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近日，全球芯片巨頭英特爾在新一季財報中披露，其原定于2020年底推出的7nm CPU芯片，將推遲6個月，而解決量產(chǎn)的良率問題將滯后12個月，同時計劃將部分高端芯片制造業(yè)務(wù)外包出去。
這一消息震驚了華爾街，直接導(dǎo)致英特爾當(dāng)日市值暴跌415億美元。彭博社對此發(fā)表評論稱：“英特爾芯片自主制造是過去成功關(guān)鍵，一旦外包，將把龍頭地位讓給臺積電，結(jié)束英特爾乃至美國稱霸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的時代。”
據(jù)悉，就在英特爾財報宣布后沒幾天，英特爾首席工程師Murthy Renduchintala離職，為7nm制程進展不順負(fù)責(zé)，更增添了一絲悲壯的意味。
相比之下，英特爾的“對手們”表現(xiàn)實在亮眼：AMD基于7nm架構(gòu)的Ryzeen 4000芯片早已上市，臺積電更是宣布其3nm制程將在2021年風(fēng)險量產(chǎn)，2022年下半年量產(chǎn)，中國大陸的中芯國際到2020年底也能量產(chǎn)接近7nm的N+1工藝，根據(jù)高盛預(yù)測，中芯國際將在2022年升級到7nm工藝。
眾所周知，英特爾曾是芯片界無可爭議的巨無霸，如今在芯片制造核心工藝上徹底失去了優(yōu)勢，緣由何在？
10nm制程“難產(chǎn)”五年，英特爾被擠下王座
過去幾十年中，英特爾一手包攬芯片研發(fā)、設(shè)計、制造、封測各個環(huán)節(jié)，在X86架構(gòu)PC時代取得巨大成功，由此穩(wěn)坐PC芯片制造領(lǐng)域的頭把交椅。
然而，隨著智能手機的普及，移動端處理器開始搶占PC端處理器市場份額。彼時，蘋果、高通、聯(lián)發(fā)科紛紛拋棄了英特爾的X86架構(gòu)，轉(zhuǎn)向了價格低廉、性能更為穩(wěn)定的ARM架構(gòu)。意識到危機的英特爾，推出了Atom低功耗X86處理器產(chǎn)品線，但完全被ARM壓制，不得不黯然離開移動處理器市場。
進軍移動市場失敗，英特爾重新將資源集中到PC芯片領(lǐng)域。2007年，英特爾推出了“Tick-Tock”戰(zhàn)略，每兩年為一個周期，Tick年升級工藝，Tock年升級處理器架構(gòu)，按照這一節(jié)奏，英特爾大約每24個月可以讓晶體管數(shù)量翻一番。
到2014年，英特爾率先實現(xiàn)14nm制程量產(chǎn)，然而此時“Tick-Tock”戰(zhàn)略逐漸失效了。之后的5年里，英特爾像擠牙膏一樣不斷優(yōu)化14nm制程，先后推出第六代Sky Lake、第七代Kaby Lake、第八代Kaby Lake-R/Coffee Lake/Whiskey Lake，及第九代Coffee Lake-R酷睿處理器。
英特爾何嘗不想擺脫“牙膏廠”的名號，但遲遲無法突破更為先進的10nm制程技術(shù)瓶頸，讓這家芯片巨頭深陷泥潭之中。
那么，英特爾的制程升級之路為何走得如此艱難？
據(jù)了解，英特爾在10nm制程上，運用后段的SAQP（自校準(zhǔn)四重圖形）方法，憑借深厚的技術(shù)積淀，硬生生將DUV即深紫外線技術(shù)推到了10nm（以往這項技術(shù)在25nm就停滯不前了），但弊端是良率太低，導(dǎo)致其量產(chǎn)計劃一拖再拖。
同時，在導(dǎo)線材料上，英特爾聲稱將在10納米加工技術(shù)的兩層超薄布線層中使用“鈷”互聯(lián)，電遷移減少了1/10至1/5，電阻率是原來使用“銅”材料的一半。改善后的互連線路將有助于半導(dǎo)體行業(yè)克服線路問題，進一步縮小晶體管尺寸。
然而，由于鈷的延展性和導(dǎo)熱性很差，也非常脆弱，且基礎(chǔ)成本是“銅”材料的5到6倍，應(yīng)用上的難產(chǎn)，導(dǎo)致英特爾在工藝上開始落后于對手。
