Bolehkah Intel 18A benar-benar menggugat kedudukan dominan TSMC dalam pemprosesan wafer?

Pendahuluan

Reka bentuk cip "18A" (18 Angstrom) terkini Intel sedang mengubah persepsi industri semikonduktor terhadap landskap penempaan. Sejak sekian lama, TSMC, sebagai penempa eksklusif global untuk cip AI, hampir memonopoli proses termaju. Sementara itu, proses 18A Intel, dengan transistor Gate-All-Around (GAA) dan teknologi bekalan kuasa belakang PowerVia, mempunyai potensi untuk bersaing dengan TSMC N2 (peringkat 2nm) dari segi spesifikasi teknikal. Walau bagaimanapun, jurang besar dalam pengeluaran—kadar pengeluaran tahunan Intel sekitar 3 hingga 5 juta wafer, hanya sebahagian kecil daripada 17 juta wafer TSMC—menyebabkan Intel tidak dapat menggugat kedudukan TSMC dalam jangka pendek. Namun, pertumbuhan permintaan yang pesat sedang mewujudkan ruang untuk struktur dua gergasi.

Pertembungan Laluan Teknikal: GAA dan Bekalan Kuasa Belakang

1. Transistor GAA

Salah satu inovasi teras 18A ialah transistor GAA (Gate-All-Around). Tidak seperti FinFET tradisional, GAA membalut get sepenuhnya di sekeliling saluran, berkesan mengurangkan arus bocor dan meningkatkan arus pacuan. Intel adalah yang pertama mengeluarkan GAA secara besar-besaran pada 18A, manakala TSMC hanya memperkenalkan teknologi ini pada nod N2. TSMC sebelum ini berpegang pada pengoptimuman FinFET, percaya bahawa GAA hanya diperlukan pada nod yang lebih kecil. Walau bagaimanapun, peralihan laluan teknikal membawa cabaran hasil: N2 TSMC pada asalnya dijadualkan untuk pengeluaran besar-besaran pada 2025, tetapi pengenalan GAA mungkin ditangguhkan, manakala 18A Intel dirancang untuk memulakan pengeluaran pada separuh kedua 2024.

2. Bekalan Kuasa Belakang (PowerVia vs SPR)

PowerVia Intel memindahkan pendawaian kuasa ke belakang cip, hanya mengekalkan sambungan isyarat di hadapan, dengan itu mengurangkan kesesakan pendawaian dan menurunkan penurunan voltan. TSMC sedang membangunkan skim serupa yang dipanggil SPR untuk N2. Teknologi bekalan kuasa belakang adalah penting untuk pembungkusan lanjutan dan integrasi berbilang cip, meningkatkan nisbah kecekapan tenaga. Intel menjadi yang pertama mencapai pengesahan pengeluaran besar-besaran teknologi ini, memberikan kelebihan perintis yang ketara.

Halangan Teknikal

• Peningkatan Hasil: Kerumitan pembuatan GAA dan bekalan kuasa belakang sangat tinggi, memerlukan proses etsa, pemendapan dan ukuran yang baharu. Intel menggunakan banyak lapisan litografi EUV pada 18A, rantaian bekalan fotoresist dan topeng menghadapi cabaran.
• Penyesuaian Ekosistem: Alat EDA mesti menyokong peraturan reka bentuk struktur baharu, dan perpustakaan IP perlu disahkan semula. Ekosistem Platform Inovasi Terbuka (OIP) TSMC sangat matang, manakala ekosistem perkhidmatan penempaan Intel masih dalam pembinaan.

Analisis Rantaian Industri

Hulu: Peralatan dan Bahan### Hulu: Peralatan dan Bahan

• Mesin litografi：High-NA EUV ASML adalah kunci untuk pengeluaran besar-besaran GAA. Intel telah membeli peralatan High-NA pertama, manakala TSMC lebih berhati-hati.
• Pemendapan/Goresan：GAA memerlukan pemendapan lapisan atom (ALD) dan goresan lapisan atom (ALE), yang akan memberi manfaat kepada Applied Materials (AMAT), Lam Research (LAM), dan Tokyo Electron (TEL).
• Bahan：Bekalan kuasa belakang memerlukan bahan dielektrik dan sambungan logam baharu. Pembekal wafer silikon Shin-Etsu dan SUMCO serta pengeluar photoresist JSR dan Shin-Etsu Chemical menghadapi permintaan baharu.

Pertengahan: Pengilangan dan Pembungkusan

• Intel：18A dalam pengeluaran ujian di kilang Oregon dan Ireland, dengan rancangan untuk mengembangkan pengeluaran di Arizona dan Ohio pada masa hadapan. Namun, perbelanjaan modal yang besar menyebabkan perniagaan pengekosan Intel terus mengalami kerugian.
• TSMC：N2 dirancang untuk dihasilkan di Hsinchu dan Kaohsiung di Taiwan serta kilang Arizona di Amerika Syarikat. Kelajuan pengembangan kapasiti terhad oleh peralatan dan bakat.
• Pembungkusan termaju：CoWoS dan susunan 3D adalah kunci untuk cip AI. Teknologi Foveros dan EMIB Intel sudah matang, tetapi ekosistem 3D Fabric TSMC lebih luas.

