工艺、代工、胸怀，英特尔如何跨过三道坎？

当前半导体行业确实不是帕特·基辛格离开英特尔时一超多强的格局,新业务拓展乏力以及在制造工艺上不断跳票,损害了英特尔的业界声誉,虽然销售额上看英特尔仍高居榜首,但远没有前些年的一呼百应,帕特·基辛格的路子很正,但能否带领英特尔走向更辉煌,还有三道坎要迈过。

文︱王树一

帕特·基辛格(Pat Gelsinger)祭出他回归英特尔之后的三板斧:提出IDM(垂直制造)2．0计划,坚持重制造策略,打消外界对英特尔将走向无晶圆化的猜疑;重推晶圆代工业务,并将其设为独立业务线,垂直制造与晶圆代工混合经营以分担制程升级的成本及风险,这方面三星已经有成功的先例在前;捡起之前丢掉的火炬,推出IDF(英特尔开发者大会)升级版,将在10月份举行英特尔创新峰会(Intel Innovation),准备重做灯塔,再为行业指点方向。

过去几年英特尔做出最匪夷所思的举措之一,就是停办IDF。英特尔在2017年停办IDF,当时的官方解释是IDF是主要面向PC产业的一个技术峰会,如今英特尔不再像过去那样严重依赖PC,现在公司产品的覆盖面更广,包括FPGA、Optane存储设备、物联网微控制器、无线通信设备等,未来公司会转移到规模小但更专注的小型专业活动。

此事奇怪之处在于,IDF原本也不是只面向PC领域的技术论坛,而且现在这个时代,每个行业的领军者每年都有类似的活动出来布道,苹果有苹果开发者大会,谷歌有谷歌开发者大会、微软有微软开发者大会,国内BATH也都有自家的技术峰会,指引技术方向从来都是一本万利的事情,哪怕指错了方向,只要生态伙伴还信任你跟着你走,总有走到正确路线上的一天,这个阵地你不占领就会被别人占领,所以头部厂商或有志于成为头部的厂商,打破头也要挤进布道者行列,但过去四年中,全球半导体行业前二都居然没有像样的技术峰会。砍掉IDF每年最多省几千万美元,让客户不再信仰自己损失的恐怕要以数十亿甚至百亿美元来计算,所以时任首席执行官科再奇下课实际上是犯了三宗罪:制程开发不力、停办IDF、办公室恋情。

不愧在英特尔待过30年,帕特·基辛格出手不凡,这三招都直面当前英特尔最棘手的问题,而在演讲过程中和回答英特尔员工问题时,帕特·基辛格也是信心十足,他说:我们将重拾辉煌,英特尔回来了,英特尔的好日子就在后面!

但当前半导体行业确实不是帕特·基辛格离开英特尔时一超多强的格局,新业务拓展乏力以及在制造工艺上不断跳票,损害了英特尔的业界声誉,虽然销售额上看英特尔仍高居榜首,但远没有前些年的一呼百应,帕特·基辛格的路子很正,但能否带领英特尔走向更辉煌,还有三道坎要迈过。

首先,能否恢复工艺升级节奏

当英特尔需要出来解释自己的10纳米工艺比台积电7纳米工艺集成密度还高时,说明了英特尔面临着信心危机。虽然主要晶圆制造厂商的节点命名早就开始放飞自我,不再与栅极长度或半间距严格相关,尤其是台积电和三星,但台积电和三星还在按照大约两年一代工艺的节奏持续推进自己的工艺,但英特尔从14纳米开始就已经难跟不上两年升级工艺的节奏。14纳米用时两年半,10纳米用时超过四年,7纳米工艺原计划要到2022年下半年或者2023年上半年才能实现量产出货,用时至少超过3年。

不过,据帕特·基辛格介绍,由于采用了极紫外(EUV)光刻技术,工艺流程得以简化,因此7纳米工艺进展顺利,今年二季度代号Meteor Lake的处理器将采用7纳米工艺流片,如果能在22年一季度顺利量产,至少也把工艺升级时间压缩到了三年以内。

外界分析20纳米之后英特尔工艺进度受挫原因的文章很多,技术路线选择是一个原因,不少分析认为英特尔“栽在了”钴金属互连工艺上,采用钴替换铜或钨的潜在收益虽然大,但英特尔似乎没有搞定可量产的集成钴材料方法。也有前英特尔内部人士认为,工艺进度不理想原因很复杂,更多是英特尔公司管理的问题,技术路线不是主要原因。

不管是台积电、三星在命名上耍了手段,还是英特尔在下一代工艺上所图甚大导致步子太大被拉扯了,英特尔给外界留下的印象就是从延续摩尔定律的竞赛中掉队了。

当然,接近物理极限,工艺升级换代的难度肯定提升了,但集成度提高的把戏并未过时,这也就是帕特·基辛格在演讲中多次提到先进封装的原因,制造封装一体化将能有效提升单位面积晶体管集成度,帕特·基辛格的要点提示中,甚至封装还排在制造前面。

不管怎样,帕特·基辛格现在要做的就是恢复工艺升级节奏,争取先两年一代走起来,而不是持续在一个节点后面添加号。

其次,捋顺自产与代工关系

在帕特·基辛格的IDM 2．0计划中,英特尔将成为制造关系最复杂的芯片公司:既有自有制造业务,也对外提供代工服务,还会将部分产品的设计外包给台积电或三星等晶圆代工厂。

如何平衡自有制造、代工服务和委外代工这三者的关系,最考验帕特·基辛格的智慧。IDM公司部分产品外包并不稀奇,英特尔自己也一直这样做,还有一些IDM公司外包上瘾之后就停止了自建产线的投入,典型厂商就是英特尔的老对手AMD。所以三线并行最关键的一点是英特尔代工业务能否做起来。