另外，隨著技術(shù)進步，EUV光刻工具成為唯一能夠處理7nm和更先進工藝的設(shè)備，但英特爾在EUV工藝的導(dǎo)入上非常保守。
鈦媒體注意到，直到2018年12月，英特爾才對外界改口，將采用EVU技術(shù)來生產(chǎn)7nm芯片，而彼時臺積電、三星等芯片巨頭已花費數(shù)年時間研發(fā)EVU技術(shù)，英特爾迎頭追趕也需時日，就這樣再次錯過超車機會。
直到2019年，英特爾的10nm制程才面世，這比原計劃足足晚了3年。作為對比，2018年，臺積電就實現(xiàn)7nm量產(chǎn)，2020年實現(xiàn)5nm量產(chǎn)，2021年上半年將進行3nm制程試產(chǎn)，2022年實現(xiàn)3nm量產(chǎn)。
值得注意的是，英特爾的制程標(biāo)準(zhǔn)跟臺積電有所不同，在10nm工藝上的微縮水平達到2.7倍（晶體管密度是14nm的2.7倍），遠超業(yè)界正常情況下2倍密度的水平。而據(jù)市調(diào)公司IC Knowledge公布的數(shù)據(jù)測算，臺積電10nm晶體管密度是14nm的1.8倍，7nm（N7FF）的晶體管密度是10nm的1.8倍。
以上數(shù)據(jù)可以看出，臺積電的7nm晶體管密度略低于英特爾的10nm工藝，這也意味著，英特爾的7nm比臺積電的7nm更難完成。
據(jù)了解，由于英特爾采用EUV雙重曝光技術(shù)已有提前布局，不再面臨SAQP四重曝光技術(shù)難題，從理論上來講有望于2020年量產(chǎn)7nm制程，然而隨著量產(chǎn)計劃再度擱淺，英特爾在制程上的劣勢越發(fā)明顯。
芯片人才的流失，更為英特爾的未來蒙上一層陰影。
今年6月，英特爾宣布芯片總設(shè)計師吉姆·凱勒因個人原因辭職，引起了半導(dǎo)體圈的軒然大波。資料顯示，吉姆·凱勒在PC處理器、移動處理器、AI芯片處理器方面均有建樹，曾效力過AMD、蘋果等多家公司，是AMD K8和Zen芯片的設(shè)計師，也領(lǐng)導(dǎo)蘋果開發(fā)出A4和A5芯片，更是特斯拉自動駕駛芯片的打造者，是不折不扣的芯片大師。
吉姆·凱勒，圖片來源：網(wǎng)絡(luò)
一個優(yōu)秀的芯片人才對半導(dǎo)體公司發(fā)展有多重要？
當(dāng)年張忠謀手下干將梁孟松加盟三星之時，臺積電14nm已經(jīng)投產(chǎn)，三星卻還在為搞定20nm發(fā)愁，梁孟松任上，不僅幫助三星完成14nm量產(chǎn)，更從臺積電手中搶到了蘋果A9的大訂單。此后，梁孟松加盟中芯國際，僅用一年半時間，中芯國際從28nm的工藝，直接邁入了14nm的芯片工藝。
而此次，英特爾失去的是吉姆·凱勒如此級別的 “硅仙人”，這對于其重新奪回芯片領(lǐng)導(dǎo)地位無疑是致命一擊。制程上落人一步，又留不住芯片人才，未來英特爾將何去何從？
轉(zhuǎn)型數(shù)據(jù)公司扳回一城，制程工藝仍“卡脖子”
在全球PC市場逐漸沒落的背景下，英特爾也在尋求多元化業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工駕駛、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，這家老牌半導(dǎo)體巨頭迎來了重大發(fā)展機遇。
2016年，英特爾啟動了新一輪轉(zhuǎn)型，數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)及AI、物聯(lián)網(wǎng)等新興業(yè)務(wù)浮出水面。
據(jù)《財經(jīng)》報道，數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)代表英特爾未來定位的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，主要出售基于服務(wù)器的芯片和模組；AI、物聯(lián)網(wǎng)等新興業(yè)務(wù)部門則代表英特爾在新賽道上的新業(yè)務(wù)，它基于數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)，但又覆蓋了數(shù)字化應(yīng)用市場。
