英特尔又站在历史的十字路口

英特尔又站在历史的十字路口,第1张

近日,据彭博社报道称,英特尔正在就将部分高端芯片外包代工的可能性与台积电、三星方面进行洽谈。最终结果或将在两周之后,英特尔的财报会议上正式公布。

据知情人士透露,因为三星在制程工艺上要稍微落后于台积电,所以英特尔更倾向于转向台积电寻求代工支持,舆论也普遍认为台积电在这次竞争中更有优势。实际上早在2020年7月就有媒体称,英特尔与台积电达成了协议,预订了台积电明年18万片6纳米芯片的产能。

无论最终英特尔是否会选择将高端芯片外包代工生产,又或是在台积电和三星中选择哪一方,这个艰难的抉择背后都是英特尔的无奈与“断腕”决心。

对于芯片行业而言,刚刚过去的2020年并不平静。英伟达400亿美元拿下了ARM、AMD350亿美元收购赛灵思、苹果拿出了第一款基于ARM架构的PC芯片M1,并且在性能和功耗上吊打了市场内所有竞争对手。

反观英特尔,依旧没能拿出它的7nm芯片。

回顾英特尔过去一整年的经历,就会发现它正在一点一点靠近那个令人恐惧的“悬崖边”。

去年年初,英特尔凭借着2019年相对不错的财报迎来了一波利好,市值一度逼近3000亿美元大关,达到了有史以来创纪录的2978亿美元。

高光时刻过后,等待它的就是灰色的2020之殇。

7月24日,二季度的财报会议上公司CEO鲍勃·斯旺无奈宣布——7nm CPU及整改7nm产品组合跳票,将会至少推迟6个月的时间。根据现有的规划,10nm台式机CPU Alder Lake、10nm服务器CPU Sapphire Rapids将在2021年下半年开始量产。至于7nm的CPU,则要等到2022年下半年或者2023年才会亮相。

虽然用户早已经习惯了英特尔在制程工艺上的拖延,但这次消息公布后投资人还是给了英特尔一记重拳。第二天,英特尔股价暴跌了16.24%。

紧接着的三季度财报,由于出现了营收和净利润的双重下滑,财报公布当天英特尔的股价再度暴跌10.58%,市值蒸发了260亿美元。

直到目前,英特尔也仅仅在用于笔记本的移动端产品上使用了基于10nm工艺的低功耗版11代酷睿处理器。在桌面端依然是14nm工艺,10nm的工艺预计在今年下半年才会正式推出。

而反观台积电方面,早在2018年就已经量产了7nm,5nm也开始实现稳定出货,华为麒麟9000以及苹果的A14和M1均是基于5nm工艺的产品。另外,3nm、2nm等更为先进的制程工艺也在积极布局中,根据相关媒体的报道,目前台积电2nm工艺已经取得重大突破,研发进度超前。业界普遍看好其2023年下半年风险试产良率,甚至可能会达到90%。

显然,在芯片的制程工艺上英特尔完全落后于业界先进水平,那么英特尔现在是否已经落伍?

从市盈率上来看,AMD的市盈率都要明显高于英特尔。对此,有芯片行业观察人士对懂懂笔记表示:“英特尔相较于过去的巅峰肯定有一定程度的衰退,而且从时间节点上来看,英特尔确实是落后了很多,但如果说明显落伍倒不至于。”

该人士指出:“台积电的工艺密度其实一直都是偏低的,英特尔已经实现量产的10nm工艺在晶体管密度上甚至要领先于台积电的7nm。另外,一直拖延的7nm据传也与台积电的5nm实力相当。”在该人士看来,目前台积电的5nm仍在大面积出货,英特尔的7nm还没走出实验室,“时间上的差距的确客观存在。”

如果说制程工艺上的落后可以通过放下身段(委外代工)来弥补,那么X86被这个新时代抛弃或许才是真正让英特尔恐惧的大事。

虽然制程工艺上的落后导致英特尔近两年在高端芯片领域频频受挫,但过去数十年积累下来的市场份额依然坚挺,至于X86则是英特尔的绝对顶梁柱。

根据调研机构Mercury Research的数据显示,截止在2019年第四季度的整个x86处理器市场上,Intel占据着84.4%的份额,AMD则是15.5%,二者之间差了仍然5.4倍。

