日本专家分析：英特尔与台积电对决，谁将赢得半导体战争？

日本楔形网4月20日刊登技术顾问杉山和弘的文章，分析英特尔与台积电谁将赢得半导体战争。

英特尔已经宣布将投资2万亿日元(约200亿美元)建设新工厂，而台积电则宣布将在三年内投资11万亿日元。两家公司之间的博弈越来越激烈。

台湾半导体制造公司（TSMC）最近的新闻很多，股价从一年前的50美元低位飙升至2月份的140美元。为什么晶圆厂，即半导体制造公司，会吸引这么多的关注？事实上，全球半导体行业的王位即将被取代。与台积电相比，长期以来一直是卫冕冠军的英特尔的股价在过去一年中一直徘徊在40至60美元之间。英特尔一直在独立完成从半导体设计到制造的所有工作（垂直整合），而台积电则是通过只专注于制造（水平分工）。英特尔的巨大投资会是一次换位思考吗？

"活着的传奇"回归英特尔

2月16日，59岁的帕特里克-格尔辛格，一个"活着的传奇"，成为英特尔的第八任CEO。格尔辛格18岁时加入英特尔，在公司工作期间获得了斯坦福大学的学位，他领导了英特尔核心的开发，即计算机中使用的MPU（中央处理单元）。在2009年离开该公司之前，他还担任过副总裁兼首席技术官（CTO）。为什么一名前雇员回到公司担任总裁？这反映了英特尔所处的"困难局面"。

英特尔在半导体行业的统治是基于摩尔定律，该定律指出半导体密度将在18至24个月内翻倍，这一定律为英特尔创始人之一戈登-摩尔所倡导。然而，该公司在这一小型化过程中跌倒了。由于10纳米（纳米是十亿分之一的基本单位）线宽工艺的延迟量产，英特尔已经落后于台积电和其他公司，而台积电已经开始量产7纳米和5纳米工艺，据说英特尔已经推迟到2023年。英特尔一直无法跟上摩尔定律的路线图，而代工厂却已经把他们打败了。

(资料来源：Wedge根据各种报告编撰)

英特尔的优势一直是它能够独立完成所有事情，包括自己的设计和自己的制造方法，这可以称为"英特尔规则"。

然而，随着智能手机和其他设备变得更加强大，有必要整合多种功能，包括用于图像处理和存储的图形处理单元（GPU）。在这种情况下，GPU的规划和设计开始变得越来越重要。在这种背景下，出现了没有工厂的无晶圆厂制造商，如专门从事GPU规划和设计的英伟达。换句话说，自行设计变得越来越困难。

由于前任总裁Bob Swan行为不当，他于2006年被任命为首席执行官，同时兼任首席财务官。然而，从那时起，公司一直无法赶上小型化的竞赛，导致人们渴望有一个具有工程背景的高层管理人员，而格尔辛格被点名推荐。由工程师掌舵，就有可能在微型化路线图与实际设计和制造过程之间取得平衡。人们对格尔辛格也有很高的期望，他通过在过去10年中担任一家软件公司的首席执行官的经验获得了财务和会计方面的知识。

业内大趋势正向"水平分工"转变

《日本经济新闻》前些时候有一篇文章，题为"Mac市场的变化：专有CPU在二手市场造成的后果。众所周知，苹果公司的Mac笔记本电脑的价格即使在使用时也不会下降，但据说价格正在下降。为什么？这是因为苹果在去年11月发布了一款采用自己的CPU的机型，称为M1芯片，取代了之前由英特尔制造的CPU。用户称赞它有更快的处理速度和更好的电池寿命。M1芯片是由苹果公司根据半导体设计公司Arm的模型自行设计的。而且，它由台积电生产。

台积电于1987年由张忠谋在台湾成立，他曾是德州仪器的工程师，从事半导体制造和设计。在此后的30年里，台积电已经成为一家领先的公司，生产全球市场上近50%的半导体。半导体制造需要大量投资以推进工艺和提高产能。许多曾经是"半导体强国"的日本公司已经消失，在投资战中失败。同时，为了减少投资风险，一些公司停止生产半导体，开始专门从事设计工作。代工厂，如台积电，成为这一趋势的接受者。

今天，代工厂不仅在数量上而且在技术上都处于领先地位。特别是，只有两家公司，台积电和三星，可以生产最先进的工艺，如7纳米和5纳米。苹果和其他用户每天都在争先恐后地访问代工厂，以确保生产线的安全。过去，英特尔率先决定个人电脑的接口，可现在却正在向代工厂转移。

与英特尔竞争多年的Advanced Micro Devices（AMD）也在7纳米工艺之后将其代工厂从美国的Global Foundries改为TSMC。通过这样做，台积电也就夺取了英特尔在PCCPU市场的份额。

在半导体制造商之间的这种分工继续进行的同时，谷歌、苹果、脸书和亚马逊等GAFA有望利用它们充足的资金加速内部半导体设计。除了GAFA，旨在实现自动驾驶商业化的汽车制造商也可能会设计自己的半导体。随着这种情况的发生，代工厂将变得越来越重要。

半导体行业的标准将是"水平分工"？

从我们目前看到的情况来看，半导体行业的标准将是"横向分工"，行业的皇冠将由代工厂或台积电把持。

然而，代工厂并非没有自己的担忧。事实上，投资与销售的比例正在增加，而情况仍然是非常危险的。一旦发生技术问题，就可能会致命。

微型化的竞赛也正在达到其物理极限：一旦你达到7、5和3纳米，就不可能再细了。这就是"叠加"的意义所在。英特尔正在研究一种名为EMIB的新堆叠技术，如果它能在这里创造出创新技术，它将能够与代工厂竞争。

据我猜测，英特尔未来也可能将其部分半导体外包给代工厂，目前，已经有一些类似的报道。尽管英特尔可能不愿意向代工厂透露其一直作为黑匣子的生产技术，但是，它将能够通过使其生产工艺与代工厂的工艺兼容来规避风险。该公司可能会采取双管齐下的策略，也就是一方面继续自己的生产，同时又保护国内就业和技术。

此外，中美贸易战和新的冠状病毒感染导致的数码产品需求激增，也刺激了工业领域的半导体短缺。3月中旬，丰田宣布临时关闭其在墨西哥的工厂，本田也暂停了在美国和加拿大的生产。

导致半导体短缺的一个因素是，半导体制造已经成为少数公司的寡头垄断，包括台积电。作者认为，半导体的短缺将持续到2022年左右。正如新冠疫情灾难导致了关于在国内生产关键医疗产品的必要性的讨论一样，看到半导体在某种程度上"在日本拥有生产设施"的举措也不会令人惊讶。事实上，在3月份，欧盟（EU）宣布了一个增加该地区半导体制造的目标，旨在到30年时，按价值计算，占据下一代半导体的20%份额。此举对在美国拥有生产设施的英特尔来说将是一个助推。

此外，在3月底，英特尔宣布将投资2万亿日元在亚利桑那州建立一个制造工厂。今年4月，台积电宣布将在未来三年投资约11万亿日元，以提高其制造能力，两家公司一直在以令人目眩的速度前进。无论如何，半导体行业正处于一个重要的转折点，未来几年将出现一个新的局面。