
英特爾的一場極客豪賭:先進封裝技術如何為其賺進數十億美元
先進晶片封裝突然成為 AI 熱潮的核心。英特爾正全力投入,將數十億美元資金注入其設施,試圖藉此在 AI 市場中分得一杯羹。
在阿爾伯克基(Albuquerque)以北 16 英里的新墨西哥州里奧蘭喬(Rio Rancho),一座 Intel 晶片廠坐落在超過 200 英畝的土地上。該基地始建於 1980 年代,部分建築蓋在草皮農場之上。2007 年,隨著 Intel 業務陷入困境,其中一座關鍵晶圓廠 Fab 9 停止運作。員工表示,當時甚至有浣熊家族和一隻獾搬進了這個空間。
接著在 2024 年 1 月,這座沉睡的晶圓廠再次啟動。Intel 向該設施投入了數十億美元,其中包括來自美國《晶片法案》(CHIPS Act)撥款的 5 億美元。現在,Fab 9 及其鄰近的 Fab 11X,已成為 Intel 旗下安靜卻快速增長的業務之一:先進晶片封裝(Advanced chip packaging)的關鍵基礎設施。
封裝涉及將多個小晶片(chiplets)或較小的組件組合到單個客製化晶片上。在過去六個月中,Intel 一直在釋放信號,表明其隸屬於代工(Foundry)部門的先進封裝業務正迎來爆發式增長。該公司在此領域的努力使其與台積電(TSMC)展開正面交鋒,儘管台積電在生產規模上遠超 Intel。但在 AI 驅動各種運算需求、並促使幾乎所有主要科技公司考慮自行研發客製化晶片的時代,Intel 認為這項努力能幫助其在 AI 市場中分得更大的杯羹。
在 1 月份的季度財報電話會議上,Intel 執行長陳立武(Lip-Bu Tan)聲稱 Intel 的封裝技術是與競爭對手的「巨大差異化優勢」。財務長 Dave Zinsner 在同一場會議上表示,公司預計封裝業務的營收「甚至會在我們看到顯著的晶圓營收之前就到來」。Zinsner 表示,他在過去 12 到 18 個月內修訂了封裝營收預測,從數億美元上調至「遠高於 10 億美元」。
Zinsner 在 3 月份的摩根史坦利科技、媒體與電信會議上進一步闡述了這一點,他稱 Intel 的封裝業務「諷刺的是,是目前代工業務中最有趣的部分」,並補充說公司「即將達成一些年營收達數十億美元的封裝交易」。
多個消息來源稱,Intel 一直在與至少兩家大型客戶就先進封裝服務進行洽談:Google 和 Amazon。這兩家公司都研發自己的客製化晶片,但將部分製造過程外包。這些交易對於陷入困境、正試圖在多年停滯及錯失行動晶片商機後東山再起的 Intel 來說將是一劑強心針,而這場復興部分是由美國政府資助的。
Google 發言人 Lee Fleming 拒絕置評,表示 Google 不公開討論供應商關係。Amazon 也拒絕置評。Intel 則表示不對特定客戶發表評論。
Intel 對先進封裝業務的野心,很大程度上取決於該公司能否爭取到像這些科技巨頭一樣的外部客戶。自 2024 年起,該公司實際上已拆分為二:一是長期的「產品」端,負責設計並向 PC 製造商和數據中心銷售高性價比的 CPU;二是充滿抱負的「代工」端,負責製造先進半導體。
Intel 的代工計畫以及其能產出的先進晶片系統數量,是科技分析師和投資者密切關注的信號,因為近年來他們目睹了 Intel 頻繁更換執行長以及晶圓廠建設的開開停停。Zinsner 在摩根史坦利會議上表示,他現在相信 Intel 代工的封裝業務可以達到與其他產品相同的 40% 毛利率。
這仍然是一個極具挑戰性的命題。「封裝不像說『我每個月要跑 10 萬片晶圓』那麼簡單,」資深晶片產業分析師、Tirias Research 創辦人 Jim McGregor 表示(他指的是處於不同生產階段的連續晶圓流)。「這最終取決於 Intel 的(封裝)工廠能否達成交易。如果我們看到他們進一步擴大這些業務,那就是他們已經成功的指標。」
上個月,馬來西亞首相安華(Anwar Ibrahim)在 Facebook 發文透露,Intel 正在擴建其始建於 1970 年代的馬來西亞晶片製造設施。安華表示,Intel 代工業務負責人 Naga Chandrasekaran 已「概述了啟動第一階段擴張的計畫」,其中將包括先進封裝。
「我歡迎 Intel 決定在今年晚些時候開始該園區的營運,」安華貼文的翻譯版本寫道。Intel 發言人 John Hipsher 證實,由於「全球對 Intel 代工封裝解決方案的需求不斷增長」,公司正在檳城擴建額外的晶片組裝和測試產能。
