陷入摩爾困境？芯片巨頭英特爾的“中年危機”

張平

2020年7月24日，英特爾發布2020年Q2財季的財報。雖然全球經濟衰退，但是作為高科技行業的領頭羊，英特爾依舊交出了一份漂亮的財務答卷。其數據中心、存儲等業務板塊，均大幅度增長并超出市場分析預期。不過，也正是這份財報中有關7nm工藝延期的內容，讓英特爾當天股價發生巨幅震蕩。在盤前交易中，英特爾的股價迅速從前一天的60美元附近暴跌至52美元左右，盤中最低跌至49.5美元，最終以50.6美元收盤。相比前一天，股價重挫16.24%。隨后幾個交易日，英特爾又公布了有關企業重組、人事變動的消息，股價繼續一路下跌至最低46.97美元，距離美股3月份多次熔斷后的極值44.36美元也僅僅一步之遙，總市值縮水至約2000億美元。眾所周知，納斯達克在美聯儲的特殊操作之下，大多數科技股領頭羊都再創新高，比如老對手AMD最近3年股價從不到2美元沖高到86美元的“喜馬拉雅”價位，英偉達已經沖上了440美元的“月球”價位，特斯拉更是沖上了1500美元的“那美克星”價位！反觀英特爾的逆市暴跌，在這一片熱熱鬧鬧的泡沫中如飛雪入心，冰寒刺骨，著實扎眼。那么，英特爾怎么了？

延期，延期，再延期

2014年9月25日，英特爾正式發布CoreM系列處理器。這是首款采用全新14nm工藝和第二代3D晶體管技術的處理器。同時期，AMD的主流產品FX-8300系列處理器則是性能落后、功耗極高的代表，采用的是32nmSOI工藝。2015年第三季度，英特爾發布了采用成熟14nm工藝、Skylake架構的第六代酷睿系列處理器。然后工藝的數字似乎停止了，直到現在，英特爾在主流桌面處理器市場上再也沒有推出過更小數字的工藝，只是依靠不斷優化的14nm工藝和不斷優化并重命名的微架構，將酷睿系列從第六代推進至第十代。即使第十一代桌面酷睿可能更換架構，制程工藝也許仍將維持在14nm。

作為業界領軍者，英特爾應該深知競爭的慘烈和技術停滯的風險。但是這5年來，除了繼續小幅提升頻率、小改規格外，英特爾在制程換代的進度上困難重重。10nm制程技術的多次重大延期完全打亂了英特爾的節奏，并且14nm制程“過于”成功，似乎也使得10nm遲遲難以上位。

2013年，英特爾宣布代號1272的14nm工藝將在2014年開始大規模上市，并且在2015年逐漸退出舞臺，隨后將由代號為1274的10nm工藝接棒。但是，這樣的路線圖在現實中無情跳票。首先是14nm延期到2014年底才開始小批量商業生產，2015年下半年才開始大規模生產。這證明英特爾當時在生產工藝研發上已經出現了困難。既然難度在變大，照理說英特爾更應該審慎地訂立自己的技術目標，尤其是在10nm這樣的關鍵節點上。是否能完成2.7倍的密度提升，工藝難度是否合理評估？但是，在那個時代，摩爾定律還在生效，這是英特爾最自豪也最希望完成的任務，所以當時并沒有意識到10nm制程的目標難度有多大。直到2015年底，英特爾才終于宣布10nm工藝研發存在巨大困難，宣布將延期至2019年。這是10nm工藝的首次延期。

后期英特爾也坦承，在研發目標上設立過于激進，脫離了實際技術能力，內部管理混亂且沒有明確目標，最終導致早期10nm研發目標失敗。

第二次延期發生在2018年，英特爾在這一年宣布，10nm工藝良率、頻率表現不夠理想，無法完成大規模商業化生產，并且計劃將10nm工藝拆分成10nm、10nm+和10nm++三代，分別在2019年、2020年、2021年推出。這樣計劃一經宣布就引得市場嘩然。而同期臺積電正在積極準備7nm工藝的大規模商業化生產。此時英特爾一再聲稱，臺積電的7nm工藝在多項關鍵參數甚至不如英特爾的10nm工藝，名稱只是宣傳手段而已。而臺積電此時甚至已經懶得和英特爾進行工藝制程命名方式的口水戰：“我訂單都接不完，哪里還有空和你吵架？”

