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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務外包出去。

　　這一消息震驚了華爾街，直接導致英特爾當日市值暴跌 415 億美元。彭博社對此發表評論稱：“英特爾芯片自主制造是過去成功關鍵，一旦外包，將把龍頭地位讓給臺積電，結束英特爾乃至美國稱霸半導體產業的時代。”

　　據悉，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 制程進展不順負責，更增添了一絲悲壯的意味。

　　相比之下，英特爾的“對手們”表現實在亮眼：AMD 基于 7nm 架構的 Ryzeen 4000 芯片早已上市，臺積電更是宣布其 3nm 制程將在 2021 年風險量產，2022 年下半年量產，中國大陸的中芯國際到 2020 年底也能量產接近 7nm 的N+1 工藝，根據高盛預測，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勢，緣由何在？

　　10nm 制程“難產”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、設計、制造、封測各個環節，在 X86 架構 PC 時代取得巨大成功，由此穩坐 PC 芯片制造領域的頭把交椅。

　　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、聯發科紛紛拋棄了英特爾的 X86 架構，轉向了價格低廉、性能更為穩定的 ARM 架構。意識到危機的英特爾，推出了 Atom 低功耗 X86 處理器產品線，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 芯片領域。2007 年，英特爾推出了“Tick-Tock”戰略，每兩年為一個周期，Tick 年升級工藝，Tock 年升級處理器架構，按照這一節奏，英特爾大約每 24 個月可以讓晶體管數量翻一番。

　　到 2014 年，英特爾率先實現 14nm 制程量產，然而此時“Tick-Tock”戰略逐漸失效了。之后的 5 年里，英特爾像擠牙膏一樣不斷優化 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？

　　據了解，英特爾在 10nm 制程上，運用后段的 SAQP（自校準四重圖形）方法，憑借深厚的技術積淀，硬生生將 DUV 即深紫外線技術推到了 10nm（以往這項技術在 25nm 就停滯不前了），但弊端是良率太低，導致其量產計劃一拖再拖。

　　同時，在導線材料上，英特爾聲稱將在 10 納米加工技術的兩層超薄布線層中使用“鈷”互聯，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體行業克服線路問題，進一步縮小晶體管尺寸。

　　然而，由于鈷的延展性和導熱性很差，也非常脆弱，且基礎成本是“銅”材料的 5 到 6 倍，應用上的難產，導致英特爾在工藝上開始落后于對手。

　　另外，隨著技術進步，EUV 光刻工具成為唯一能夠處理 7nm 和更先進工藝的設備，但英特爾在 EUV 工藝的導入上非常保守。

　　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 技術來生產 7nm 芯片，而彼時臺積電、三星等芯片巨頭已花費數年時間研發 EVU 技術，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 7nm 量產，2020 年實現 5nm 量產，2021 年上半年將進行 3nm 制程試產，2022 年實現 3nm 量產。

　　值得注意的是，英特爾的制程標準跟臺積電有所不同，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），遠超業界正常情況下 2 倍密度的水平。而據市調公司 IC Knowledge 公布的數據測算，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。

　　以上數據可以看出，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。

　　據了解，由于英特爾采用 EUV 雙重曝光技術已有提前布局，不再面臨 SAQP 四重曝光技術難題，從理論上來講有望于 2020 年量產 7nm 制程，然而隨著量產計劃再度擱淺，英特爾在制程上的劣勢越發明顯。

　　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計師吉姆·凱勒因個人原因辭職，引起了半導體圈的軒然大波。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 芯片的設計師，也領導蘋果開發出 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：網絡

　　一個優秀的芯片人才對半導體公司發展有多重要？

　　當年張忠謀手下干將梁孟松加盟三星之時，臺積電 14nm 已經投產，三星卻還在為搞定 20nm 發愁，梁孟松任上，不僅幫助三星完成 14nm 量產，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導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？

　　轉型數據公司扳回一城，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務轉型，隨著 5G、物聯網、人工駕駛、人工智能等技術的發展，這家老牌半導體巨頭迎來了重大發展機遇。

　　2016 年，英特爾啟動了新一輪轉型，數據中心業務及 AI、物聯網等新興業務浮出水面。

　　據《財經》報道，數據中心業務代表英特爾未來定位的基礎業務，主要出售基于服務器的芯片和模組；AI、物聯網等新興業務部門則代表英特爾在新賽道上的新業務，它基于數據中心業務，但又覆蓋了數字化應用市場。

　　2018 年底，英特爾正式對外宣布，從“以晶體管為中心”向“以數據為中心”轉型，并提出六大技術支柱，即制程封裝、XPU 架構、內存存儲、互聯、安全和軟件，以及布局物聯網、自動駕駛等方式支撐自身在智能時代的轉型。

　　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，人工智能芯片初創公司 Nervana 和 Habana Labs，AI 芯片公司 Movidus 等，以推動人工智能、云、物聯網、自動駕駛及芯片技術發展。