封裝商店
根據 2025 年接管 Intel 代工業務並在本文報導期間接受《連線》(WIRED)獨家採訪的 Chandrasekaran 所言,「先進封裝」這個詞在十年前甚至不存在。
晶片一直需要某種程度的電晶體和電容器整合,以控制和儲存能量。長期以來,半導體產業一直專注於微縮化,即縮小晶片組件的尺寸。隨著 2010 年代世界對電腦性能的需求增加,晶片上的處理單元、高頻寬記憶體以及所有必要的連接部件變得更加密集。最終,晶片製造商開始採用「系統級封裝」(SiP)或「封裝疊層」(PoP)方法,將多個組件堆疊在一起,以便在相同的表面空間內擠出更多的效能和記憶體。2D 堆疊演變成了 3D 堆疊。
全球領先的半導體製造商台積電開始向客戶提供 CoWoS(晶圓級封裝)以及後來的 SoIC(系統整合晶片)等封裝技術。基本上,其訴求是台積電不僅處理晶片製造的前端(晶圓部分),還處理後端(將所有晶片技術封裝在一起)。
此時 Intel 已將晶片製造的領先地位讓給了台積電,但仍繼續投資封裝技術。2017 年,它推出了名為 EMIB(嵌入式多晶片互連橋接)的製程,其獨特之處在於縮小了晶片封裝中組件之間的實際連接(或稱橋接)。2019 年,它推出了 Foveros,一種先進的晶片堆疊製程。該公司下一個封裝進展則是更大的飛躍:EMIB-T。
去年 5 月發布的 EMIB-T 承諾提高晶片上所有組件之間的電源效率和信號完整性。一位對 Intel 封裝工作有直接了解的前員工告訴《連線》,Intel 的 EMIB 和 EMIB-T 旨在提供比台積電更「精準(surgical)」的封裝方式。與大多數晶片進步一樣,這旨在提高能源效率、節省空間,並在理想情況下長期為客戶節省成本。該公司表示 EMIB-T 將於今年在晶圓廠推出。
不出所料,AI 是這些變化的巨大催化劑。「因為 AI,先進封裝真正走到了最前線,」Chandrasekaran 說。「甚至比矽片本身更重要的是,晶片封裝將改變這場 AI 革命在未來十年如何實現。」
Intel 開始在紐西蘭州的里奧蘭喬為 EMIB-T 的量產做準備。里奧蘭喬設施擁有約 2700 名 Intel 員工,比去年減少了約 200 人;陳立武接任執行長後削減了 Intel 的人力。周邊土地是乾旱的沙漠。與許多科技基礎設施擴張的情況一樣,當地倡議團體對 Intel 的用水量和工廠排放的廢氣表達了嚴重關切(Intel 聲稱其在里奧蘭喬基地回收利用水資源)。
在里奧蘭喬 Fab 9 內部的簡短參觀中,外行人看不出太多門道。它比 Intel 在亞利桑那州的 Fab 52 半導體工廠稍微沒那麼「潔淨」,因為那裡的空氣微粒去除方法不同,但進入時仍需遵守標準的無塵室預防措施並穿著消毒過的連身防護服。在晶圓廠內部,髮絲般薄的矽晶圓被安裝、切割和模具研磨。
里奧蘭喬基地廠長、在 Intel 工作 31 年的資深員工 Katie Prouty 在導覽中強調,Intel 先進封裝的賣點之一是客戶可以選擇在流程的任何部分使用 Intel,或者在任何點「進入和退出高速公路」。例如,客戶可以從一家實體購買晶圓,然後到 Intel 的晶圓廠進行下一步;或者與外包半導體組裝和測試公司(OSAT)合作進行傳統封裝,然後使用 Intel 進行先進封裝。
「這不是 Intel 以前會做的事。我們從不接收其他客戶的晶圓,」Prouty 說。「這是一個巨大的心態轉變。」
勝任的尖端技術?有了。專為 AI 封裝的晶片?有了。為有特定需求的客戶提供的靈活性?有了。那麼:客戶都在哪裡?
一位不願具名的 Intel 前員工表示,Intel 的目標封裝客戶可能出於幾個原因對宣布合作猶豫不決。他們要麼在觀察該公司是否能兌現其晶圓廠擴張的承諾,要麼擔心台積電一旦得知他們使用 Intel 進行封裝,可能會分配較少的晶圓給他們。這位前員工補充說,他們承擔風險的不是技術本身,而是更廣泛的市場動態。
Chandrasekaran 則更為謹慎。「我認為我們希望在『不談論客戶』這點上保持高度自律。成功的代工廠不會說『我們簽下了這些客戶』。我們希望客戶來談論我們的產品。」
Intel 可能想考慮採用另一個座右銘:如果你們來,我們就蓋——而且是不惜巨額資本支出。Chandrasekaran 說,客戶到來的重大指標將是 Intel 代工支出顯著跳升。「當我們簽下這些客戶時,我們必須增加資本支出,」他說。「到那時,華爾街就會看到了。」