陷入摩尔困境？芯片巨头英特尔的“中年危机”

张平

2020年7月24日，英特尔发布2020年Q2财季的财报。虽然全球经济衰退，但是作为高科技行业的领头羊，英特尔依旧交出了一份漂亮的财务答卷。其数据中心、存储等业务板块，均大幅度增长并超出市场分析预期。不过，也正是这份财报中有关7nm工艺延期的内容，让英特尔当天股价发生巨幅震荡。在盘前交易中，英特尔的股价迅速从前一天的60美元附近暴跌至52美元左右，盘中最低跌至49.5美元，最终以50.6美元收盘。相比前一天，股价重挫16.24%。随后几个交易日，英特尔又公布了有关企业重组、人事变动的消息，股价继续一路下跌至最低46.97美元，距离美股3月份多次熔断后的极值44.36美元也仅仅一步之遥，总市值缩水至约2000亿美元。众所周知，纳斯达克在美联储的特殊操作之下，大多数科技股领头羊都再创新高，比如老对手AMD最近3年股价从不到2美元冲高到86美元的“喜马拉雅”价位，英伟达已经冲上了440美元的“月球”价位，特斯拉更是冲上了1500美元的“那美克星”价位！反观英特尔的逆市暴跌，在这一片热热闹闹的泡沫中如飞雪入心，冰寒刺骨，着实扎眼。那么，英特尔怎么了？

延期，延期，再延期

2014年9月25日，英特尔正式发布CoreM系列处理器。这是首款采用全新14nm工艺和第二代3D晶体管技术的处理器。同时期，AMD的主流产品FX-8300系列处理器则是性能落后、功耗极高的代表，采用的是32nmSOI工艺。2015年第三季度，英特尔发布了采用成熟14nm工艺、Skylake架构的第六代酷睿系列处理器。然后工艺的数字似乎停止了，直到现在，英特尔在主流桌面处理器市场上再也没有推出过更小数字的工艺，只是依靠不断优化的14nm工艺和不断优化并重命名的微架构，将酷睿系列从第六代推进至第十代。即使第十一代桌面酷睿可能更换架构，制程工艺也许仍将维持在14nm。

作为业界领军者，英特尔应该深知竞争的惨烈和技术停滞的风险。但是这5年来，除了继续小幅提升频率、小改规格外，英特尔在制程换代的进度上困难重重。10nm制程技术的多次重大延期完全打乱了英特尔的节奏，并且14nm制程“过于”成功，似乎也使得10nm迟迟难以上位。

2013年，英特尔宣布代号1272的14nm工艺将在2014年开始大规模上市，并且在2015年逐渐退出舞台，随后将由代号为1274的10nm工艺接棒。但是，这样的路线图在现实中无情跳票。首先是14nm延期到2014年底才开始小批量商业生产，2015年下半年才开始大规模生产。这证明英特尔当时在生产工艺研发上已经出现了困难。既然难度在变大，照理说英特尔更应该审慎地订立自己的技术目标，尤其是在10nm这样的关键节点上。是否能完成2.7倍的密度提升，工艺难度是否合理评估？但是，在那个时代，摩尔定律还在生效，这是英特尔最自豪也最希望完成的任务，所以当时并没有意识到10nm制程的目标难度有多大。直到2015年底，英特尔才终于宣布10nm工艺研发存在巨大困难，宣布将延期至2019年。这是10nm工艺的首次延期。

后期英特尔也坦承，在研发目标上设立过于激进，脱离了实际技术能力，内部管理混乱且没有明确目标，最终导致早期10nm研发目标失败。

第二次延期发生在2018年，英特尔在这一年宣布，10nm工艺良率、频率表现不够理想，无法完成大规模商业化生产，并且计划将10nm工艺拆分成10nm、10nm+和10nm++三代，分别在2019年、2020年、2021年推出。这样计划一经宣布就引得市场哗然。而同期台积电正在积极准备7nm工艺的大规模商业化生产。此时英特尔一再声称，台积电的7nm工艺在多项关键参数甚至不如英特尔的10nm工艺，名称只是宣传手段而已。而台积电此时甚至已经懒得和英特尔进行工艺制程命名方式的口水战：“我订单都接不完，哪里还有空和你吵架？”

时间到了2019年底，英特尔终于正式发布了10nm制程的移动平台产品，并且后续用户也真的能够在市场上买到搭载10nm酷睿处理器的笔记本电脑，但从桌面PC的情况来看，2020年上半年英特尔主打的产品依旧采用14nm工艺，并且整个桌面市场和服务器市场都是如此。真正工艺成熟、彰显高性能的10nm桌面版本处理器产品依旧遥遥无期，服务器Xeon产品倒是可能下半年在单/双路市场推出。而最新消息甚至说，英特尔可能在2021年底才会推出10nm+的桌面处理器，到2022年再推出10nm++的版本。这不断的延期到底是何原因呢？