细分市场方面,桌面端英特尔的市占率为81.7%,同比下滑2.3%,AMD为18.3%同比增长52.4%;笔记电脑为代表的移动市场,英特尔为 83.8%同比下滑4%,AMD则是16.2%同比上涨4.1%;IoT物联网领域,英特尔占据84.6%,AMD为15.4%;至于服务器领域,英特尔更是高达95.5%(同比微跌1.3%),AMD为4.5%同比上涨4.1%。

由此可见,英特尔目前在x86处理器市场上依然拥有绝对领先的地位。但同时也可以发现,AMD在各个细分市场抢夺英特尔蛋糕的速度在明显加快。

更为重要的是,诞生至今43年的X86架构似乎正在被这个时代抛弃。

一个重要的事件,就是英特尔宣布7nm跳票的前一个月,库克宣布苹果与英特尔分手,结束两家15年的合作。在去年双十一,苹果还正式推出了三款搭载基于ARM架构自研芯片M1的笔记本产品。

从芯片表现来看,除了部分软件尚没有完美适配之外,M1一改过去ARM芯片在PC领域性能孱弱的固有印象,无论是从功耗还是性能上来看都完胜英特尔的同期产品。“PC电脑用高性能英特尔X86架构,移动互联网则是ARM架构领先”这一过去多年来的行业共识,正在被逐步改变。

当然,目前在更专业的高端芯片领域,英特尔还有着以低功耗著称的ARM架构芯片无法比拟的优势。以苹果为例,现在的M1芯片显然无法承担起iMac 、iMac Pro 甚至Mac Pro这些有着超高性能要求的桌面级产品。很可能未来会有更高性能的ARM芯片出现,但至少不是现在。

不过对于苹果而言,如果仅仅是推出了一款很厉害的PC芯片或许并不值得英特尔过多的担心,但外界更看重的是M1芯片背后整个生态的变化。

对此,有互联网行业分析师对懂懂笔记表示:“苹果最大的优势在于,它是全球唯一一家拥有自研芯片和 *** 作系统的公司,现在移动芯片和PC芯片同样都是基于ARM架构以后,苹果在不同设备之间的生态连接也更加便利。最重要的是苹果给业界立了一个榜样,ARM架构是完全可以胜任PC产品的,而且使用体验要更好。”

或许是看到了M1的强势表现,其他企业也开始对ARM架构的PC芯片展示出了浓厚的兴趣。

近期有外媒曾爆料称,目前AMD正在研发同样基于ARM架构的PC芯片以作为M1的竞品,并且分为了集成内存和未集成的两种产品型号。

一旦“Wintel 联盟”破碎,对于在X86处理器市场占比超过84%的英特尔而言,才是最致命的。

虽然我们不能就此断定X86将会很快被这个时代抛弃,但只要这样的苗头出现,作为市场主导的英特尔就必须拿出万分的警惕。

2005年,销售出身的保罗·欧德宁终于坐上了CEO的宝座,成为了英特尔公司 历史 上的第五任CEO。

上任首年,他就成功为英特尔拿下了苹果Mac的订单。那张苹果发布会上欧宁德手捧着一整块晶圆穿着兔子服与乔布斯的合影照片,就是来自于第二年的苹果WWDC大会。

不过欧德宁拿下了苹果也错过了苹果,上任之后这位更注重效率的CEO裁撤了面向移动业务的“StrongARM”项目。据称,当时乔布斯极力建议其留下StrongARM项目,为iPhone提供CPU产品。

但欧德宁认为X86也能满足iPhone的需求,拒绝了这个要求。最终没有看中X86的乔布斯直接沿用了iPod的三星ARM架构芯片,这也导致英特尔错过了iPhone这个拥有划时代意义的产品。或许,同时错过的还有进军移动芯片市场的最佳时机。

此后,虽然英特尔多次尝试进军移动芯片市场,但却屡屡受挫。据《财富》的统计数据显示,仅仅在 2013 年至 2014 年间,英特尔在移动领域就损失了近 70 亿元美元的收成。后来欧德宁也坦承“错过iPhone是自己职业生涯中最后悔的一件事”。

