昔日龍頭墜落神壇 今日江山易主

瓜分英特爾的贏家們

昔日的半導體巨頭英特爾在手機、AI兩大產業發展失利之下，與先進製程進度不如預期、且營運面臨虧損邊緣，市值已被台積電、超微等大幅超越。

文●莊家源

回顧過去半導體產業的歷史中，英特爾（Intel）在過去有相當長的一段時間都被視為產業的龍頭、巨擘，當Intel跨入晶圓代工領域時，台積電（2330）創辦人張忠謀曾以七○○磅的大猩猩形容，意指在技術及資本支出方面台積電都落後於Intel，突顯其強大，如今在最近的十年間卻發生重大變化，台積電不但在獲利、技術超車Intel，甚至還將接獲Intel的委外大單。

Intel錯失兩大成長動能

過去在ＰＣ市場的全盛時期，Intel憑著自產自銷的實力，讓自家ＣＰＵ稱霸全世界，當時第二名的超微（AMD）仍遠遠落後，而台積電的晶圓代工模式當時正處在成長階段，後來網路通訊與智慧型手機市場快速崛起，台積電堅守不與客戶競爭的代工模式，成功吸引蘋果（Apple）、華為、聯發科（2454）等大客戶下單，台積電在一四年一舉將資本支出拉升至一○○億美元，與當時兩大競爭對手Intel與三星（Samsung）平起平坐。

反觀Intel，由於其製造的ＣＰＵ以x86架構為主，優點是效能強大，但在手機市場講求的是功耗，再來才是效能，因此Intel錯失了龐大的手機市場商機，在一七年台積電的市值一度超越Intel，但到了二○二○年，從Intel宣布推遲七奈米計畫，並擴大委外晶片製造後，台積電正式拉開與Intel市值的差距。

近年，隨著生成式ＡＩ需求快速崛起，以通用型伺服器為主的Intel又錯過的成長列車，由於通用型伺服器並無圖形處理器（ＧＰＵ）配置，而ＧＰＵ在處理構建和訓練大型ＡＩ模型所需的數據運算時，相較ＣＰＵ更具效率，因此目前主流ＡＩ伺服器皆採CPU+GPU架構，主要競爭對手如輝達（Nvidia）、AMD透過自行研發、併購的方式布局ＧＰＵ領域多年，並陸續推出自家ＡＩ晶片搶占市場，其中Nvidia去年資料中心ＧＰＵ出貨量達三七六萬顆、年增四四．二％，Nvidia以九八％的市占率壟斷市場，而台積電身為Nvidia在ＡＩ晶片的獨家代工廠，自然成為ＡＩ趨勢下的直接受惠者之一。

Intel晶圓製造部門面臨壓力

今年八月一日，Intel宣布將裁減十五％的員工，即約一．五萬人，並宣布在第四季暫停配息，在財報部分，今年第二季稅後虧損十六億美元，其中主要受到晶圓製造部門虧損擴大至二八．三億美元影響，第三季財測營收預估季增一％，遠低於競爭對手AMD的十∼二○％，且AMD第三季在資料中心的營收有望首次超車Intel，而目前Intel的市值只剩下約一千億美元，AMD約三八○○億美元，台積電ＡＤＲ則約八千億美元左右。

在目前全球晶圓代工市場中，台積電以六二％的市占率遙遙領先，第二名三星僅占十三％，而Intel現今卻跌落全球前十名之外，即便當前Intel已從微影設備龍頭艾司摩爾（ASML）購買了最先進的高數值孔徑的極紫外光機（High-NAEUV），積極運用在生產當前全球最先進的一．四奈米製程（Intel 14A）晶片，但是先前傳出高通（Qualcomm）已停止Intel 20A、Intel 18A製程晶片開發，且Intel 18A製程也未通過博通（Broadcom）的測試，如果未來持續無法獲得大客戶的青睞，在先進製程資本支出大幅增加、與人力成本高漲的情況之下，將對Intel晶圓製造部門的營運帶來巨大壓力。

此外，近期市場傳出高通有意收購Intel，由於Intel的Core系列處理器廣泛應用於ＰＣ、ＮＢ領域，而Xeon系列則應用在通用型伺服器領域；高通在行動裝置領域處於領導地位，其Snapdragon處理器應用於全球大部分智慧手機和平板電腦，並跨入汽車、資訊娛樂系統和先進駕駛輔助系統（ADAS）等領域，但目前這項收購案普遍不被市場看好，主要原因在於高通目前擁有的現金、現金等價物與可銷售證券共約一三○億美元，即便先忽略併購帶來的溢價、衍生費用、債務承擔與後續管理成本等，尤其Intel晶圓製造部門呈現虧損，且短期難以轉虧為盈，因此併購案對高通的財務壓力極大；再來就是反壟斷法規的限制，如先前Intel曾試圖收購以色列晶圓代工廠高塔半導體（Tower Semiconductor）、高通也曾計畫收購車用晶片廠恩智浦半導體（NXP Semiconductor）最終都以失敗告終。


高速運算、矽光子需求高漲

雖然Intel近年在通訊、手機、ＡＩ晶片市場節節敗退，但受到目前各大ＣＰＳ客戶正加速部署ＡＩ應用，大型語言模型（ＬＬＭ）和生成式ＡＩ的發展也將加速此趨勢，雲端、資料中心所需負荷的資料量大幅攀升，為處理海量資料訊息，必須有更高效能的運算及傳輸速度，使矽光子技術再度躍上舞台。

矽光子的出現能延續摩爾定律的發展，摩爾定律是指積體電路上可容納的電晶體數目，每兩年會增加一倍，但即便電晶體增加，仍無法避免電損耗的問題，而利用矽光子技術，不必再追求更多的電晶體、更小的製程節點，就能實現高頻寬、高效能的數據傳輸，不過目前光電訊號轉換仍有許多技術問題要克服。

過去Intel投入矽光子技術研發超過十年，在今年的光纖通訊展覽會（OFC 2024）當中，Intel展示了業界首款完全整合的光學運算互連（ＯＣＩ）小晶片，與ＣＰＵ共同封裝並處理資料的即時數據，在最新ＯＣＩ的工作原理中，Intel導入光子積體電路（ＰＩＣ），透過光傳輸數據，這款產品可支援每秒4Tbps的雙向數據傳輸，最遠傳輸距離可達一○○公尺，採用共同封裝設計，不僅比可插拔光收發器模組的傳輸速度更快，能耗也降低超過六○％，有助於解決ＡＩ功耗問題，但目前Intel的ＯＣＩ晶片組尚處於原型階段。

到了今年九月於台灣舉行的國際半導體展（SEMICON Taiwan 2024）中，國際半導體協會（SEMI）宣布成立「SEMI矽光子產業聯盟」由台積電、日月光負責擔任聯盟倡議人，結合國內超過三○家業者合作。

先前台積電在北美技術論壇上，證實正在研發緊湊型通用光子引擎（COUPE）技術，以支援ＡＩ熱潮帶來的數據傳輸爆炸性成長。台積電的COUPE使用SoIC-X晶片堆疊技術將電子裸晶堆疊在光子裸晶之上，相較於傳統的堆疊方式，能夠為裸晶對裸晶介面提供最低的電阻及更高的能源效率，並預計二○二五年完成支援小型插拔式連接器的COUPE驗證，接著於二六年整合CoWoS封裝成為共同封裝光學元件（ＣＰＯ），將光連結直接導入封裝中，未來資料傳輸的介質將會由銅更改為光纖，矽整合光纖的封裝方式將會是未來先進封裝領域的一大重點。 閱讀完整內容