英特尔曾经一度宣称在7nm工艺上会迎头赶上。但是在不久前7月24日的财报中，英特尔表示7nm工艺也遇到了严重困难，将延期6～12个月。即使如英特尔所说，英特尔7nm工艺等同于台积电5nm工艺，但延期对英特尔来说也是相当重大的打击。毕竟台积电的5nm工艺产品在今年年底就会推出，而英特尔应该不会早于2022年底之前推出7nm产品。

在这段时间，AMD设计了Zen、Zen2和Zen3（即将在今年下半年上市）架构，将处理器核心数量推高到最多64个并重回性能巅峰。台积电也将工艺制程从20nm一路升级至5nm，现在已经成为全球工艺最先进的半导体芯片厂商。看起来台积电在2020年下半年正式量产5nm芯片没有问题，这意味着英特尔主流工艺14nm将落后台积电2代或者3代。在这种情况下，雷蒙德詹姆斯金融（RaymondJamesFinancial）的分析师ChrisCaso甚至已经宣称“英特尔10nm延期为竞争对手打开了一个窗口，这个窗口可能永远都不会关闭，很可能意味着英特尔在计算领域主导地位的终结。”一旦这样的言论成为市场主流，将彻底动摇英特尔在产业界的领先地位和形象，并进一步拖累股价。

除了技术上的问题外，英特尔工艺延期的原因还可能和14nm工艺“过于”出色有关。从2014年到2020年再到2022年，英特尔用了8年时间打磨自己的14nm制程工艺，确实把14nm制程做到了极致：10核心时单核睿频最高可达5.3GHz，全核睿频最高达4.9GHz;最多完成了28核心處理器的大规模生产;还能够在超低功耗设备上展露峥嵘，可谓十项全能，样样出色。除了英特尔以外，上一个能够大规模商业化生产如此优秀的工艺水平的企业是28nm制程时代的AMD和格罗方德“两口子”。考虑到英特尔会在2021年推出新架构的RocketLake还会继续部分使用14nm工艺，所以到2022年14nm工艺依旧还要再战。

这甚至带来了一个奇妙问题：如果要推出10nm制程工艺的产品，却又不能在性能或者成本上稳压14nm工艺，那么又有什么必要全面升级晶圆厂呢？既然没有，那么为什么还要使用10nm呢？最终，14nm的优秀表现反而极大地拖后了10nm制程成本拐点出现的时间，使其难以上位。

总的来看，接二连三的延期，除了让英特尔的股票大跌，还带来了前所未有的制程技术困境。在2014年，英特尔在工艺上领先AMD大约2代，当时AMD和格罗方德还在用32nmSOI技术;同样是在这一年，台积电推出了20nm工艺但表现不佳，被玩家嘲笑为“台漏电”。直到2015年，台积电才在14nm/16nm节点上站稳脚跟。从超越到落后，从先进到后进，英特尔这些年在制程方面的表现的确让人迷惑。

離职的大佬，重组的产业

在工艺上陷入停滞，必然也会有人的因素。近两年英特尔高管的离职变动也不少。我们从近的开始回溯：最新的离职消息发布于2020年7月27日。由于在工艺研发、技术推进方面的多次重大延期，英特尔高薪聘请的硬件和工艺团队负责人穆尔西·兰德奇塔拉（MurthyRenduchintala）宣布离职。穆尔西是2015年从高通副总裁以及高通CDMA技术的联席总裁位置上辞职加入英特尔的，离职之前主要工作就是负责英特尔处理器的制造和新工艺技术的开发，但是高通并没有自己的晶圆厂。根据一些资料显示，穆尔西是英特尔薪酬最高的高管人员之一，并且一度是英特尔CEO的有力候选人。在穆尔西离职后，其领导的研发团队被一分为五，分别变成技术开发、制造/运营、设计工程、架构/软件/图形以及供应链五大部门，并全部向CEO司睿博汇报。

2020年6月17日，刚加入英特尔2年左右的处理器架构大师吉姆·凯勒宣布从英特尔离职，在业内引发了强烈关注。考虑到他在业界的地位和加入英特尔时宣称要面向未来开发新架构的初衷，这样的离去显然十分突兀。另外的离职还有：2020年3月首席人工智能高管纳温·饶（NaveenRao）离职、通讯连接业务部门负责人克雷格·贝瑞特（CraigBarrat）离职。

我们再把时间推前到2018年，英特尔前CEO科再奇因为绯闻而辞职。值得一提的是，科再奇就是从英特尔工厂成长为CEO的，但他在执掌英特尔期间曾经在美国进行了多次裁员。这对10nm制程难产是否带来影响如今也是一个谜。科再奇辞职导致英特尔在此后7个月中没有正式的CEO人选，直到最终火线上任的前CFO（首席财务官）司睿博从临时CEO转正为正式CEO后，英特尔才算有了真正的领头人。在这段时间内，英特尔制造集团的高级副总裁兼总经理苏海尔·阿赫梅德宣布退休，并分拆了整个制造部门。坦率地说，对一家IT巨型企业来说，保持高管队伍的稳定还是很重要的。但从2013年老一辈CEO、CTO等资深领袖退休开始，英特尔的高管队伍就不断在发生震荡。这意味着英特尔内部人才可能流失，资源也有内耗。

