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从错失移动市场到7纳米延期 英特尔何去何从

作者:李娜 来莎莎时间:2020-07-30来源:第一财经收藏

  [ 有分析指出,在半导体制程上的瓶颈不只是7nm节点的延期,而是需要重整架构来实现翻身,这将造成在制程上的劣势持续5年、6年,甚至7年的时间。 ]

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202007/416452.htm

  “老虎不发威,你以为是病猫吗?!”

  3年前9月的一天,当被第一财经记者问及如何看待摩尔定律已经失效的质疑时,中国区总裁杨旭直接明了地亮出态度。而在当时的市场上,有关摩尔定律失效的“噪音”越发严重,加上被三星在营收上超越,被台积电7nm(纳米)赶超,这让一直对半导体制程工艺有着高度自信的英特尔有些坐不住了。

  而转折点也许就发生在这一年。台积电过去3年在晶圆先进制程工艺上一路狂飙,到了今年最新财季,台积电已经凭借着在5 nm上的绝对优势冲刺至全球市值前十的公司排行榜中。相较之下,英特尔在10 nm上连续受挫,而在最新的消息中,7 nm工艺良率更是低于预期导致相关芯片上市至少会推迟到2022年。受此消息影响,英特尔市值蒸发超过400亿美元。

  作为曾经主导全球PC市场的“Wintel”(Windows+Intel)联盟成员之一,英特尔几乎是摩尔定律的代名词,在二十年前笔记本电脑所处的全盛时期,英特尔的微处理器可以说没有对手。但在今天,半导体先进制程赛道上是以智能手机以及各种新型终端为主导的选手。而错失移动互联网“黄金时代”的英特尔,此时面临的不仅仅是份额的流失,还有新时代下游戏规则的变化。

  有分析指出,英特尔在半导体制程上的瓶颈不只是7nm节点的延期,而是需要重整架构来实现翻身,这将造成英特尔在制程上的劣势持续5年、6年,甚至7年的时间。

  “挤牙膏式”推进工艺

  2019年4月末的北京天气微凉。北京环球贸易中心的英特尔办公室,像往常任何一个普通工作日,电梯口处还摆放着一则招聘海报。一身蓝色西服的司睿博(Bob Swan)走出电梯,进入办公室,开起了一个小型的工作会。

  没有任何欢迎仪式,这位新任英特尔CEO的中国行低调而紧凑。两天的时间里,他拜访了多位政府官员、商业客户,在中国开了一场员工大会,然后飞往下一个国家。

  2016年才加入英特尔的司睿博从临时CEO正式“转正”开始掌舵英特尔这艘51岁的科技巨轮,让外界吃惊的是,这家全球最大的半导体厂商过去总是偏好从内部选拔具有数十年技术背景的工程师担任CEO,而司睿博是CFO出身。在战略上,他选择的是延续前任CEO科再奇的核心战略,即“以PC为中心转型到以数据为中心”。

  司睿博上任后多次强调执行力,其中就包括了满足客户需求、解决14 nm产品供应短缺问题以及交付10 nm产品线。

  2007年,英特尔推出了“Tick-Tock”(简称“嘀嗒”)战略,每两年为一个周期。Tick年升级工艺,Tock年升级处理器架构。但在14nm工艺阶段,这一战略逐渐失效。早在2015年第一季度,英特尔就上线了首批14nm制程工艺处理器,架构代号Broadwell。但之后的五年,英特尔却在14nm上“深耕”,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酷睿处理器。

  此外,按照最初规划,英特尔10nm工艺产品应在2016年推出,但在实际发布时却一再延期,而台积电、三星等竞争对手早已开始量产7nm产品。

  对于10nm产品时间的延迟,英特尔当时给出的回应是14nm制程还有提升的空间。但由于英特尔已经在10nm上停留了太长时间,也一定程度上影响了市场对其的信心。

  研究机构Canalys分析师贾沫表示,英特尔一再延迟的10nm制造工艺给AMD带来了替代的机会。而所有这一切都转化为AMD十年来首次获得市场份额的历史性机遇。

  作为英特尔在CPU上的老对手,AMD凭借着台积电的“助力”而赶超英特尔进入7 nm时代。不久前更是有消息称,AMD已与台积电签订了每月供货20000片5 nm晶圆的订单。

  在7月28日美股盘后,AMD公布了今年二季度财报,营收为19.3亿美元,同比增26%,高于分析师预期的18.6亿美元,净利润为1.57亿美元,远高于去年同期的3500万美元。同时,AMD上修全年营收预测,显示其正在从对手英特尔获利丰厚的服务器芯片市场抢占订单。今年以来,AMD的股价已经累计上涨47%。

  IDM模式VS Foundry模式

  晶圆代工是典型的资本密集、人才密集和技术密集产业。制程越先进,需要的资本投入就越大。

  根据市场调研机构IBS统计,随着技术节点的不断缩小,集成电路制造的设备投入呈大幅上升的趋势。以5nm技术节点为例,其投资成本高达数百亿美元,是14nm的两倍以上,28nm的四倍左右。即使是全球晶圆纯代工行业排名第二和第三的格芯和联华电子,面临高昂的资本投入和技术壁垒,也相继宣布放弃研发7nm制程工艺,而龙头台积电则稳坐第一把交椅。

