电子行业专题研究：英特尔CEO在MIT分享如何集成1万亿个晶体管

免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 1 证券研究报告 电子 英特尔 CEO 在 MIT 分享如何集成 1万亿个晶体管 华泰研究–海外科技 电子 增持 (维持) 研究员 何翩翩 SAC No. S0570523020002 SFC No. ASI353 purdyho@htsc.com +(852) 3658 6000 2024 年 1 月 05 日│美国 专题研究 在 2030 年实现集成一万亿个晶体管的四大关键因素 英特尔 CEO Pat Gelsinger 认为摩尔定律中描述的晶体管数量两年翻一倍的黄金时代虽暂告一段落，但技术创新仍能持续挑战摩尔定律的底线。他认为目前业界发展的可见度将维持在十年。随着与摩尔定律相关的经济效应减缓，他预计未来晶体管数量翻倍速度或延缓至三年一次，而他也认为晶体管的数量，将会从目前的 1000 亿个，至 2030 年前增加至一万亿，4 大关键因素：1)新型栅极 Gate-All-Around 技术的采用：解决了晶体管漏电流的问题；2)背部供电：通过 RibbonFET 和 PowerVia 工艺从背面而非顶面进行功率传输，创建了三明治晶圆结构，能有效解决功率和晶体管密度的问题；3)光刻技术：通过采用 13.5 nm EUV 和下一代 High NA 光刻技术打造芯片；4) 3D 封装：芯片从传统的二维转变为三维堆叠，能进一步增加晶体管数量。 自 2021 年投资超 900 亿美元建 Fab 厂，英特尔持续提升工厂自动化水平 自 2021 年 Pat Gelsinger 上任后，英特尔的四年五节点计划预计投入 1500 亿美元，包括在全球共计投资超过 900 亿美元新建或扩建 Fab 厂，其中在俄亥俄州投资 200 亿美元建设晶圆厂、在亚利桑那州投资 200 亿美元扩建晶圆和封测产线、在以色列投资超过 200 亿美元新建晶圆厂等。由于欧美的人力成本较高，英特尔自研工业 4.0 和工厂自动化解决方案来提升工厂运营效率。同时，公司将在 EDA 和 IP 生态系统加大投入。英特尔在 ESG 层面也是业界领军者，制造设施中约有 90%的绿色能源，大部分厂区水回收利用率超过 100%，计划在 2040 年前实现零碳排放。 使人工智能真正适用于所有人，英特尔成立 Articul8AI 以维护安全隐私 英特尔的首要战略为使人工智能民主化。公司希望让每个应用开发者都能使用人工智能，而不是通过专利将大量数据集和高性能计算能力归公司独有。CEO 提到公司将在新一代 PC 中搭载 20 TOPS 算力的 NPU，并积极推广SYCL 代码替代 CUDA，以完善其生态系统和增加在高性能培训领域的竞争力，而真正使人工智能适用于所有人。目前，业界开始压缩训练模型，并采用 FP8 的浮点精度格式，以降低对算力的要求，从而为 AI 训练和推理带来更大自由度，提升加速器的有效吞吐量，降低云的训练和推理成本，进一步助力 AI 民主化。公司于 2024 年 1 月 4 日与数字资产管理公司（DRBG.US）成立 AI 软件公司 Articul8AI，以维护隐私和安全。 CHIPS Act 法案助力技术创新，英特尔致力于推动量子计算 Pat Gelsinger 积极推动 CHIPS Act 法案，他认为是美国自二战后最重要的产业政策。英特尔将在未来五年投资超 500 亿美元用于半导体领域（110亿美元研发和 390 亿美元制造）。目前，三星、TSMC、美光和英特尔宣布启动总共五个位于美国 Fab 厂建设。英特尔计划在美国国家半导体技术中心的支持下形成研究创新和商业化落地的中间点。放眼未来，英特尔在量子计算的软硬件探索方面也有望取得领先。与其他采用超冷效应或激光等方法的量子计算不同，公司选择在硅上进行实验。他称公司将推出可持续的量子计算，并在实际算法上实现量子优势。公司将在 2030 年左右实现以量子计算为基础的下一代超级计算机，该技术将是人工智能与高性能计算的交汇。 推出高校穿梭计划，培养未来客户及缩短工业和学术间的距离 英特尔也推出了高校穿梭计划，加强与高校的合作，并提供 Intel 16 工艺作为研究基础，未来有望再供 Intel 3 制程作为代工资源。CEO 的目标是穿梭计划项目数量每年增长一个数量级，以便更多研究人员使用现代技术节点。 风险提示：消费电子市场复苏不及预期；工厂制造良率爬坡不及预期等；AI PC 的渗透率不及预期；管理层的乐观预期和实际发展不相符。 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 2 电子 正文目录 英特尔 CEO 深度分享：拐点之后，半导体行业路在何方？ ........................................................................................ 3 Q1：摩尔定律是否终结？当集成更多晶体管不再具备经济效益时，该行业将如何继续推动技术能力的提升？ .. 4 Q2：如何解决半导体先进制造过程中的环保问题? ............................................................................................... 7 Q3：如何看待半导体行业创新能力和制造规模的关系？ ...................................................................................... 9 Q4：英特尔在开发人工智能硬件方面做了哪些工作？ ....................................................................................... 10 Q5：人工智能的未来发展是构建更大模型或其他路径？此外，如何看待软、硬件在此过程中的作用？ ........... 11 Q6：英特尔如何看待与谷歌、微软等科技公司的关系？ .................................................................................... 12 Q7：如何进行技能再培训，以确保团队为未来的转型做好准备？ ..................................................................... 13 Q8：展望五年后需要的工作人员与之前的一代相比有何独特之处？ .................................................................. 14 Q9：如何看待学术界研究与工业界商业化落地之间的差距？ ............................................................................. 15 Q10：除了硅以外，还有哪些材料能