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英特爾的代工往事

英特爾從代工領(lǐng)先者走向依賴臺積電代工。

編者按:本文來自微信公眾號 半導(dǎo)體行業(yè)觀察(ID:icbank),作者:邵逸琦,創(chuàng)業(yè)邦經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載。

2012年的某個陽光明媚的午后,開著紅色法拉利,穿著皮衣夾克的黃仁勛高調(diào)出現(xiàn)在一場新聞發(fā)布會之上,他在接受采訪時語出驚人:英特爾與其糾結(jié)移動市場,倒不如給英偉達、蘋果、高通和德州儀器代工芯片。

“為什么不為所有的移動公司提供代工服務(wù)呢?”黃仁勛表示,“這又不丟人。”

而英特爾的回應(yīng)是:謝謝,但不需要。

“我們有一個小而新興的代工業(yè)務(wù),但我們目前的重點是基于英特爾平臺的SOC(系統(tǒng)級芯片),”英特爾發(fā)言人Jon Carvill說道。“我們在2012年和2013年的技術(shù)工藝將是一個巨大的優(yōu)勢,因此我們此時的重點是制造英特爾的產(chǎn)品,而不是為競爭對手制造產(chǎn)品?!?/p>

當(dāng)時的英特爾,盡管沒趕上移動市場的崛起,但它在x86市場中的地位依舊無可爭議,唯一能夠造成威脅的AMD正在泥潭中掙扎,整個數(shù)據(jù)中心和消費市場都盡在英特爾掌握之中,只要它更新?lián)Q代處理器,那么代工廠就不會缺少訂單,確實也有底氣來說這番話。

但當(dāng)我們把時間調(diào)轉(zhuǎn)回2024年的今天,英特爾低聲下氣地用最新的18A工藝去招徠客戶,而自己最新的Arrow Lake處理器卻找來了臺積電來代工。

當(dāng)年黃仁勛都眼紅不已的英特爾代工,是如何走到今天被自家人嫌棄的地步的?

自傲與裂隙

真男人才有晶圓廠,這是AMD創(chuàng)始人桑德斯的一句名言,他說出這句話時,無晶圓廠正如雨后春筍般出現(xiàn),第三方晶圓代工產(chǎn)業(yè)初具雛形,他仍然以AMD擁有自己的晶圓廠而自豪,盡管在十多年后AMD拆分了GF轉(zhuǎn)而變?yōu)闊o晶圓廠,但IDM企業(yè)并未徹底消亡。

英特爾就是其中的代表,但它作為縱橫半導(dǎo)體行業(yè)數(shù)十年的巨頭,顯然在芯片上更具有發(fā)言權(quán),不論是芯片設(shè)計,還是芯片制造,它都做到了這個行業(yè)的最頂尖水平,因而當(dāng)AMD拆分GF時,英特爾依舊能吃香喝辣,攬走了PC市場的大部分利潤。

2012年4月,英特爾發(fā)布 Ivy Bridge 時,它不只是發(fā)布了一款新 CPU,還創(chuàng)下了一項新紀(jì)錄。當(dāng)競爭對手(臺積電和GF)仍在大力推進自己的 32/28nm 設(shè)計時,英特爾卻推出了 22nm 產(chǎn)品,這標(biāo)志著英特爾在半導(dǎo)體行業(yè)中領(lǐng)先其他公司一個完整的工藝節(jié)點。

IDM領(lǐng)先于Foundry一個工藝節(jié)點,這是一場輝煌的勝利,但并非是獨屬于IDM的勝利,事實上,直到 2006 年英特爾推出 65nm 時,才開始拉開與其他公司的差距。

花了7年時間反超臺積電一個身位,英特爾是怎么做到的呢?