時間到了2019年底，英特爾終于正式發布了10nm制程的移動平臺產品，并且后續用戶也真的能夠在市場上買到搭載10nm酷睿處理器的筆記本電腦，但從桌面PC的情況來看，2020年上半年英特爾主打的產品依舊采用14nm工藝，并且整個桌面市場和服務器市場都是如此。真正工藝成熟、彰顯高性能的10nm桌面版本處理器產品依舊遙遙無期，服務器Xeon產品倒是可能下半年在單/雙路市場推出。而最新消息甚至說，英特爾可能在2021年底才會推出10nm+的桌面處理器，到2022年再推出10nm++的版本。這不斷的延期到底是何原因呢？

英特爾曾經一度宣稱在7nm工藝上會迎頭趕上。但是在不久前7月24日的財報中，英特爾表示7nm工藝也遇到了嚴重困難，將延期6～12個月。即使如英特爾所說，英特爾7nm工藝等同于臺積電5nm工藝，但延期對英特爾來說也是相當重大的打擊。畢竟臺積電的5nm工藝產品在今年年底就會推出，而英特爾應該不會早于2022年底之前推出7nm產品。

在這段時間，AMD設計了Zen、Zen2和Zen3（即將在今年下半年上市）架構，將處理器核心數量推高到最多64個并重回性能巔峰。臺積電也將工藝制程從20nm一路升級至5nm，現在已經成為全球工藝最先進的半導體芯片廠商。看起來臺積電在2020年下半年正式量產5nm芯片沒有問題，這意味著英特爾主流工藝14nm將落后臺積電2代或者3代。在這種情況下，雷蒙德詹姆斯金融（RaymondJamesFinancial）的分析師ChrisCaso甚至已經宣稱“英特爾10nm延期為競爭對手打開了一個窗口，這個窗口可能永遠都不會關閉，很可能意味著英特爾在計算領域主導地位的終結。”一旦這樣的言論成為市場主流，將徹底動搖英特爾在產業界的領先地位和形象，并進一步拖累股價。

除了技術上的問題外，英特爾工藝延期的原因還可能和14nm工藝“過于”出色有關。從2014年到2020年再到2022年，英特爾用了8年時間打磨自己的14nm制程工藝，確實把14nm制程做到了極致：10核心時單核睿頻最高可達5.3GHz，全核睿頻最高達4.9GHz;最多完成了28核心處理器的大規模生產;還能夠在超低功耗設備上展露崢嶸，可謂十項全能，樣樣出色。除了英特爾以外，上一個能夠大規模商業化生產如此優秀的工藝水平的企業是28nm制程時代的AMD和格羅方德“兩口子”。考慮到英特爾會在2021年推出新架構的RocketLake還會繼續部分使用14nm工藝，所以到2022年14nm工藝依舊還要再戰。

這甚至帶來了一個奇妙問題：如果要推出10nm制程工藝的產品，卻又不能在性能或者成本上穩壓14nm工藝，那么又有什么必要全面升級晶圓廠呢？既然沒有，那么為什么還要使用10nm呢？最終，14nm的優秀表現反而極大地拖后了10nm制程成本拐點出現的時間，使其難以上位。

總的來看，接二連三的延期，除了讓英特爾的股票大跌，還帶來了前所未有的制程技術困境。在2014年，英特爾在工藝上領先AMD大約2代，當時AMD和格羅方德還在用32nmSOI技術;同樣是在這一年，臺積電推出了20nm工藝但表現不佳，被玩家嘲笑為“臺漏電”。直到2015年，臺積電才在14nm/16nm節點上站穩腳跟。從超越到落后，從先進到后進，英特爾這些年在制程方面的表現的確讓人迷惑。

