电子专题研究：英特尔CEO在MIT分享如何集成1万亿个晶体管

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证券研究报告

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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

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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。

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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，还有哪些材料能被使用在半导体先进制程中？ ................................................................... 16

Q11（台下提问）：是否能对初创公司的代工厂选择上提供一些建议？ .............................................................. 18

Q12（台下提问）：生物材料在行业和未来的制造业中发挥作用吗？.................................................................. 18

Q13（台下提问）：SEMATECH 的概念正确吗 ................................................................................................... 19

Q14（台下提问）：如何重新激发风险投资机构对半导体的投资热情？ .............................................................. 19

风险提示.............................................................................................................................................................. 20

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英特尔 CEO 深度分享：拐点之后，半导体行业路在何方？

2023 年12 月15 日，Manufacturing@MIT 上传了一场与英特尔 CEO Pat Gelsinger 的圆

桌会议视频，其他与会者还包括 Prof. Daniel Rus（MIT 人工智能实验室主任）、Prof. Vladimir

Bulović（MIT 纳米实验室主任）、 Prof. Jesus del Alamo（MIT 电子工程教授）。主要讨论了

英特尔依托新型栅极 Gate All Around 技术、PowerVia 背部供电、EUV 光刻和 3D 封装等

创新以应对摩尔定律的放缓。公司自 2021 年起已投资超 900 亿美元建设 Fab 厂，持续提

升工厂自动化水平以降本增效，并实现 90%的绿色能源利用率。未来公司将推动人工智能

民主化进程，与产业及高校通过穿梭计划等方式保持合作，通过 CHIPS Act 法案助力行业

的技术创新，探索量子计算等半导体前沿技术。

现任公司 CEO Pat Gelsinger 于1979 年加入英特尔，逐步晋升为公司的首席技术官。在英

特尔工作期间，他参与了多个关键技术的研发，包括最初的 80486 处理器。2009 年，他离

开英特尔，转任 EMC 的首席执行官，负责存储备份和数据计算产品。2012 年，他担任云

计算基础架构公司 VMware 的首席执行官。2021 年，他再次加入英特尔，担任首席执行官，

提出“四年五节点”制程赶超计划，并积极推动 CHIPS Act 法案。

图表1：英特尔自 2021 年Pat Gelsinger 上任宣布的全球晶圆厂投资计划

资料来源：英特尔官网，华泰研究

Pat Gelsinger 提出“四年五节点”制程赶超计划。英特尔已在 2021 下半年完成 Intel 7（台

积电 N10）、 2022 下半年完成 Intel 4（台积电 N7-N5）、 2023 年下半年完成 Intel 3（台积

电N5-N3）。公司计划于 2024 年上半年完成 Intel 20A（台积电 N3-N2）及 2024 年下半年

完成 Intel 18A（超台积电 N2）共计五代工艺节点的量产准备，目前已经按时完成三个节点，

我们认为英特尔有望持续兑现承诺。

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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SACNo.S0570523020002SFCNo.ASI353purdyho@htsc.com+(852)365860002024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CEOPatGelsinger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...

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