如今英特尔又站在了当年一样的转折点——芯片制造是个需要大量资金不断投入的领域,但目前英特尔的技术进程显然已经要大幅落后于台积电、三星等竞争对手。

作为目前全球唯二坚持IDM模式的芯片巨头,如果选择像格罗方德那些企业一样放弃高端制程技术投入,甚至像当年AMD那样完全剥离芯片制造业务,或许也是一条必由之路。

就两个星期前,亿万富翁投资者丹尼尔-勒布在给英特尔董事的一封信里,就在极力敦促其考虑剥离制造业务。

勒布称,英特尔曾是“创新微处理器制造的黄金标准”,但是目前已落后于台积电和三星等竞争对手。同时他还认为,英特尔正面临来自苹果、微软和亚马逊等大型 科技 公司定制芯片的竞争威胁,英特尔必须提供新的独立解决方案以留住客户。

这是一个困难的抉择,无论哪种选择都有合理的理由。

对此,上述芯片行业观察人士也对懂懂笔记表示:“无论哪一种选择,好处和坏处都非常明显。如果放弃IDM模式,可以参考AMD的经历,其早就卖掉了晶圆厂,此后依靠着台积电让自己成功实现了逆袭,营收、股价都一路上涨;而英特尔在芯片设计上的能力搭配上台积电的先进晶圆生产技术,也可以在很短时间上提升产品力,同时英特尔也能将更多的资金投入到芯片设计、数据中心、XPG战略等方向。”

但是此举的负面影响也很明显,“从另外一个角度看的话,一手抓的IDM相比较fabless+foundry的模式更有利于产品设计结构的优化,这也是为什么英特尔的10nm技术并不落后于台积电7nm的原因,这种方式也能带来更好的利润。”

这是一个极其纠结的抉择,但英特尔没有太多的时间去考虑了,它必须尽快做出改变。

【结束语】

英特尔依然是全球第一的半导体巨头,从收入、利润、市值等方面来看它仍是数倍于AMD等竞争对手。但就像当年诺基亚CEO约玛·奥利拉在将手机业务出售给微软后说的那句话:我们并没有做错什么,但不知为什么,我们输了。

对于现在的英特尔而言,越久的拖延只能让自己的处境更加“不知错在何处”。

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黄昏时,中芯国际头顶一圈光晕,这似乎是个吉兆

30秒快读

1、先进制程的造芯工艺卡着中国公司的脖子,中芯国际作为国内唯一能够提供14纳米制程的晶圆代工企业,成为“最强备胎”,目前华为已有产品芯片转由中芯国际代工。

2、《IT时报》记者实地走访上海中芯国际,14nm芯片火热量产,7nm工艺研发多时,但碍于高端光刻机缺位,研发进展滞缓。但就像中芯国际头顶的光晕,二期产线火热建设,此次事件被认为是中芯国际“转正”的最好时机。

1999年,农田遍布的张江迎来一批特殊的拜访者,时任上海市长徐匡迪带着一群人来到这里考察,其中就有后来被称为“中国半导体教父”的张汝京。

尽管当时的张江阡陌纵横,但在张汝京眼里,这里是发展中国半导体事业的绝佳试验场,“世界芯片制造业的下一个中心将在上海。”

2000年,张汝京作为创始人的中芯国际落地张江,随后来自芯片行业的上下游企业集聚于此,包括芯片设计、光掩膜制造、封装测试、设备供应、气体供应等企业,中国的半导体产业真正在这片土地生根。

20年后,张江已成为中国的“硅谷” ;20年后,造芯却成为中国的心事,先进制程的制造工艺更成为遏制中国公司发展的卡脖子技术。

图源/中芯国际官网

5月15日,美国商务部下属负责出口管制的产业安全局(BIS)发布通知,称在美国境外为华为生产芯片的企业,只要使用了美国半导体生产设备,就需要申请许可证。这意味着,华为很可能不能再通过台积电量产自家海思设计的高阶芯片,而台积电是全球晶圆代工的顶尖企业,可以生产7nm(纳米),甚至5nm的高端芯片。

危机之下,中芯国际作为国内唯一能够提供14纳米制程的晶圆代工企业,成为“最强备胎”,目前华为已有产品芯片转由中芯国际代工。

近日,《IT时报》记者实地探访上海中芯国际,发现中芯南方厂区在火热量产14nm芯片的同时,也在抓紧建设二期产线;7nm工艺已研发多时,只是由于高端光刻机的缺位,研发进展不是很快。

01

“你看,这里一片火热”

和20年前相比,张江的变化翻天覆地,已从一个乡村小镇进阶为一座现代科学城:不仅交通发达,而且商业繁荣,充满着生活气息,这点与那些只有工厂、生活配套设施缺少的高新开发区很不一样。