離職的大佬，重組的產業

在工藝上陷入停滯，必然也會有人的因素。近兩年英特爾高管的離職變動也不少。我們從近的開始回溯：最新的離職消息發布于2020年7月27日。由于在工藝研發、技術推進方面的多次重大延期，英特爾高薪聘請的硬件和工藝團隊負責人穆爾西·蘭德奇塔拉（MurthyRenduchintala）宣布離職。穆爾西是2015年從高通副總裁以及高通CDMA技術的聯席總裁位置上辭職加入英特爾的，離職之前主要工作就是負責英特爾處理器的制造和新工藝技術的開發，但是高通并沒有自己的晶圓廠。根據一些資料顯示，穆爾西是英特爾薪酬最高的高管人員之一，并且一度是英特爾CEO的有力候選人。在穆爾西離職后，其領導的研發團隊被一分為五，分別變成技術開發、制造/運營、設計工程、架構/軟件/圖形以及供應鏈五大部門，并全部向CEO司睿博匯報。

2020年6月17日，剛加入英特爾2年左右的處理器架構大師吉姆·凱勒宣布從英特爾離職，在業內引發了強烈關注。考慮到他在業界的地位和加入英特爾時宣稱要面向未來開發新架構的初衷，這樣的離去顯然十分突兀。另外的離職還有：2020年3月首席人工智能高管納溫·饒（NaveenRao）離職、通訊連接業務部門負責人克雷格·貝瑞特（CraigBarrat）離職。

我們再把時間推前到2018年，英特爾前CEO科再奇因為緋聞而辭職。值得一提的是，科再奇就是從英特爾工廠成長為CEO的，但他在執掌英特爾期間曾經在美國進行了多次裁員。這對10nm制程難產是否帶來影響如今也是一個謎。科再奇辭職導致英特爾在此后7個月中沒有正式的CEO人選，直到最終火線上任的前CFO（首席財務官）司睿博從臨時CEO轉正為正式CEO后，英特爾才算有了真正的領頭人。在這段時間內，英特爾制造集團的高級副總裁兼總經理蘇海爾·阿赫梅德宣布退休，并分拆了整個制造部門。坦率地說，對一家IT巨型企業來說，保持高管隊伍的穩定還是很重要的。但從2013年老一輩CEO、CTO等資深領袖退休開始，英特爾的高管隊伍就不斷在發生震蕩。這意味著英特爾內部人才可能流失，資源也有內耗。

面對這樣的情況，英特爾現任管理團隊試圖通過重組和拆分原有團體來降低企業內耗并提高效率。但是，這一切要產生好的結果需要時間;另一方面，CEO或者領導集團需要承擔更多的責任，特別是要以十足的個人魅力、堅定的毅力和正確的戰略為英特爾把握方向。

現任CEO司睿博并沒有技術或者工程師背景，他的履歷生涯中更多的是財務相關經歷。財務背景深厚的CEO未來會為英特爾在投融資、財務報表甚至股價上的表現帶來利好，但反過來看，司睿博現在面臨的挑戰則是需要理清英特爾的工程師文化，找到并帶動整個管理團隊和全球的資深專家，為企業未來數年的發展定好戰略，解決迫在眉睫的制程更替問題。上一次英特爾面臨危機的奔騰四時代，最終拿出酷睿架構的研發團隊來自以色列，這一次會來自哪里呢？

外包和缺貨，堅持IDM還是試水代工生產

7月24日的重要消息除了7nm制程延期以外，還有生產方面的爆炸性新聞。從歷史來看，英特爾在生產制造上一直都秉承著“Realmenhavefabs”的理念（雖然這并非英特爾創始人提出的），核心產品包括處理器、芯片組等全部自產自銷，是全球最大的IDM商業模式企業。但是在7月24日的會議上，英特爾宣布未來將會有更多的外包合作，首個產品就是英特爾XeGPU，將全部交由臺積電生產，再由英特爾封裝后銷售。首批產品大約需要耗費18萬片12英寸晶元，采用臺積電6nm工藝。這個消息一放出，臺積電和三星的股價就迅速攀升。其中臺積電大漲12.65%，市值超過4300億美元，成為市值最高的半導體企業。三星的股價隨后也上漲了5.8%，達到了近期的高點。

