人們總是樂于爭論全球半導體工業(yè)誰是老大這一話題,但Intel作為處理器和晶體管技術的領軍企業(yè)是大部分人都認可的。Intel的行業(yè)地位讓它在過去幾十年日子過得很滋潤,在PC和服務器處理器的壟斷地位,尤其是服務器芯片97%的市場份額,讓Intel有足夠的資金砸向研發(fā)。
但除了晶體管和處理器研發(fā)之外,Intel還要花費數十億美元建立能將研發(fā)成果產品化的晶圓工廠。晶圓代工本來就是一個靠規(guī)模化生產才能賺錢的買賣,Intel基于現有的產能選擇為其他廠商做代工來擴大生產規(guī)模完全符合邏輯。畢竟,Intel面臨來自臺積電(TSMC)、三星(Samsung)、格羅方德(GlobalFoundries)的競爭壓力。
但Intel這種“搶飯碗”的戰(zhàn)略意欲何在?有多大的可行性?會遇到什么樣的困難?
Intel晶圓代工廠
對于Intel發(fā)力晶圓代工,臺積電董事長張忠謀曾指出:“Intel并不是專業(yè)晶圓代工廠,只是把腳伸到池里試水溫,相信其會發(fā)現水是很冰冷的?!?/p>
張忠謀甚至引用了斯大林格勒戰(zhàn)役,他表示,戰(zhàn)役對蘇聯來說是生死問題,但對德國則不是,因此,德國30萬大軍被全殲。而晶圓代工就是臺積電的斯大林格勒。臺積電從來不低估競爭者,不過,面對競爭,意志是很重要的問題,晶圓代工對臺積電是職業(yè),是生死問題,臺積電有決心防御。
2010年以前,Intel的晶圓工廠原本只負責生產自家設計的芯片,在收購Altera后,Intel開始擴大產能,并更加重視代工業(yè)務,希望能夠與三星和臺積電的10納米制程工藝抗衡,逐步跟上曾一度落后的移動設備處理器大潮。Intel于今年8月宣布將代工基于ARM架構的芯片,無疑為自己在晶圓代工市場搶占一席之地開了個好頭。
目前,Intel已經宣布將為Achronix、LG、Netronome、Spreadtrum等公司代工,覆蓋22納米到10納米的制程工藝,產品將包括網絡加速器、FPGA、移動SoC等。
顯而易見,Intel正在將主要業(yè)務從傳統(tǒng)的PC和服務器處理器,轉向數據中心、物聯網等新領域。當然,每次重大的轉型都會伴隨著陣痛,過去幾年里,Intel經歷了退出移動處理器市場、收購McAfee、大規(guī)模裁員、收購Altera等重大事件。
不管結果如何,這家傳統(tǒng)芯片巨頭是鐵了心要殺入人工智能(AI)、物聯網(IoT)、虛擬現實(VR)等目前最火爆的市場了。
Intel的AI時代新戰(zhàn)略
下圖是Intel從2015年三季度到2016年三季度的收入構成,可以看出Intel正在轉向云業(yè)務、高性能計算,以及深度學習。在IoT領域,則專注于工業(yè)物聯網、虛擬現實、自動化、無人機,以及可穿戴設備。
這次的轉型的戰(zhàn)略也不同于往常:與其從無到有去研發(fā)一項技術,Intel更傾向于與其他科技公司展開合作,比如Google、寶馬、Mobileye(曾為特斯拉提供Autopilot自動駕駛技術)等。Intel也在通過一系列收購和內部管理調整,來使自己成為未來多元化的芯片供應商。
特朗普為Intel帶來了新希望?
在移動處理器制造方面,Intel落后于三星和臺積電是顯而易見的,但現在美國政府換屆很可能會給Intel帶來了一個千載難逢的新機遇。
美國當選總統(tǒng)唐納德·特朗普(DonaldTrump)在競選時就明確表示,會竭盡所能將制造業(yè)遷回美國國內,增加美國當地的就業(yè)機會。隨著特朗普的最終當選,當初被科技巨頭們所不齒的這位地產大亨貌似要動真格的了!
美國時間12月14日,特朗普召集11家科技巨頭的掌門人開吹風會,表明接下來的政策將不同于往屆政府:你們搬回美國來,錢的事兒好說,有什么搞不定的直接給我打電話。言下之意非常明顯,不回來的自己看著辦。
據美國非營利機構“公民稅收爭議組織”(CitizensforTaxJustice
)統(tǒng)計,美國跨國企業(yè)海外避稅資產高達2.4萬億美元,被特朗普叫去開會的11家科技企業(yè)占到了其中的四分之一,約5600億美元。
根據美國相關法律,這類海外資產需要繳納高達35%的所得稅。但科技企業(yè)在避稅方面顯得技高一籌,因為它們的價值更多是建立在非物質化的知識產權上,而非固定的工廠、土地等。所以,只要不違法,它們寧愿冒著被罵被調查的風險,也不愿意把資產轉移回美國本土,除非有重大的稅收減免。
然后,作為補償,特朗普真的有可能為這些科技巨頭送上了一份大禮:他曾提議,將美國企業(yè)回流本土的海外資金稅率降低到10%。打開計算器,如果這一政策落實,稅率將從35%一下子驟降到10%,這將為“特朗普科技峰會”那一屋子人節(jié)省約1400億美元!