此時就不得不提到英特爾在2005年引入的一種激進的開發(fā)模式——Tick-Tock,在這一模式下,微架構(gòu)的變化與工藝縮小保持同步,英特爾大約每12-18個月就會在"Tick"和"Tock"之間交替。

具體而言,每次Tick,英特爾都會根據(jù)摩爾定律推進其制造工藝技術(shù)。每一個新工藝都引入了更高的晶體管密度,并帶來許多其他優(yōu)勢,比如更高的性能和更低的功耗。在Tick階段,英特爾將其上一代微架構(gòu)應(yīng)用于新工藝,這本身就帶來了更好的性能和節(jié)能效果。在這個階段,通常只引入輕量級的功能和改進。

而在每次Tock中,英特爾會利用他們在"Tick"階段使用的新制造工藝來生產(chǎn)一個全新的微架構(gòu)。這一新微架構(gòu)是以新工藝為基礎(chǔ)設(shè)計的,通常會引入英特爾最新的大型功能和特性。在這一階段,通常會添加新的指令集。

這一模式讓英特爾走在了Foundry的前面,但也讓它背負(fù)了巨大的成本壓力,原因無他,臺積電這樣的代工廠可以用幾個客戶的錢來建廠、買設(shè)備和改善工藝,而這些客戶中不乏蘋果這樣的巨頭,而英特爾所能依仗的,只有自己在PC上的一畝三分地。

在如此大的壓力之下,英特爾也有過開放晶圓代工廠的嘗試。

2010 年初,英特爾在內(nèi)部成立了英特爾定制代工 (ICF) 部門,但自成立以來,ICF只宣布了六家客戶:Altera(后續(xù)被英特爾收購)、Achronix Semiconductor、Tabula(已guanbi )、Netronome、Microsemi 和 Panasonic,相比之下,其他代工廠往往擁有數(shù)百家客戶。

“代工業(yè)務(wù)繼續(xù)表現(xiàn)良好,”英特爾首席執(zhí)行官在接受《EETimes》采訪時表示?!拔覀冇辛诵驴蛻簟ltera 就是其中之一。很多與我們合作的客戶在準(zhǔn)備上市之前都不愿意宣布,因為他們與其他代工廠有合作關(guān)系。他們想保持低調(diào)。但我們一直在努力獲得新客戶?!?/p>

但事實并非如此,分析師表示,到2015年8月為止,IFC 尚未在代工市場獲得任何實質(zhì)性的市場份額,英特爾還對 IFC 的持續(xù)努力、未來計劃、前景和客戶守口如瓶,總之所謂的代工業(yè)務(wù)是一片混沌,外界也知之甚少。

從2015年來看,盡管英特爾擁有業(yè)界最精湛的制程技術(shù)以及世界一流的服務(wù)(如測試和封裝)。但據(jù)非官方消息稱,英特爾的收費高于GF、三星和臺積電等公司,這可能嚇跑了很多潛在客戶。此外,由于英特爾的制造技術(shù)是專為英特爾產(chǎn)品而設(shè)計的,至少部分客戶在花費數(shù)百萬美元進行設(shè)計支持后,設(shè)計出現(xiàn)了問題。

正因如此,許多無晶圓廠半導(dǎo)體開發(fā)商開始逐步懷疑起了英特爾的誠意,最終放棄與英特爾定制代工廠合作的念頭,當(dāng)然更致命的是,英特爾在后續(xù)還將 10nm 工藝的推出時間推遲到 2017 年,而臺積電和三星代工廠則比 IFC 更早提供 10nm 技術(shù)和服務(wù),天平徹底傾向了對英特爾不利的一面。

英特爾曾經(jīng)擁有世界上最先進的晶圓代工廠,但這種優(yōu)勢并沒有轉(zhuǎn)換成真金白銀,放不下身段的它拱手把機會讓給了臺積電。

落后與崩盤

當(dāng)開頭黃仁勛語出驚人之際,英特爾正準(zhǔn)備對智能手機處理器業(yè)務(wù)展開全面進攻,因為在前一年,智能手機的銷售量首次超過了個人電腦的銷售量——英特爾需要盡可能多的訂單,來保障工廠的技術(shù)領(lǐng)先地位。

但我們都知道,英特爾在移動市場最后以慘敗作為結(jié)局,最終這一市場被蘋果、高通和聯(lián)發(fā)科等廠商所占據(jù),但這一失敗并非一朝一夕的事情,英特爾比蘋果高通更早開始在移動端的進行布局,英特爾推出的 XScale 處理器,曾經(jīng)讓英特爾成為3G 時代智能手機處理器的最大供應(yīng)商。