那么，英特爾為什么要這么做呢？答案很簡單，產能不夠。英特爾全新的Xe系列GPU已經設計完成，但生產的要求不低。XeGPU在設計時就是面向的7nm工藝制程，考慮到英特爾現有7nm工藝大幅度延期，10nm產能也不多，因此只有選擇代工外包一條路。而首選合作伙伴當然就是擁有豐富超大規模芯片生產經驗的臺積電，目前臺積電正在積極擴張5nm產能，包括蘋果、高通、英偉達和AMD可能都會在明年至少將部分訂單轉移至臺積電5nm晶圓廠，這樣一來，之前爆滿的臺積電7nm產能可能會騰出一部分空余。臺積電準備基于現有7nm制程技術改造升級推出6nm制程，實現高低搭配。

除了上述外包生產的情況外，產能不足其實從2018年開始就一直困擾著英特爾。從工廠數量來看，英特爾現有3個14nm制程的晶圓廠、1個10nm制程晶圓廠和數家22nm、32nm以及45nm制程晶圓廠，還包括幾座NAND晶圓廠。按理來說，如此多的晶圓廠產能應該毫無問題。但事實是，英特爾2018年、2019年都發生過缺貨的情況。究其原因，還是英特爾在產品規劃上出現了偏差，尤其是英特爾似乎完全沒有預料到處理器在這個時間節點開始大規模轉向更多核心的競爭，也沒有充分估計AMDZen和Zen2架構給市場帶來的沖擊。更多的核心導致英特爾單個產品尺寸變大，同樣的晶元切割的芯片可用數量就減少，這就導致處理器產能下跌。不僅如此，英特爾近年來還使用14nm為蘋果生產基帶產品、使用14nm工藝幫助自家FPGA產品提高性能，這都擠占了英特爾工廠的產能，導致14nm處理器一度缺貨影響到惠普、聯想等大型客戶，甚至導致后者不得不追加AMD的處理器訂單以滿足市場需求。14nm產能不足再加上英特爾10nm產品遲遲不能滿足市場需求，最終導致英特爾整體產能控制偏緊，缺少挪騰空間。

縱觀全球市場，目前堅持以IDM模式設計和生產計算芯片產品的企業，除了英特爾，應該就只有三星了，但三星靠的是全集團甚至國家的支持。無論是高通、英偉達還是AMD、華為海思，都早已經變成了Fabless模式，也就是無晶圓廠的設計專精模式。畢竟晶圓廠是重資產投資，回收周期長，技術難度特別高，需要大量的資本。不僅如此，半導體企業，尤其是代工類企業有一個非常著名的現象就是“贏者通吃”，也就是在自然競爭的情況下，行業內第二名和第一名所占據的營收和利潤率差距非常巨大，甚至能夠達到10倍之多。比如臺積電在技術研發投入、資本投入和營收數據上都顯著超出第二名三星，而之前后面的幾大代工企業包括格羅方德、臺聯電等，早已徹底退出了高性能計算芯片的代工領域，營收也大幅度萎縮。

不過，雖然英特爾目前自己的產能不足、生產工藝技術研發進度不及預期，但要說它未來將要轉向Fabless模式倒也不至于。畢竟英特爾的晶圓廠數量眾多，即使幫其他企業代工，也并非沒有利潤。而且英特爾一直以來在晶圓廠、封裝廠方面的投入巨大，帶來的好處更大，不太可能因為一時的挫折就改變策略。選擇讓臺積電代工生產，應該也只是一時的權宜之計罷了。

寫在最后

雖然整體上看英特爾依舊強大，但這次“中年危機”已現端倪。歷史上，很多大企業在發展到某個時間節點后，都需要經歷一次不小的變動才能繼續前行。比如IBM的“大象也能跳舞”、AMD的浴火重生以及索尼、三星曾面臨的危機。危機，危中有機，相信像英特爾這樣的巨無霸最終會做出某種抉擇，依靠強勁的實力和雄厚的資本煥發活力，解決問題，繼續前行。