  台积电的商业模式是典型的“代工厂”模式,只选择了利润空间的一环即晶圆体代工环节,这种模式的优势在于可以将资金集中投资到新制程研发从而拓宽自己的护城河。而基于这种Foundry(代工厂)模式,包括高通、联发科以及海思在内的芯片设计厂商不断兴起,它们可以只负责芯片电路设计,生产、封装测试等环节都可以外包,反向促进了台积电的不断壮大。

  而英特尔代表的则是IDM模式(Integrated Device Manufacture,整合设备制造),芯片从设计到成品的整个过程都由制造商负责,这种模式可以保证产品从设计到制造环节的一体性。但从迭代效率和成本来看,目前Foundry模式更为主流。

  英特尔也尝试过将代工范围扩大。英特尔执行副总裁Zane Ball曾对记者表示,英特尔是全球少数可以做高尖端晶圆代工的厂商,可以更快更低成本地调整生产线。

  但业内人士指出,不同于传统电子消费代工遵循的低毛利路径,台积电的毛利率可以达到50%,这是因为可以同时满足不同客户的定制化需求。“台积电有258种制程,480个客户,9920种产品,这是一般企业难以想象的。”该人士说。

  2012年,台积电的制造研发能力还落后于英特尔和三星。但随着智能手机的普及,手机功能的日新月异,客户对于芯片的要求也越来越高。可以说,台积电在过去的7~10年中,更多是受到手机芯片客户所驱动,包括苹果、高通、联发科以及海思等。通过客户的订单,不断地进行研发投入,从而提升自身实力。一个例子来自于与苹果的合作,2015年,三星虽然开发出了14nm芯片,但是台积电的16nm却被用在了苹果的A9处理器上,这也促使台积电拿下了苹果A10到A14的所有订单。随着苹果产品的热销,台积电的工艺也在不断向前推进。

  做晶圆代工厂第二名基本不赚钱

  无论是芯片厂商还是晶圆代工厂商,越往“金字塔”走,承担的压力就越大。

中芯国际联席CEO赵海军曾在一次论坛中指出:“做晶圆代工厂第一名赚钱,第二名基本不赚钱,第三名亏钱,所以一定要争做前两名。”

  可以看到,台积电毛利率远高于同行。从2017年到2019年,台积电毛利率分别为51%、48%和46%;中芯国际分别为25%、23%和21%。有媒体报道,为了提高市场占有率,三星也正以降低晶圆代工价格争夺客户。

  但实际上,全球四大晶圆代工厂每片晶圆的平均营收在2014年已经触顶,达到1149美元,之后一路缓跌至2017年。调研机构ICInsights指出,制程技术的先进与否,影响了每片晶圆营收的高低,0.5μ8英寸矽晶圆每片平均营收只有370美元,20nm以下12英寸晶圆每片平均营收却达6050美元。若以平方英寸平均营收来看,0.5μ制程技术与20nm以下制程技术,前者的平均营收为7.41美元,远远不如后者的53.86美元。

  出于市场的压力,部分晶圆代工巨头开始选择“停下脚步”,检讨不断“烧钱”投入先进工艺带来的后果。

  此前,格芯(GLOBALFOUNDRIES,原名格罗方德)正式对外宣布搁置7nmFinFET项目,并调整相应研发团队来支持强化的产品组合方案。在第一财经记者获得的一份资料中,格芯表示,在裁减相关人员的同时,一大部分顶尖技术人员将被部署到14/12nmFinFET衍生产品和其他差异化产品的工作上。

  “我们非常了解做这一行要靠什么竞争,我们在重要的地方都做到位:技术一定要领先、制造一定要优越、跟客户的伙伴关系和信任关系,这三件事情就是Foundry的基本面。这三样东西做好,别人放马过来。”台积电前企业信息资深处长孙又文在去年接受采访时告诉第一财经记者。

  在5nm和3nm工艺的最新进展方面,台积电总裁兼副董事长魏哲家表示,5nm制程已经开始量产,“受5G手机和HPC应用驱动,5nm需求非常强劲,预计今年下半年5nm制程增长强劲。2020年5nm制程收入将贡献营收的8%。”下一代3nm制程预计在2021年进行风险量产,2022年下半年将量产。与5nm制程相比,3nm的密度提升70%,速度提升10%~15%,功耗降低25%~30%。

  有分析指出,英特尔芯片厂长期以来代表美国先进制造业的高点,象征美国在关键技术的主导地位,但现在“情况已不再如此”。

  被台积电超过后,英特尔市值在今年7月初又被英伟达超越。截至北京时间7月29日,芯片设计公司英伟达市值为2513亿美元,英特尔为2094亿美元,台积电则高达3989亿美元。




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