Hilir: Pelanggan Akhir

• Gergasi AI：NVIDIA, AMD, Google, Amazon dan lain-lain sejak sekian lama bergantung pada TSMC. Sebahagian pesanan Apple beralih kepada Intel, menandakan perubahan sikap.
• Apple：Menggunakan cip Intel untuk mempercepatkan kepelbagaian SoC Mac dan pelayan, mengurangkan pergantungan kepada pembekal tunggal.

Evolusi Landskap Persaingan

| Dimensi | Intel 18A | TSMC N2 | |---------|-----------|---------| | Masa pengeluaran besar-besaran | 2024H2 (dirancang) | 2025H2 (dirancang) | | Jenis transistor | GAA (RibbonFET) | GAA (Nanosheet) | | Bekalan kuasa belakang | PowerVia | SPR | | Pengeluaran tahunan | 3-5 juta wafer | kira-kira 17 juta wafer (termasuk semua nod) | | Ekosistem pelanggan | Apple, AWS dan beberapa yang lain | NVIDIA, AMD, Qualcomm, Broadcom dan lain-lain | | Bahagian hasil faundri | kurang daripada 10% (keseluruhan Intel) | 100% |

Dalam landskap semasa, Intel 18A tidak kalah dengan TSMC N2 dari segi penunjuk teknikal, tetapi berada dalam kedudukan yang lemah dari segi kapasiti dan kepercayaan pelanggan. Pesanan Apple memberikan sokongan penting untuk Intel, tetapi penghantaran pukal masih mengambil masa. Dengan kadar pertumbuhan tahunan permintaan cip AI melebihi 50%, permintaan pasaran untuk kapasiti proses termaju bawah 7nm mungkin berganda menjelang 2027. Kelajuan pengembangan TSMC terhad oleh ruang fizikal dan masa penghantaran peralatan, mewujudkan peluang untuk Intel.

Kesan Serantau- Amerika Syarikat: Pembuatan tempatan Intel memenuhi sasaran Akta Cip, membantu mengurangkan kebergantungan kepada Asia. Tetapi kos buruh dan kelewatan pembinaan masih menjadi cabaran. - Taiwan, China: TSMC menghadapi risiko pemindahan pesanan, tetapi dengan skala kapasiti dan kematangan teknologi, nod bawah 3nm masih akan mengekalkan bahagian melebihi 70%. - Jepun: Rapidus, Sony dan lain-lain cuba mengejar, tetapi jurangnya besar. - Korea Selatan: Hasil GAA 3nm Samsung tidak baik, sukar untuk mengancam dua gergasi dalam jangka pendek. - Eropah: Rancangan pembinaan kilang Intel di Eropah (Jerman, Ireland) mungkin mendapat manfaat, tetapi rantaian bekalan tempatan lemah.

Perspektif Pelaburan

Harga saham Intel melonjak daripada AS$20 pada musim luruh 2025 kepada lebih AS$120 (kenaikan 500%), mencerminkan jangkaan optimistik pasaran terhadap landskap dua pembekal. Dalam jangka panjang, jika perniagaan penempaan Intel dapat mencapai keuntungan pada 2027, penilaian akan dinilai semula; tetapi jika hasil 18A tidak seperti yang dijangkakan, risiko pembetulan harga saham adalah besar. Penilaian TSMC tertekan oleh perbelanjaan modal yang meningkat dan persaingan yang semakin sengit, tetapi parit teknologinya masih dalam.

Tinjauan Jangka Panjang (3-10 tahun)

• 2026-2027: Intel 18A memasuki pengeluaran besar-besaran, output tahunan mungkin meningkat kepada 4-6 juta wafer. TSMC N2 mula dikeluarkan secara besar-besaran, hasil GAA semakin stabil. Landskap dua pembekal mula terbentuk.
• 2028-2030: Nod bawah 3nm muncul "kebolehbawaan reka bentuk", pelanggan boleh menggunakan kedua-dua penempa pada masa yang sama. Intel mungkin memperoleh sebahagian pesanan daripada Nvidia.
• Selepas 2030: Bekalan kuasa belakang menjadi standard. Jika Intel terus melabur, ia boleh membentuk bahagian pasaran 7:3 atau bahkan 6:4 dengan TSMC.

Kesimpulan

Intel 18A buat pertama kali dari segi teknikal mempunyai keupayaan untuk bersaing secara langsung dengan TSMC, tetapi kekurangan kapasiti dan ekosistemnya menentukan bahawa gangguan asas terhadap landskap penempaan global masih memerlukan 3-5 tahun. Permintaan cip AI yang meletup menyediakan asas pasaran untuk model dua gergasi, manakala pesanan Apple menjadi titik perubahan. Pada masa hadapan, rantaian industri semikonduktor akan beralih daripada "satu unggul, banyak kuat" kepada "dua gergasi berdiri bersama", tetapi perlu berhati-hati dengan ketidakpastian yang disebabkan oleh pelaksanaan Intel dan serangan balas TSMC.