2018年底，英特爾正式對外宣布，從“以晶體管為中心”向“以數(shù)據(jù)為中心”轉(zhuǎn)型，并提出六大技術(shù)支柱，即制程封裝、XPU 架構(gòu)、內(nèi)存存儲、互聯(lián)、安全和軟件，以及布局物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛等方式支撐自身在智能時代的轉(zhuǎn)型。
為了提升市場競爭力，英特爾先后斥資300多億美元，收購了FPGA大廠Altera，自動駕駛大廠Mobileye，人工智能芯片初創(chuàng)公司Nervana和Habana Labs，AI芯片公司Movidus等，以推動人工智能、云、物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛及芯片技術(shù)發(fā)展。
巨大的技術(shù)投入，換來了不菲的回報。
近日英特爾發(fā)布的二季度財報顯示，以數(shù)據(jù)為中心的業(yè)務(wù)營收達到101.7億美元，包括數(shù)據(jù)中心集團、物聯(lián)網(wǎng)集團、自動駕駛技術(shù)部門Mobileye、存儲業(yè)務(wù)事業(yè)群（NSG）以及可編程解決方案事業(yè)群（PSG），其中數(shù)據(jù)中心集團營收71億美元，同比增長43%。
雖說業(yè)績亮眼，但在戰(zhàn)略轉(zhuǎn)向以數(shù)據(jù)為中心后，保持先進的制程工藝就成為關(guān)鍵，英特爾的制程技術(shù)落后一個身位，一定程度上制約著新業(yè)務(wù)的開展。
作為英特爾最大競爭對手，AMD在工藝制程上獲得了和英特爾匹敵甚至領(lǐng)先的優(yōu)勢。其中，AMD基于7nm架構(gòu)的Ryzen 4000芯片已上市數(shù)月，最新7nm桌面版APU，相關(guān)產(chǎn)品線和布局也已充分鋪開，未來雙方在CPU市場競爭或更加激烈。
更糟糕的是，包括谷歌、亞馬遜、阿里巴巴在內(nèi)的科技巨頭，也在大力發(fā)展AI芯片技術(shù)，不可避免與英特爾展開廝殺，鹿死誰手還很難預(yù)料。
英特爾想要重登巔峰，只能死磕芯片制程技術(shù)，回到“Tick-Tock”戰(zhàn)略上來，未來三到五年或有望趕上最新制程，如此方可保持在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上的技術(shù)優(yōu)勢。
半導(dǎo)體商業(yè)模式之爭：IDM退位，F(xiàn)oundry上位？
英特爾在芯片制程上的“掉隊”，也再度掀起業(yè)界對半導(dǎo)體商業(yè)模式孰優(yōu)孰劣的爭論。
據(jù)鈦媒體了解，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有兩種商業(yè)模式，一種是IDM（Integrated Device Manufacture，集成器件制造）模式，即從設(shè)計、制造、封裝測試再到投向消費市場一條龍全包，代表企業(yè)為英特爾和三星。
另外一種為垂直分工模式。不建工廠，只做設(shè)計，稱之為Fabless，代表企業(yè)為AMD、高通、NVIDIA及華為海思等；自建工廠，只做代工，稱之為Foundry，臺積電、中芯國際等是其中的代表企業(yè)。
從整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來看，這些商業(yè)模式各有利弊，各具價值。
一般來說，IDM模式的品牌優(yōu)勢更為明顯，依靠大廠資源及自身經(jīng)驗，可以將芯片的設(shè)計與制造等多個環(huán)節(jié)進行協(xié)同優(yōu)化，及時完成芯片性能的提升。缺點是大象轉(zhuǎn)身難，一旦工藝出現(xiàn)問題，就會影響一系列產(chǎn)品路線圖，英特爾就是典型的反面案例。
