芯片巨頭英特爾蓄勢待發(fā) 宣誓5年后實(shí)現(xiàn)反超

芯片巨頭英特爾似乎已蓄勢待發(fā)，準(zhǔn)備迎接一場大勝。然而，麻煩卻接踵而至。

市場研究公司 Forrester Research 的研究總監(jiān)格倫?奧唐奈 (Glenn O‘Donnell) 解釋說：“簡而言之，英特爾將一切都搞砸了。”英特爾被迫向全世界宣布，該公司更先進(jìn)的芯片制造工藝需要再推遲幾年，實(shí)際上這意味著英特爾已經(jīng)承認(rèn)再次落后于競爭對(duì)手。

在經(jīng)歷了多年的錯(cuò)位押注、制造延遲和領(lǐng)導(dǎo)層更迭之后，這家此前無可爭議的芯片制造之王發(fā)現(xiàn)自己面臨著幾十年來從未面臨過的競爭，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)自己正處于公司的谷底。

2020 年，英特爾被迫承認(rèn)，它將大幅延遲推出其最近更名為 Intel 4 的 7 納米節(jié)點(diǎn)。這促使高管層大批離職，并承認(rèn)英特爾可能不得不面對(duì)不可想象的事情，即將自己的制造業(yè)務(wù)外包出去。

英特爾設(shè)法挺過了去年夏天遭遇的地獄式挑戰(zhàn)，代價(jià)是被迫自上而下徹底重新反思自己的業(yè)務(wù)?，F(xiàn)在，該公司任命了新的首席執(zhí)行官，制定了新的計(jì)劃，并迎來了一個(gè)渴望更多芯片的市場。英特爾設(shè)定了雄心勃勃的目標(biāo)，展示了其最詳細(xì)的工藝流程路線圖，并大膽承諾，如果其能避免過去十年熟悉的陷阱，就會(huì)在 2025 年之前重新奪回處理器行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位。未來幾年將是個(gè)決定生死成敗的救贖時(shí)刻，要么英特爾選對(duì)了路線，要么從此陷入萬劫不復(fù)的境地。

奧唐奈表示：“這不是突然之間發(fā)生的事情。許多不利因素不斷累積，隨著時(shí)間的推移，直到導(dǎo)致了整件事情的崩潰。”多年來，英特爾始終在走下坡路，但正是在去年那個(gè)夏天，以及 7 納米工藝推出的延遲，導(dǎo)致這家芯片巨頭正面的裂縫開始看起來更像懸崖深谷。

奧唐奈補(bǔ)充說：“縱觀英特爾的歷史，直到最近，制造業(yè)務(wù)始終是英特爾最神奇的法寶之一。英特爾的秘密武器之一就是制造業(yè)創(chuàng)新，這就是為何 7 納米工藝推遲如此令人尷尬的原因。這在心理上對(duì)整個(gè)公司乃至整個(gè)市場都是一次巨大的打擊，因?yàn)檫@意味著英特爾不再有秘密武器。”

英特爾今天仍在生產(chǎn)自己的芯片，這在業(yè)界已經(jīng)變得相當(dāng)罕見。絕大多數(shù)科技公司都沒有自己的芯片生產(chǎn)工廠，這意味著他們將芯片的制造外包給其他公司，即使他們自己設(shè)計(jì)芯片。AMD、英偉達(dá)、高通、蘋果、聯(lián)發(fā)科和博通都是當(dāng)今無工廠公司的典型例證。

英特爾是為數(shù)不多的仍在自行設(shè)計(jì)和制造硬件的計(jì)算機(jī)芯片公司之一，它可以根據(jù)自己的規(guī)格和目的設(shè)計(jì)制造工藝的每個(gè)部分，而且對(duì)產(chǎn)品的實(shí)際制造擁有無與倫比的控制權(quán)。英特爾實(shí)際上擁有自己的工廠，也是目前美國唯一一家仍在生產(chǎn)芯片的大公司。幾十年來，制造業(yè)始終是英特爾最大的優(yōu)勢之一。但事實(shí)是，該公司未能實(shí)現(xiàn) 7 納米工藝的預(yù)期，而此前該公司剛剛從 10 納米的延遲中恢復(fù)過來，這同樣是一個(gè)巨大的打擊。