但英特爾自己放棄了,距離iPhone初代發(fā)布還有幾個月時,英特爾以 6 億美元的價格將整個 XScale 產(chǎn)品線出售給 Marvell,它自己放棄了這個得來不易的移動市場機會。

當(dāng)我們回顧歷史時,不能理解英特爾做出這一決策更深層次的原因。

英特爾與微軟一樣,是由IBM成就的:為了滿足其客戶群日益增長的需求,這家大型主機制造商將PC技術(shù)的許多部分外包給第三方供應(yīng)商,其中最重要的是來自微軟的操作系統(tǒng)和來自英特爾的處理器。這為英特爾接下來的35年策略——以及巨大的利潤——奠定了基礎(chǔ)。首先,英特爾x86設(shè)計的主導(dǎo)地位得以確保,因為它與DOS/Windows緊密集成:具體來說,DOS/Windows創(chuàng)造了一個開發(fā)者和PC用戶的雙邊市場,而DOS/Windows只能運行在x86架構(gòu)上。

由于和AMD的競爭關(guān)系,英特爾加倍努力推進自己的集成:即x86芯片的設(shè)計和制造。英特爾投入巨額資金用于創(chuàng)造新的、更快的設(shè)計,同時也投入巨額資金用于推動摩爾定律極限的越來越小、越來越高效的制造工藝。

英特爾代表的不止是IDM,而是一種集成的方法論,把芯片設(shè)計到芯片制造的全流程掌握在手里,以獲得最大的利潤。

但它的主要對手——臺積電則不同,1987年,張忠謀創(chuàng)立了臺灣積體電路制造公司(TSMC),承諾“誠信、承諾、創(chuàng)新和客戶信任”。誠信和客戶信任意味著張忠謀承諾臺積電永遠(yuǎn)不會與客戶競爭,而是專注于制造。

這是一個完全新穎的想法:當(dāng)時所有芯片制造都像英特爾一樣是集成的;那些只專注于芯片設(shè)計的少數(shù)公司必須爭奪集成器件制造商(IDM)的多余產(chǎn)能,而這些IDM有可能竊取設(shè)計并在需求增加時優(yōu)先生產(chǎn)自己的芯片。臺積電則提供了一個更具吸引力的選擇,即便他們的代工能力暫時落后。

1990年代末期,專注于圖形芯片的公司爆發(fā)式增長,其中幾乎所有公司都依賴于臺積電的制造能力,而這些業(yè)務(wù)的增加反過來讓臺積電有更多資金投入到代工能力的提升中。

與英特爾恰恰相反,臺積電代表的是一種分工模式,它只干好自己分內(nèi)的事,不求最多的利潤,但求穩(wěn)定的收入,當(dāng)無晶圓廠崛起時,專注的臺積電取得了巨大的成功。

但臺積電當(dāng)時的成功不足以動搖英特爾的地位,直到ARM和移動市場的崛起:

許多新興的無廠設(shè)計公司正在開發(fā)直接替代英特爾芯片的產(chǎn)品,用于通用計算。絕大多數(shù)這些產(chǎn)品基于ARM架構(gòu);

專用芯片由無廠設(shè)計公司設(shè)計,越來越多地用于以前由通用處理器處理的操作,諸如機器學(xué)習(xí)、加密貨幣挖礦等應(yīng)用不僅推動了圖形芯片發(fā)展,還催生了各類專用芯片,而這些芯片往往都由臺積電等公司代工。

與此同時,臺積電、GF和三星,依靠前兩個因素帶來的收入,繼續(xù)投入更多資金用于新制程工藝,從而形成了一個良性循環(huán)。

與此同時,英特爾卻陷入到前所未有的困境當(dāng)中,在移動領(lǐng)域,它沒有為蘋果和安卓生產(chǎn) ARM 芯片,而是認(rèn)為通過利用其制造能力來制造更高效的 x86 芯片可以贏得勝利。

英特爾對非通用處理器(尤其是顯卡)采取了同樣錯誤的做法:它推出的Larrabee 架構(gòu)是一款基于 x86 的顯卡芯片,它基于利用英特爾的集成,而不是真正滿足市場需求。