Fabless模式下，企業(yè)無需投入巨額資金自建工廠，也能持續(xù)推出有競爭力的芯片。以AMD為例，其在2008年就賣掉了晶圓廠，從重資產(chǎn)轉(zhuǎn)向輕資產(chǎn)。今年7月初，其市值首次超越英特爾，被認(rèn)為是Fabless模式里程碑的成就。
不過，有業(yè)內(nèi)人士評論稱，與IDM模式相比，F(xiàn)abless模式無法與工藝協(xié)同優(yōu)化，因此難以完成指標(biāo)嚴(yán)苛的設(shè)計，同時輕資產(chǎn)恐無法撐起高市值。
Foundry模式的優(yōu)點是制程迭代速度快、客戶更多元化，市場前景向好，缺點是建立一條生產(chǎn)線動輒幾億美金，門檻太高，且需要持續(xù)投入維持工藝水平，一旦落后追趕難度較大。目前，臺積電可謂將這一模式發(fā)揚光大，逾4000億美元的市值，在全球半導(dǎo)體行業(yè)中也是首屈一指。
從迭代效率和成本來看，F(xiàn)oundry模式正成為主流。2009年，AMD剝離晶圓廠業(yè)務(wù)，成立了格羅方德，其在2018年純晶圓代工行業(yè)全球市場中高居第二位；2017年，三星也將晶圓代工業(yè)務(wù)獨立出來，以增強與臺積電的競爭力。
如今，英特爾也考慮將部分芯片生產(chǎn)外包出去，有消息稱，英特爾已與臺積電達成協(xié)議，預(yù)定了臺積電明年18萬片6nm芯片產(chǎn)能。
對于英特爾的這一舉動，業(yè)界眾說紛紜。不少觀點稱，英特爾將全面擁抱產(chǎn)業(yè)協(xié)作，宣告了全球IDM模式走向終結(jié)，也有聲音指出，英特爾將需求優(yōu)先度不高且出現(xiàn)延期的7nm交由第三方代工，本就是利益權(quán)衡之下的選擇，其14nm產(chǎn)線仍正常運轉(zhuǎn)，IDM模式依舊是英特爾未來制勝關(guān)鍵。
IDM模式究竟行將死亡，還是浴火重生？原中芯國際創(chuàng)始人張汝京給出了更具前瞻性的推斷。
在近日由中信建投證券與金沙江資本聯(lián)合主辦的“中國第三代半導(dǎo)體發(fā)展機遇交流峰會”上，張汝京發(fā)表演講，稱新能源汽車、5G通信、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域都將規(guī)模應(yīng)用第三代半導(dǎo)體，在線寬不是很小、設(shè)備不特別貴、芯片設(shè)計、資本投資都占優(yōu)勢的情況下，唯有材料突破不易，這正是IDM模式的優(yōu)勢。
“中國半導(dǎo)體教父”張汝京，圖片來源：網(wǎng)絡(luò)
他表示：“第三代半導(dǎo)體中碳化硅為例，新能源車中應(yīng)用較多，特斯拉Model 3已開始使用。這些功率模組主要由意法半導(dǎo)體、英飛凌兩家供應(yīng)，而這兩家基本上都是IDM公司，看起來第三代半導(dǎo)體中較大公司都是IDM公司，產(chǎn)業(yè)鏈從頭到尾是一家公司負(fù)責(zé)，做出來效率較高。”
從當(dāng)前全球形勢來看，中國半導(dǎo)體企業(yè)更容易受到歐美國家的限制，發(fā)展IDM模式已勢在必行。目前，中國市場IDM份額很小，中國臺灣地區(qū)僅為2%，而中國大陸則小于1%，發(fā)展空間相當(dāng)大。同時，國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金也在布局IDM模式，再加上芯片產(chǎn)業(yè)扶持政策（《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》）的利好，或?qū)⑾破鹦乱惠喌腎DM產(chǎn)業(yè)浪潮。
在這一過程當(dāng)中，英特爾將會有哪些新的動作，值得業(yè)界及市場期待。（本文首發(fā)鈦媒體App，作者 | 柳牧宗）
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像極了當(dāng)年nokia機型從N73到N95的路…
大快人心
唉
中國芯片也被卡脖子了