以Intel為例,該公司在上述那一屋子人里面的海外資產名列第七,約269億美元。這就意味著,如果美國科技公司要將生產制造搬回本土,Intel將節(jié)省近70億美元。而且,隨著軟銀、富士康美國投資計劃的公布,怕是連蘋果公司也要考慮是否要跟著富士康回美國了。
反觀像Nvidia、高通等自己沒有晶圓工廠、全部依靠臺灣和韓國的制造商們生產產品的公司恐怕要面臨大麻煩。如果需要繳納的附加稅超過美國本土的生產成本,這些公司必然會考慮尋找美國國內的代工商。
何況,Intel的芯片工藝本來就是世界一流,這些被“逼”回美國本土的訂單無疑將成為Intel的囊中之物,Intel也將得益于此進一步強化自己的晶圓代工能力。
Intel為芯片代工業(yè)務做了哪些準備?
Intel在采用14納米制程工藝后成本效益開始增加,讓Intel更加堅定了快速轉向10納米工藝的決心,并將于2017年底推出全新架構的的CannonLake處理器。
然而,Intel姍姍來遲的10納米工藝卻被競爭對手三星和臺積電搶了先:三星10納米工藝的處理器已經開始量產,高通最新的驍龍830就是有三星負責生產;臺積電的10納米生產線目前也基本布局完畢,將于明年上半年投產。
目前,Intel的晶圓工廠已經與ARM達成了合作,為聯想(Lenovo)提供移動芯片產品,這也是Intel代工業(yè)務的第一個大單。
Intel也在重新審視公司的技術路線,將把以前的每兩年提升一次制程工藝、推出兩款處理器的周期,延長到每三年提升一次、推出三款處理器。這個技術路線圖已經從14納米工藝的第三款處理器KabyLake開始執(zhí)行。
但有意思的是,傳言Intel可能在2018年初,繼2017年底推出基于10納米工藝的第一款處理器后,再推出一款14納米工藝的處理器CoffeLake,這將是歷史上首次市場上同時出現兩款不同制程工藝的Intel產品。
此外,Intel在出售McAfee多數股權后,有望在明年將運營成本減少10-15億美元,這筆釋放出的費用也極有可能投入到晶圓代工業(yè)務方面。
競爭對手已采取行動
多年以來,Intel都一直認為,相較于主要競爭對手臺積電,自己現有的14納米的芯片制造工藝和即將面世的10納米工藝更具優(yōu)勢,所生產的芯片密度也會更高。Intel解釋說,密度更高的芯片可以降低單個晶體管的成本,相比較而言,這種高密度生產技術產出的芯片,在同類產品中可以稱得上是密度價格比最高的了。
事實上,Intel今年早些時候就聲稱,雖然同樣都是10納米制造工藝,但其在邏輯密度上的優(yōu)勢比對手足足領先一代。
Intel的這一說法的確可信,事實也已經表明他們的10納米工藝所生產出來的芯片在尺寸上要比競爭對手小得多。然而,Intel貌似忽略了其真正的競爭對手并非臺積電的10納米工藝,而是其最新的7納米工藝。
不湊巧的是,臺積電最近剛剛透露了一條關于7納米生產工藝的關鍵技術的消息,這也就基本證明了,Intel的產品在芯片密度這一指標上的優(yōu)勢已不復存在。
臺積電的7納米SRAM單元
通常對比相同密度芯片、不同生產工藝的有效方法就是建立起一個相同的結構——比如,相同的SRAM(靜態(tài)隨機存儲器)。據Intel披露,其使用14納米所生產的高密度SRAM單元的尺寸只有0.0499平方微米,這顯然優(yōu)于臺積電20納米或16納米的制造技術。
然而,最近臺積電又公布了其7納米工藝所生產的高密度SRAM單元的尺寸已經縮小到只有0.027平方微米了——只相當于Intel的一半。而Intel如果想要重新奪回其在這方面的領先優(yōu)勢,就必須要把它的高密度SRAM單元至少縮減54.1%。
Intel的10納米工藝與臺積電7納米工藝對比
比較了Intel連續(xù)幾代的高密度SRAM單元就會發(fā)現,每一代產品尺寸的比例系數相較于上一代基本都維持在0.54左右。
Intel的45納米高密度SRAM單元的確非常粗糙,但到了32納米階段,就有很大幅度的改善。而當發(fā)展到22納米和14納米時,高密度SRAM單元的尺寸依舊在縮小,只不過縮小的比例都小于0.5,和上一代相比降幅沒有那么大而已。