開局良好，準(zhǔn)備重回正軌

在科技行業(yè)中，當(dāng)我們談?wù)摪雽?dǎo)體工藝流程(比如 10 納米、7 納米或 5 納米)時(shí)，我們主要是在討論營銷術(shù)語。今天的芯片實(shí)際上沒有 10 納米或 7 納米大小的晶體管。取而代之的是，這些節(jié)點(diǎn)被用作近似的世代術(shù)語，以表面光制造技術(shù)的重大進(jìn)步何時(shí)到來。

每個(gè)節(jié)點(diǎn)提供的主要內(nèi)容是更大的晶體管密度，即一個(gè)空間中可以容納的晶體管數(shù)量。節(jié)點(diǎn)越小，你可以安裝的晶體管就越多，盡管不同制造商的確切數(shù)字往往會(huì)有很大差異。例如，英特爾 10 納米節(jié)點(diǎn)技術(shù)和晶體管密度與臺(tái)積電和三星的 7 納米芯片大致相當(dāng)，這促使英特爾最近進(jìn)行了品牌更新?lián)Q代。

英特爾去年開局良好。該公司宣布了其 Tiger Lake 芯片 (嚴(yán)格來說是該公司第三代 10 納米芯片設(shè)計(jì))，同時(shí)也見證了該公司醞釀已久的 Xe GPU 架構(gòu)首次亮相，使其迎來了令人興奮的新一波處理器浪潮，在長期以來始終被視為英特爾弱點(diǎn)之一的領(lǐng)域 (圖形) 也擁有了強(qiáng)大的能力。這些芯片提供了很好的性能，盡管它們僅限于低功耗筆記本電腦。10 納米和英特爾新顯卡的等待被證明是值得的：新芯片在發(fā)布時(shí)在單核性能上超過了 AMD，而且它們實(shí)際上沒有辜負(fù)炒作。

還有更多的事情要做：英特爾只為其最弱的筆記本電腦產(chǎn)品發(fā)布了 10 納米芯片。如果你購買的是一臺(tái)輕薄的電腦，它將比以往任何時(shí)候都要好，因?yàn)樾录軜?gòu)節(jié)點(diǎn)帶來了所有性能和能效的提高。但該公司花了近 1 年時(shí)間才發(fā)布了功能更強(qiáng)大的 H 系列 Tiger Lake 芯片，這些芯片用于專為游戲和視頻編輯而設(shè)計(jì)的更強(qiáng)大筆記本電腦。而且英特爾還沒有將臺(tái)式機(jī)芯片迭代到 10 納米工藝，這對(duì)今年的芯片會(huì)產(chǎn)生潛在的不利影響，因?yàn)榻衲甑男酒噲D將 10 納米的設(shè)計(jì)融合到 14 納米的架構(gòu)上，結(jié)果令人喜憂參半。

設(shè)計(jì)大咖離職引發(fā)連鎖反應(yīng)

在多年的制造延遲之后，英特爾似乎正在重回正軌。但是進(jìn)入 2020 年 6 月以后，英特爾的麻煩又回來了。經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師吉姆?凱勒 (Jim Keller) 宣布，他將因“個(gè)人原因”離職。凱勒是芯片設(shè)計(jì)界的大咖，他幫助蘋果開發(fā)了 A 系列芯片，幫助 AMD 開發(fā)了 Zen 架構(gòu)，幫助特斯拉開發(fā)了自動(dòng)駕駛電腦芯片。英特爾于 2018 年將凱勒請(qǐng)入董事會(huì)，雖然該公司并未公開他除了領(lǐng)導(dǎo)英特爾芯片上系統(tǒng) (SoC) 開發(fā)和集成團(tuán)隊(duì)之外的職責(zé)，但他的工作很明確：作為英特爾上萬人半導(dǎo)體工程團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)者，他要讓英特爾重回正軌。

凱勒以在公司短期工作而聞名，他經(jīng)常會(huì)突然加入進(jìn)來，啟動(dòng)某個(gè)項(xiàng)目，然后在焰火開始之前離開。但他在英特爾工作不到兩年就突然離職，這是他迄今最短的任期之一，也是英特爾噩夢夏季的一個(gè)不吉利的開端。

但就在幾天后，英特爾迎來了更多的壞消息，蘋果在 2020 年全球開發(fā)者大會(huì)(WWDC)上宣布，它將改用自主設(shè)計(jì)、基于 ARM 架構(gòu)的芯片，放棄使用了十多年的英特爾處理器。理由與 2005 年蘋果首次從 PowerPC 轉(zhuǎn)向英特爾時(shí)類似，即這家 Mac 制造商對(duì)英特爾的路線圖進(jìn)行了權(quán)衡，發(fā)現(xiàn)該路線圖最近已經(jīng)出現(xiàn)了大量延誤，無法跟上自己的步伐。