5月19日,《IT时报》记者来到中芯国际,它同华虹宏力、日月光等“邻居”已和谐地融入到这座科学城中。目前,中芯国际已经开始量产14nm芯片,并拿到一笔来自华为海思14nm手机芯片的订单。

在14nm产线上工作的周豪(化名)告诉记者:“最近加班比较多,已经向客户供应了8万多批货了;产线上也在招人,比如普工、助理工程师。”由于晶圆厂自动化程度较高,周豪的工作简单且枯燥,只要把晶圆放置到设备上,其他的事交给设备即可。作为普工,他的底薪为3300元,算上加班费,每个月能挣七八千元。58同城上,一条中芯国际招聘信息显示普工月工资在5500~7500元。

相比产线上普工的工作,宋杰(化名)的工作显得高级些。在实验室工作的他,每天要做的是根据研发人员发来的Case做实验。“14nm产线设在中芯南方,去年下半年建成,今年开始量产;7~8nm的研发,也已经开展很久了。”宋杰说。

据了解,中芯南方由中芯国际、国家“大基金”(国家集成电路产业投资基金)以及上海市“地方基金”(上海市集成电路产业投资基金)以合资的方式成立,为一座12英寸晶圆厂,能满足14nm及以下先进技术节点的研发和量产计划,14nm技术也可用于主流移动平台、 汽车 、物联网及云计算。

宋杰还表示,受限于设备,中芯国际7~8nm的研发进展不是很快,做出来的成品没那么快,也没那么好,“同样一道工序,台积电只要一步就能完成,我们可能需要三四步”。高端光刻机的缺失,是其中最关键的问题,“除了光刻机,别的设备都能解决。”

早在3月,中芯国际对外公布已从荷兰ASML公司购入了相关光刻机设备,但并非是最新的EUV极紫外光刻机。

5月15日,国家集成电路基金二期和上海集成电路基金二期将分别向中芯南方注资15亿美元和7.5亿美元(合计约合160亿元人民币)。

这个消息的释放,把刚从疫情阴影里走出来的中芯南方设备供应商的热情重新点燃。一位冷却设备供应商很看好与中芯南方的合作,他们已和中芯南方签约了几千万元的生意。

“你看,这么多的工人、这么多的设备,一片火热!国家很重视芯片行业,中芯南方效益会越来越好!”他看着正在修建的中芯南方二期产线,语气间流露出兴奋之色。

据了解,在中芯国际上海厂区保留地块上,中芯南方将建设两条月产能均为3.5万片芯片的集成电路生产线(即SN1和SN2),生产技术水平以12英寸14纳米为主。记者从员工、驻厂设备商等多个信源获悉,中芯南方已完成一期建设,目前正在建设二期。

在中芯国际官网上,记者注意到,从今年年初到现在,中芯国际释放出的职位明显多于去年同期,特别是5月以来,增加了对生产运营类和业务支持类两种岗位的需求,大部分都接受应届生,比如生产线主管、设备工程师、工艺工程师、良率提升工程师、仓库管理员、助理工程师等。这或许是中芯南方14纳米新厂生产火热的一个注脚。

02

华为的“危” 中芯国际的“机”

去年5月,华为被美国商务部列入“实体清单”,谷歌、伟创力、YouTube等美国本土公司对华为按下了暂停键,为此,华为通过“自研+去美化”的方式,开启多种自救模式。

经过一年时间的调整,华为在“自研+去美化”上步步为营:先是在谷歌服务停供前推出自研的 *** 作系统鸿蒙,其后在5G基站上不再使用美国零部件,再在Mate30、P40等高端机型上降低美国零部件含量,P40系列更是首次搭载HMS以替代谷歌GMS。

相比之下,新一轮的限制将是华为真正的至暗时刻。

和芯片设计不同,芯片生产的高投入不可能完全被一家公司所覆盖,就目前而言,大多数芯片制造商依赖于KLA、LAM和AMAT等美国企业生产的设备。

中芯国际3月披露的公告显示,其采购了美国公司LAM和AMAT的设备,且采购金额较大。除了中芯国际,包括台积电在内的全球众多晶圆代工厂都是这两家厂商的客户,他们在沉积、刻蚀、离子注入、CMP、匀胶显影等领域技术领先,尤其先进制程设备,基本没有厂商可以替代这两家企业。