　　巨大的技術投入，換來了不菲的回報。

　　近日英特爾發布的二季度財報顯示，以數據為中心的業務營收達到 101.7 億美元，包括數據中心集團、物聯網集團、自動駕駛技術部門 Mobileye、存儲業務事業群（NSG）以及可編程解決方案事業群（PSG），其中數據中心集團營收 71 億美元，同比增長 43%。

　　雖說業績亮眼，但在戰略轉向以數據為中心后，保持先進的制程工藝就成為關鍵，英特爾的制程技術落后一個身位，一定程度上制約著新業務的開展。

　　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先的優勢。其中，AMD 基于 7nm 架構的 Ryzen 4000 芯片已上市數月，最新 7nm 桌面版 APU，相關產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、阿里巴巴在內的科技巨頭，也在大力發展 AI 芯片技術，不可避免與英特爾展開廝殺，鹿死誰手還很難預料。

　　英特爾想要重登巔峰，只能死磕芯片制程技術，回到“Tick-Tock”戰略上來，未來三到五年或有望趕上最新制程，如此方可保持在數據業務上的技術優勢。

　　半導體商業模式之爭：IDM 退位，Foundry 上位？

　　英特爾在芯片制程上的“掉隊”，也再度掀起業界對半導體商業模式孰優孰劣的爭論。

　　據鈦媒體了解，半導體產業有兩種商業模式，一種是 IDM（Integrated Device Manufacture，集成器件制造）模式，即從設計、制造、封裝測試再到投向消費市場一條龍全包，代表企業為英特爾和三星。

　　另外一種為垂直分工模式。不建工廠，只做設計，稱之為 Fabless，代表企業為 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。

　　從整個半導體產業來看，這些商業模式各有利弊，各具價值。

　　一般來說，IDM 模式的品牌優勢更為明顯，依靠大廠資源及自身經驗，可以將芯片的設計與制造等多個環節進行協同優化，及時完成芯片性能的提升。缺點是大象轉身難，一旦工藝出現問題，就會影響一系列產品路線圖，英特爾就是典型的反面案例。

　　Fabless 模式下，企業無需投入巨額資金自建工廠，也能持續推出有競爭力的芯片。以 AMD 為例，其在 2008 年就賣掉了晶圓廠，從重資產轉向輕資產。今年 7 月初，其市值首次超越英特爾，被認為是 Fabless 模式里程碑的成就。

　　不過，有業內人士評論稱，與 IDM 模式相比，Fabless 模式無法與工藝協同優化，因此難以完成指標嚴苛的設計，同時輕資產恐無法撐起高市值。

　　Foundry 模式的優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線動輒幾億美金，門檻太高，且需要持續投入維持工藝水平，一旦落后追趕難度較大。目前，臺積電可謂將這一模式發揚光大，逾 4000 億美元的市值，在全球半導體行業中也是首屈一指。

　　從迭代效率和成本來看，Foundry 模式正成為主流。2009 年，AMD 剝離晶圓廠業務，成立了格羅方德，其在 2018 年純晶圓代工行業全球市場中高居第二位；2017 年，三星也將晶圓代工業務獨立出來，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外包出去，有消息稱，英特爾已與臺積電達成協議，預定了臺積電明年 18 萬片 6nm 芯片產能。

　　對于英特爾的這一舉動，業界眾說紛紜。不少觀點稱，英特爾將全面擁抱產業協作，宣告了全球 IDM 模式走向終結，也有聲音指出，英特爾將需求優先度不高且出現延期的 7nm 交由第三方代工，本就是利益權衡之下的選擇，其 14nm 產線仍正常運轉，IDM 模式依舊是英特爾未來制勝關鍵。

　　IDM 模式究竟行將死亡，還是浴火重生？原中芯國際創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合主辦的“中國第三代半導體發展機遇交流峰會”上，張汝京發表演講，稱新能源汽車、5G 通信、數據中心等領域都將規模應用第三代半導體，在線寬不是很小、設備不特別貴、芯片設計、資本投資都占優勢的情況下，唯有材料突破不易，這正是 IDM 模式的優勢。

　　“中國半導體教父”張汝京，圖片來源：網絡

　　他表示：“第三代半導體中碳化硅為例，新能源車中應用較多，特斯拉 Model 3 已開始使用。這些功率模組主要由意法半導體、英飛凌兩家供應，而這兩家基本上都是 IDM 公司，看起來第三代半導體中較大公司都是 IDM 公司，產業鏈從頭到尾是一家公司負責，做出來效率較高。”

　　從當前全球形勢來看，中國半導體企業更容易受到歐美國家的限制，發展 IDM 模式已勢在必行。目前，中國市場 IDM 份額很小，中國臺灣地區僅為2%，而中國大陸則小于1%，發展空間相當大。同時，國家集成電路產業基金也在布局 IDM 模式，再加上芯片產業扶持政策（《新時期促進集成電路產業和軟件業高質量發展的若干政策》）的利好，或將掀起新一輪的 IDM 產業浪潮。

　　在這一過程當中，英特爾將會有哪些新的動作，值得業界及市場期待。（本文首發鈦媒體 App，作者柳牧宗）

總結

以上是生活随笔為你收集整理的英特尔被挤下芯片王座的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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