蘋果在 2019 財(cái)年第二財(cái)季財(cái)報(bào)中采取了更進(jìn)一步舉措，直截了當(dāng)?shù)貙⒃摷径?Mac 銷量下降歸咎于英特爾的處理器供應(yīng)問題。蘋果首席執(zhí)行官蒂姆?庫克(Tim Cook)當(dāng)時(shí)指出：“我們相信，如果沒有這些供應(yīng)限制，我們的 Mac 電腦收入將會(huì)比去年有所增長。”

至少有一位英特爾前工程師證實(shí)了這種挫敗感，直言不諱的英特爾首席工程師弗朗索瓦?皮德諾埃爾 (François Piednoël) 稱，蘋果更換芯片至少在一定程度上是因?yàn)樵摴?Skylake 芯片的質(zhì)量保證不佳。但是，改用 ARM 架構(gòu)芯片不僅僅是蘋果受夠了英特爾的拖延，也是這家最具影響力的科技公司向世界宣布，英特爾的芯片已經(jīng)不再符合標(biāo)準(zhǔn)了。

庫克在發(fā)布會(huì)上說：“當(dāng)我們做出大膽的改變時(shí)，只有一個(gè)簡單而充分的理由，那就是我們能生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品。”對(duì)于蘋果來說，棄用英特爾芯片是讓 Mac 實(shí)現(xiàn)飛躍的必要選擇。果不其然，蘋果首款自主研發(fā)的 M1 芯片在各個(gè)方面都超出了預(yù)期，在去年晚些時(shí)候上市時(shí)顛覆了我們對(duì)筆記本電腦性能的概念。

先進(jìn)制造工藝延遲發(fā)布

但這一切仍然是英特爾最大災(zāi)難迫在眉睫的前奏：英特爾在 2020 年第二季度財(cái)報(bào)電話會(huì)議上宣布，該公司在其 7 納米制程中發(fā)現(xiàn)了一種“缺陷模式”，使進(jìn)展至少推遲了一年。下一代芯片最初定于 2021 年晚些時(shí)候發(fā)布，這是英特爾重回正軌并趕上臺(tái)積電等其他芯片制造商戰(zhàn)略的關(guān)鍵部分，現(xiàn)在被推遲到 2023 年初。

這對(duì)英特爾來說是個(gè)大問題。正如計(jì)算機(jī)工程教授、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)首席研究員娜塔莉?恩賴特?杰杰 (Natalie Enright Jerger) 所解釋的那樣，芯片制造商可以通過兩種主要方式來提高性能：一是添加新設(shè)計(jì)，比如在芯片上放置更多內(nèi)核或新的 AI 加速器;二是增加更多晶體管，這些晶體管主要來自新的更小架構(gòu)。如果不能縮小節(jié)點(diǎn)，它們將失去性能提高的兩個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素之一。他們?nèi)匀荒軌騽?chuàng)新，但無法獲得 AMD 擁有更多晶體管所帶來的額外優(yōu)勢。

AMD 也是臺(tái)積電更先進(jìn)生產(chǎn)工藝的受益者，其 Ryzen 芯片自 2019 年以來始終使用 7 納米工藝生產(chǎn)，當(dāng)其 5 納米 Zen 4 芯片在 2022 年發(fā)貨時(shí)，AMD 可能會(huì)再次超越英特爾。

英特爾實(shí)際上是在一只手被綁在背后的情況下參與競爭。事實(shí)上，英特爾始終在緊跟自己的步伐，這證明了其內(nèi)部生產(chǎn)提供的優(yōu)勢，以及其獨(dú)特 Foveros 封裝技術(shù)等方面的創(chuàng)新，所有這些都是前面提到的“秘密武器”。但新架構(gòu)的持續(xù)拖延表明，英特爾的這種把戲只能維持這么長時(shí)間。

制定復(fù)興戰(zhàn)略恢復(fù)昔日榮光

夏季事件的影響來得很快。在 7 納米節(jié)點(diǎn)延遲的新聞傳出后不久，英特爾前硬件主管文卡塔?倫度金塔拉 (Venkata“Murthy”Renduchintala) 宣布離職。英特爾前首席執(zhí)行官鮑勃?斯旺 (Bob Swan) 由帕特?蓋爾辛格 (Pat Gelsinger) 接替。