更大的危機出現(xiàn)在設(shè)計方面:當(dāng)AMD 通過其 Ryzen 處理器不斷創(chuàng)新時,英特爾卻仍在銷售三年前設(shè)計的 Skylake 的變體,根據(jù)英特爾前工程師 Francois Piednoel 的推文,該公司有機會將全新的處理器技術(shù)設(shè)計引入其 14nm 制程,但管理層決定不這樣做。

而后,英特爾無法將其主要的新型制造技術(shù) 10nm 投入量產(chǎn)。當(dāng) 10nm 無法按計劃投入生產(chǎn)時,英特爾已經(jīng)來不及將最初基于 10nm 技術(shù)開發(fā)的新處理器設(shè)計之一移植到其較舊的 14nm 技術(shù)上……

英特爾的管理層在2018年左右,仍然認(rèn)為設(shè)計和制造被認(rèn)為永遠(yuǎn)是步調(diào)一致的,而當(dāng)制造出現(xiàn)問題時,引發(fā)了一場蝴蝶效應(yīng),整個公司開始往深淵墜落。

多年來,英特爾堅持整合模式帶來了驚人的利潤率,因而每當(dāng)有改變模式的可能時,英特爾的高管都會選擇保住這些利潤率。但這種思維方式讓英特爾的日子越來越難過,為了保證利潤,英特爾在PC市場發(fā)展放緩時,加大高端產(chǎn)品如數(shù)據(jù)中心的投入來保證利潤,忽視了更多領(lǐng)域的發(fā)展,當(dāng)AMD依靠臺積電代工突入這一市場時,英特爾開始了崩盤。

失敗與折戟

對于英特爾來說,走上IDM 2.0似乎是必然選擇,即使基辛格沒有掛帥,英特爾大概率也會進行分拆,單靠PC處理器和數(shù)據(jù)中心,已經(jīng)無法支撐7nm以后晶圓廠的昂貴代價。

但英特爾依舊在過去一個多月里經(jīng)歷了至暗時刻,平心而論,英特爾現(xiàn)在的處境不是基辛格的問題,而是它過去十幾年年犯下的錯誤的最終結(jié)果,但更大問題是,基辛格仍然相信英特爾,而市場和資本似乎已經(jīng)不再相信藍(lán)色巨人。

英特爾最近的財報電話會議存在三方面的問題:

從技術(shù)上講,英特爾有望在四年內(nèi)實現(xiàn)基辛格承諾的五個節(jié)點,但他們尚未真正擴展任何一個節(jié)點,回顧英特爾 10nm 的失敗:該公司在技術(shù)上可以制造 10nm 芯片,但他們無法從經(jīng)濟上做到這一點,現(xiàn)在關(guān)于英特爾 3 的問題尚未解決,更不用說明年承諾的 18A 了。

英特爾正在大力推進其 Lunar Lake 架構(gòu),因為這是該公司唯一能與微軟 CoPilot + PC 計劃所依賴的高通 ARM 架構(gòu)相競爭的設(shè)計;問題在于 Lunar Lake 的架構(gòu)(包括其 CPU)都是由臺積電制造的,這既令人尷尬,對利潤率也有很大的影響。

基辛格一直努力實現(xiàn)的目標(biāo)是 18A節(jié)點,但英特爾尚未宣布真正致力于大規(guī)模的合作伙伴。是的,該公司正在與許多人進行談判,并聲稱達成了一些秘密協(xié)議,但它自己也在加大對臺積電的投入,而這顯然不會讓第三方放心去用英特爾代工。

英特爾為了挽救公司,除了裁員外,只能靠賣業(yè)務(wù),傳言中的出售Altera,出售Mobileye股份,甚至出售芯片設(shè)計部門,但新的問題又來了,賣完這些之后的英特爾,靈魂又在何處呢?

本文為專欄作者授權(quán)創(chuàng)業(yè)邦發(fā)表,版權(quán)歸原作者所有。文章系作者個人觀點,不代表創(chuàng)業(yè)邦立場,轉(zhuǎn)載請聯(lián)系原作者。如有任何疑問,請聯(lián)系editor@cyzone.cn。


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