但只要Intel可以將這一發(fā)展勢頭保持下去,那么它10納米工藝所生產出來的高密度SRAM單元就可以與臺積電的7納米工藝相抗衡。
當然,只是這一次Intel不能再宣稱其“領先一代”的說法了。
Intel的新處境
由于14納米和10納米工藝的研發(fā)滯后,Intel已經喪失了曾領先兩年的優(yōu)勢地位,落到了與三星、臺積電齊頭并進的境地。更糟的是,Intel仍沒有找到重返領先地位的正確姿勢。。
與此同時,臺積電則正竭盡全力要在芯片密度這一指標上追上Intel,就公開消息判斷,他們計劃每兩年就要對他們芯片的尺寸進行進一步縮小。
臺積電意欲發(fā)力7納米制程工藝,以擊敗三星和Intel,并將在2017年上半年試投產
而Intel的前景就不太樂觀了,據稱他們準備將10納米的工藝一直沿用三代,不過每一代的晶體管的性能都將得到提升,但即便如此Intel也已經很難在芯片尺寸這一指標上趕上臺積電了。
從商業(yè)的角度來講,芯片喪失在尺寸上的優(yōu)勢對于Intel來講打擊最大的就是潛在客戶的流失。Intel計劃在移動設備和網絡基礎設施兩個領域發(fā)力,如果他們的晶體管表現的和曾經的芯片一樣具有優(yōu)勢的話,那么就仍會對客戶具有吸引力。
美國制造VS中國臺灣制造
按Intel和臺積電目前的技術路線圖和商業(yè)布局來看,兩家公司可能在2018年或2019年展開正面交鋒。
這場交鋒中有兩家企業(yè)變得非常重要:Nvidia和蘋果。
先說Nvidia。即便在整個PC出貨量下降的大背景下,Intel在游戲領域的表現還是非常引人矚目。游戲產業(yè)也成為了為數不多的Intel微處理器“殺手級”應用。但除了更快的中央處理單元(CPU),圖形處理單元(GPU)對于游戲市場來說更為重要。
專門開發(fā)新的GPU產品或者收購市場上現有相關公司顯然不在Intel的考量范圍內。但與圖形處理市場的主要玩家Nvidia合作,幫助其生產處理器顯然是一個不錯的切入點。
但別忘了,Nvidia與臺積電的合作關系相當緊密,要說服Nvidia放棄“臺灣產”而轉投“美國造”顯然不是一件容易的事,尤其是那些高附加值的游戲專用芯片產品。但隨著特朗普的上臺,Nvidia可能最終要面臨抉擇,Intel當然也有機可乘。
再說蘋果公司。如果說某個移動芯片業(yè)務能讓Intel感到興奮,那無疑會是來自蘋果公司的訂單。蘋果公司每年有幾百萬的高端手機與平板電腦處理器需求,對代工商來說,能夠代工制造這些蘋果公司設計的處理器,這就意味著數十億美元的收入。
歷史上看,三星和臺積電一直以來為蘋果提供代工服務。A7處理器之前一直由三星代工,A9則由兩家瓜分了訂單,A8和A10的訂單則由臺積電全數吃下。
雖然蘋果公司一向以對下游廠商的“霸王條款”聞名,但這并不意味著它不會選擇市場上最好的產品。更何況已有消息稱,Intel正在和蘋果公司接觸,爭取將部分A系列處理器挪回美國本土、使用其10納米制程工藝來生產。加之,Intel已經獲得ARM架構移動處理器的代工授權,將進一步加速其贏得蘋果的訂單。
甚至有市場分析師直接指出,Intel將在2018年代工蘋果的A12處理器。這個時間節(jié)點正好是臺積電7納米工藝的量產期,雙方的正面交鋒在所難免。但考慮到Intel的10納米工藝成熟度,蘋果公司哪怕愿意向Intel下訂單,可能也得等到2019年了。
臺積電在面臨各種外部猜測時也沒有過多解釋。他們表示,相信自己的產品穩(wěn)定性和交付速度。以臺積電目前在代工市場的地位,還不用太擔心。
但未雨綢繆的工作也是要做的,鴻海集團董事長郭臺銘聯合軟銀集團CEO孫正義遞交給特朗普的那張親筆簽名的“投資承諾書”,明顯是要加強臺灣半導體制造業(yè)在美國本土的存在。
當然,Intel之于美國,臺積電之于中國臺灣,都是半導體產業(yè)至關重要的存在。成敗與否,除了純粹的技術競爭,還有諸如政治氣候、公司戰(zhàn)略、生產成本等諸多因素的影響。比如,特朗普新政策的出臺,就有可能改變全球半導體行業(yè)的生產布局。
目前看來,Intel在移動芯片領域奮起直追的路上,遇到了一個絕佳的機會,此刻選擇在晶圓代工領域發(fā)力,就很容易理解了。