世纪证券一份研报显示,在半导体设备与材料方面,关键技术被欧美日垄断,LAM和AMAT这两家美国公司暂停供货影响显著,其中AMAT的产品几乎包括除光刻机之外的全部半导体前端设备。而荷兰的ASML是高端光刻机的全球第一,国内企业与其研发投入与技术实力差距甚远。

目前华为芯片制造主要依赖于台积电,美国限制升级,被解读为有可能迫使台积电对华为断供,导致华为无芯片可用。

尽管这种猜测还可能有多种变数,但华为已经启动B计划。

此前有媒体称,华为从去年下半年开始向中芯国际派驻工程师,帮助中芯国际解决其芯片生产过程中的技术问题。近期,华为已将中芯国际14nm工艺代工的麒麟710A芯片应用在荣耀Play 4T手机上。

中芯国际则被认为迎来最好时机。160亿元的大基金二期加码主要面向中芯国际14 纳米及以下先进制程研发和产能,目前14纳米产能已达6000 片/月,目标产能为每月3.5 万片。而中芯国际最新发布的2020 年一季报显示,一季度营收9.05亿美元,同比增长35.3%,环比增长7.8%。此外,中芯国际决定将2020 年资本开支从 32 亿美元上调至 43 亿美元,增加的资本开支主要用于对上海300mm晶圆厂以及成熟工艺生产线的投资。

03

“转正”的期待

然而,无论对华为还是中芯国际而言,依然有跨不过去的门槛。

与台积电相比,中芯国际的工艺相对落后。现阶段中芯国际的工艺还停留在14nm,这是台积电4年前的技术,而台积电7nm工艺已大范围普及,几乎是如今各品牌5G旗舰手机和主流芯片的标配。根据规划,台积电今年开始量产5nm,2022年开始3nm的规模量产,甚至已规划好2nm。

图源/台积电官网

据了解,此次美国限制升级前,华为海思已加速将芯片产品转至台积电的7nm和5nm,只将14nm产品分散到中芯国际投片。但如果120天之后,无法使用台积电的5nm工艺,华为的5G旗舰手机可能要面对工艺制程的竞争压力。

最新消息是,5月21日,台积电拿下了苹果5nm处理器的全部订单,下半年苹果的多款5G版iPhone处理器将采用5nm工艺,而华为此前发布的14nm制程的荣耀Play 4T手机只是千元出头的中低端手机。

产能也有较大差距。中芯国际目前14nm月产能仅2000 ~3000片,预计到年底扩大到1.5万片,但这无法满足华为的胃口。台积电2019年财报显示,华为为其一年贡献了近350亿新台币的营收。

更何况,中芯国际下一代制程何时能投产,才是“最强备胎”能否转正的关键。

今年2月举行的2019年四季度财报会议上,中芯国际联席CEO梁孟松首次公开了中芯国际N+1、N+2代FinFET工艺情况。相比于14nm,N+1工艺性能提升20%、功耗降低57%、逻辑面积缩小 63%、SoC面积缩小55%,这意味着除了性能,N+1其他指标均与7nm工艺相似,之后的N+2工艺性能和成本都更高一些。梁孟松表示,在当前的环境下,N+1、N+2代工艺都不会使用EUV工艺,等到设备就绪之后,N+2之后的工艺才会转向EUV光刻工艺。事实上,台积电也是在第三代7nm工艺才开始引入EUV。

对此,电子创新网CEO张国斌表示:“制程越小,工艺越高级,IC里的线宽越小,就需要更高级的光刻机;尽管EUV技术对7nm制程不是必需的,但EUV技术的注入能提高良品率,效果好。”

2019财报会议上,中芯国际表示N+1工艺的研发进程稳定,已进入客户导入及产品认证阶段。之前该公司表示去年底试产了N+1工艺,今年底会有限量产N+1工艺。

14nm量产后,N+1、N+2研发项目更加值得期待。张国斌:“只要中芯国际的N+1、N+2工艺能做出产品来,就能代替台积电为海思代工7nm芯片。”

中芯国际真正的考验将是7nm以下。

多位采访对象表示,7nm以下的制程少不了EUV技术,公开资料显示,台积电和三星的5nm芯片均采用了EUV技术。对此,中芯国际还未公开过是否有替代技术方案。

编辑/挨踢妹

排版/冯诚杰

图片/李玉洋 Pixabay 网络

来源/《IT时报》公众号vittimes


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