蓋爾辛格是英特爾的前工程師，最出名的是在 20 世紀(jì) 80 年代幫助開創(chuàng)了英特爾最早的諸多創(chuàng)新，并擔(dān)任了該公司的首任首席技術(shù)官。蓋爾辛格受聘的目的是幫助糾正局面，這是英特爾在向員工和世界發(fā)出的一個(gè)信號(hào)，表明該公司希望認(rèn)真對(duì)待芯片業(yè)務(wù)，再次發(fā)揮自己的優(yōu)勢。

蓋爾辛格已經(jīng)不失時(shí)機(jī)地宣布了新的英特爾“IDM 2.0”戰(zhàn)略，該戰(zhàn)略將使英特爾將部分芯片生產(chǎn)外包給臺(tái)積電和三星電子等其他公司，通過新的英特爾代工服務(wù) (Intel Foundry Service) 業(yè)務(wù)，努力將英特爾打造為其他公司的芯片制造商，并制定一個(gè)雄心勃勃的目標(biāo)，即到 2025 年讓英特爾重返尖端芯片設(shè)計(jì)的前沿。

新宣布的路線圖是英特爾一段時(shí)間以來分享的對(duì)其未來產(chǎn)品最詳細(xì)的展望，重新命名其技術(shù)節(jié)點(diǎn)，以便更好地將它們與競爭對(duì)手聯(lián)系起來，是這個(gè)戰(zhàn)略的一部分。該公司發(fā)表了一份重要聲明，表明它有重返市場的計(jì)劃。英特爾執(zhí)行副總裁米歇爾?約翰斯頓?霍爾薩斯(Michelle Johnston Holthaus)表示：“我們已經(jīng)有了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，前方也有激動(dòng)人心的戰(zhàn)略愿景。”他強(qiáng)調(diào)了公司的新投資和路線圖。

但要實(shí)現(xiàn)路線圖需要克服許多挑戰(zhàn)。不可否認(rèn)，這家曾經(jīng)以 CPU 制造聞名于世的芯片公司已經(jīng)落后了。雖然它宣布了新的計(jì)劃，比如投資 200 億美元在亞利桑那州建新工廠，聽起來令人印象深刻，但這些都是需要數(shù)年時(shí)間才能收回的賭注。與三星和臺(tái)積電等競爭對(duì)手相比，它們的規(guī)模也相形見絀。三星宣布在十年內(nèi)向半導(dǎo)體生產(chǎn)投資 1160 億美元，臺(tái)積電宣布計(jì)劃在未來三年投資逾 1000 億美元擴(kuò)大產(chǎn)能。

即使是英特爾的新路線圖也不能保障其未來。英特爾有很多雄心勃勃的目標(biāo)，包括在 2023 年推出拖延已久的 7 納米 Intel 4 芯片，以及在 2024 年推出 Intel 20A 下一代晶體管架構(gòu)。但英特爾正在擺脫最近 10 納米和 7 納米工藝延遲帶來的困境，需要確保其在這些領(lǐng)域設(shè)定的計(jì)劃不會(huì)遇到可能席卷整個(gè) PC 行業(yè)的類似障礙。

三星和臺(tái)積電等競爭對(duì)手已經(jīng)在加快推出具有更高晶體管密度和更先進(jìn)技術(shù)的下一代芯片，這意味著 AMD 和高通等新恢復(fù)活力的競爭對(duì)手將等待填補(bǔ)英特爾的空白。正如奧唐奈解釋的那樣：“他們現(xiàn)在必須跨越式發(fā)展，僅僅迎頭趕上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”

去年夏天的遭遇給英特爾敲響了警鐘，這是一個(gè)明確的跡象，表明多年的延遲和錯(cuò)失機(jī)遇是英特爾不能再繼續(xù)承受的代價(jià)。自那以后，英特爾在這一年中做出的改變是正確的，包括召回經(jīng)驗(yàn)豐富的領(lǐng)導(dǎo)者和硬件設(shè)計(jì)師，并專注于讓其半導(dǎo)體業(yè)務(wù)重回正軌。英特爾將不得不重新獲得客戶的信任，重建其作為 OEM 和客戶可以信賴的領(lǐng)導(dǎo)者聲譽(yù)，并表明它仍然可以在芯片的尖端參與競爭。去年是英特爾邁出的良好第一步，現(xiàn)在輪到它兌現(xiàn)承諾了。

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