接踵而至。据悉，台积电在2022年第三季度计划向苹果公司提供3nmFinFET。三星公司也正按计划推出第一代3nm。

从各公司产品路线图上看，台积电计划将FinFET扩展到3nm，然后在2023年、2024年，以2nm转向新型全栅场效应晶体管（GAA FET）。相比之下，三星正从5nmFinFETs移动到3nm的GAA FET。与此同时，英特尔等其他公司也都在开发这种GAA FET架构。作为FinFET的演进架构，它具备比FinFET提供更高性能和更复杂的制造工艺。

从技术层面而言，目前英特尔正着眼于开发纳米片FET，为其5nm节点开发做准备。后期量产时间尚且未知。ICInsight曾指出，“至少在未来三年里，三星和台积电每年的总支出将超过500亿美元，任何一家公司在领先逻辑处理技术方便都很难赶上这两家公司。”其他竞争对手方面，GlobalFoundries和联华电子仍然活跃在16nm/14nm以上。

总结：面对全球芯片市场缺货窘境，业界领先Foundry厂商正积极备战，参与一场资本支出、工厂及技术竞赛。老牌的Foundry领先企业台积电（TSMC）、三星（Samsung）、GlobalFoundries、中芯国际和联华电子（UMC）在许多技术领域提供Foundry服务。不过，英特尔（intel）重新入局，势必会影响芯片代工行业未来的竞争格局，甚至爆发抢食市场份额大战。

论芯片设计欧美领先，论芯片代工制造亚洲当之无愧统领全球80%以上的生产制造。但是，现在英特尔为首的美国半导体公司正计划打破半导体制造区域格局，欲使后者获取芯片制造的优势。这种操作对亚洲台积电、三星、中芯国际等Foundry厂商势必造成冲击，短期而言是竞争关系，往深远考虑，对我国半导体芯片制造可能会出现卡脖子的问题。

反观国内，提振半导体产业一直是我国重要战略。过去几年在集成电路设计领域，国内已经开始涌现一批前沿设计公司，包括华为海思、展锐、中兴微、华大、智芯微、汇顶科技、大唐等一批优秀企业。Foundry行业，中芯国际已经成为中国大陆最大的芯片代工企业。技术工艺已经开始研发7nm工艺。但赶超对手，未来之路仍任重道远。