英特尔早年间提供过代工服务,但由于该业务并非英特尔主营方向,在客户支持上做得较为一般,而且英特尔工艺主要为自家处理器进行优化,较少考虑代工客户的实际需求,在IP支持上不够得力,而且外界一直有传闻,当英特尔处理器产能吃紧时就会减少代工产能,这些因素叠加起来,让很多客户望而却步。在主要代工客户Altera被收购以后,英特尔基本就停止了对外代工业务。

此次重启代工业务,帕特·基辛格显然注意到了之前存在的问题,因此作出三大承诺:代工业务为独立业务线,保证客户产能需求,以及降低英特尔工艺使用难度。

代工是服务业,想做好必须能满足主要客户的产能需求,帕特·基辛格郑重做出产能保证的承诺,所以有分析认为,在他演讲中宣布的耗资200亿美元兴建的两座晶圆厂中,可能会有代工专属产线,否则很难让代工客户放心使用英特尔的工艺。不过,帕特·基辛格在回答员工提问时表示,英特尔会率先恢复22纳米代工服务,在产能吃紧的当下让老产线发挥余热,英特尔此举是一举多得的好事。

最重要的一点,便是让英特尔代工工艺好用起来。这就是技术出身的帕特·基辛格的优势,即便前任司睿博有心恢复代工业务,恐怕也难厘清症结在哪里。还是那句话,代工是服务业,要想做好就必须降低客户学习成本与工艺迁移成本。台积电能够占据晶圆代工的半壁江山,技术领先固然是一个原因,但服务到位也很重要。所以帕特·基辛格特别强调了将与Synopsys与Cadence合作,优化EDA工具对英特尔代工工艺的支持,并表示将花大力气改善IP的支持力度,以提供更优质的代工服务。

最后,能否做到后其身而身先

其实技术并不是英特尔能否做好代工业务的关键,想做好代工业务,必须有甘为人后的胸怀。

联手打造了PC时代的Wintel联盟在移动互联时代双双失意,但无论英特尔还是微软,错失移动互联时代并不只是因为押错技术路线,这两家前后烧了数百亿美元打造出的产品并非全无是处,但应者寥寥的一个重要原因就是PC时代Wintel联盟过于霸道的生态。由于这两家把控了整个PC生态的走势,让合作伙伴只能为Wintel联盟打工,后来者在新领域自然不想重复旧故事,所以安卓加Arm的生态受到拥戴,即便早期产品并不成熟,但生态链上下游利益共享的模式生命力更加旺盛,而一旦技术成熟以后,其势头便如滔滔江水,迅速冲垮了老大帝国在新疆域的努力。

微软转型快,大胆转型云业务和拥抱开源之后,又呈现出勃勃生机。芯片公司总是没有软件公司迭代速度快,但如果能从代工业务开始,以为客户及供应链厂商共赢为目标,把一部分利润出让给生态链伙伴,那么英特尔在制程上恢复活力,在市场上找到新的购规模的增长点并非难事。

在斯坦福大学的一个访谈会上,黄仁勋用空气来比喻台积电,非常形象:似乎不存在,却又无处不在;似乎不重要,却又无比重要。台积电本来站幕后,只是由于服务做得太好,在成全了众多设计公司的同时,也将自己推上了巅峰。恰如老子所说:后其身而身先,外其身而身存,以其无私,故能成其私。

当英特尔真正以推动行业进步为己任,以利润共享、共同发展为核心理念时,让市场重拾信心就是水到渠成而已。所以,其实我不太认同帕特·基辛格讲到的英特尔四大理念之首:在每个领域都做领导者(Lead in every category)。

有进有退,才得生态。相比之下,张仲谋为台积电设立的企业理念是惟一守信、创新共赢(注:台积电企业理念没有中文版本,直接用的四个英文单词Integrity/Commiment/Innovation/Partnership),有鲜明的利他意识。英特尔想做好代工,或建设新生态,可以考虑把每个领域必赢改为每个领域共赢．．．．．．

决战美国

最后的最后,谈一谈先进工艺齐聚美国的趋势将会造成哪些影响。

继台积电(362亿美元)和三星(新增100亿美元)宣布在美国巨额投资兴建先进半导体产线之后,英特尔现今推出的IDM 2．0计划,也将投资200亿美元新建两座晶圆厂。

美国要改变先进工艺在亚洲的局面

全球晶圆制造三巨头纷纷宣布百亿美元以上新计划,这意味着半导体晶圆制造业竞争新格局的开始,三巨头将在10纳米以下工艺竞赛中展开激烈争夺,目前占据优势的台积电将迎来英特尔和三星更猛烈的冲击;而三巨头将进一步拉大和第二梯队的差距,从而将主流工艺和先进工艺的区别进一步放大。主流工艺的供需紧张可能会进一步加剧,而三家先进工艺都推进顺利的话,先进工艺则有可能出现供应过剩。

这也是特朗普让制造业回归美国政策的真正落地,全球先进产能将进一步集中于美国本土,将对全球半导体产业的发展产生重要影响。全球集成电路制造业重心走到亚洲有其行业内在的发展规律,现在美国试图扭转这个方向,以财政补贴和潜在的政治风险威胁促使台积电和三星转向,颇有秦始皇“收天下之兵,聚之咸阳”的意思在内,能不能做成,美国本土短期内是否有足够人力支撑这么庞大的半导体制造计划都不重要,削弱外部势力的竞争优势才是最终目的。

这批项目走到量产大概还需要两三年的时间,国内在布局GPU、处理器等高大上项目的公司,现在就需要认真考虑一下供应链安全的问题了。