面对这样的情况，英特尔现任管理团队试图通过重组和拆分原有团体来降低企业内耗并提高效率。但是，这一切要产生好的结果需要时间;另一方面，CEO或者领导集团需要承担更多的责任，特别是要以十足的个人魅力、坚定的毅力和正确的战略为英特尔把握方向。

现任CEO司睿博并没有技术或者工程师背景，他的履历生涯中更多的是财务相关经历。财务背景深厚的CEO未来会为英特尔在投融资、财务报表甚至股价上的表现带来利好，但反过来看，司睿博现在面临的挑战则是需要理清英特尔的工程师文化，找到并带动整个管理团队和全球的资深专家，为企业未来数年的发展定好战略，解决迫在眉睫的制程更替问题。上一次英特尔面临危机的奔腾四时代，最终拿出酷睿架构的研发团队来自以色列，这一次会来自哪里呢？

外包和缺货，坚持IDM还是试水代工生产

7月24日的重要消息除了7nm制程延期以外，还有生产方面的爆炸性新闻。从历史来看，英特尔在生产制造上一直都秉承着“Realmenhavefabs”的理念（虽然这并非英特尔创始人提出的），核心产品包括处理器、芯片组等全部自产自销，是全球最大的IDM商业模式企业。但是在7月24日的会议上，英特尔宣布未来将会有更多的外包合作，首个产品就是英特尔XeGPU，将全部交由台积电生产，再由英特尔封装后销售。首批产品大约需要耗费18万片12英寸晶元，采用台积电6nm工艺。这个消息一放出，台积电和三星的股价就迅速攀升。其中台积电大涨12.65%，市值超过4300亿美元，成为市值最高的半导体企业。三星的股价随后也上涨了5.8%，达到了近期的高点。

那么，英特尔为什么要这么做呢？答案很简单，产能不够。英特尔全新的Xe系列GPU已经设计完成，但生产的要求不低。XeGPU在设计时就是面向的7nm工艺制程，考虑到英特尔现有7nm工艺大幅度延期，10nm产能也不多，因此只有选择代工外包一条路。而首选合作伙伴当然就是拥有丰富超大规模芯片生产经验的台积电，目前台积电正在积极扩张5nm产能，包括苹果、高通、英伟达和AMD可能都会在明年至少将部分订单转移至台积电5nm晶圆厂，这样一来，之前爆满的台积电7nm产能可能会腾出一部分空余。台积电准备基于现有7nm制程技术改造升级推出6nm制程，实现高低搭配。

除了上述外包生产的情况外，产能不足其实从2018年开始就一直困扰着英特尔。从工厂数量来看，英特尔现有3个14nm制程的晶圆厂、1个10nm制程晶圆厂和数家22nm、32nm以及45nm制程晶圆厂，还包括几座NAND晶圆厂。按理来说，如此多的晶圆厂产能应该毫无问题。但事实是，英特尔2018年、2019年都发生过缺货的情况。究其原因，还是英特尔在产品规划上出现了偏差，尤其是英特尔似乎完全没有预料到处理器在这个时间节点开始大规模转向更多核心的竞争，也没有充分估计AMDZen和Zen2架构给市场带来的冲击。更多的核心导致英特尔单个产品尺寸变大，同样的晶元切割的芯片可用数量就减少，这就导致处理器产能下跌。不仅如此，英特尔近年来还使用14nm为苹果生产基带产品、使用14nm工艺帮助自家FPGA产品提高性能，这都挤占了英特尔工厂的产能，导致14nm处理器一度缺货影响到惠普、联想等大型客户，甚至导致后者不得不追加AMD的处理器订单以满足市场需求。14nm产能不足再加上英特尔10nm产品迟迟不能满足市场需求，最终导致英特尔整体产能控制偏紧，缺少挪腾空间。

纵观全球市场，目前坚持以IDM模式设计和生产计算芯片产品的企业，除了英特尔，应该就只有三星了，但三星靠的是全集团甚至国家的支持。无论是高通、英伟达还是AMD、华为海思，都早已经变成了Fabless模式，也就是无晶圆厂的设计专精模式。毕竟晶圆厂是重资产投资，回收周期长，技术难度特别高，需要大量的资本。不仅如此，半导体企业，尤其是代工类企业有一个非常著名的现象就是“赢者通吃”，也就是在自然竞争的情况下，行业内第二名和第一名所占据的营收和利润率差距非常巨大，甚至能够达到10倍之多。比如台积电在技术研发投入、资本投入和营收数据上都显著超出第二名三星，而之前后面的几大代工企业包括格罗方德、台联电等，早已彻底退出了高性能计算芯片的代工领域，营收也大幅度萎缩。

不过，虽然英特尔目前自己的产能不足、生产工艺技术研发进度不及预期，但要说它未来将要转向Fabless模式倒也不至于。毕竟英特尔的晶圆厂数量众多，即使帮其他企业代工，也并非没有利润。而且英特尔一直以来在晶圆厂、封装厂方面的投入巨大，带来的好处更大，不太可能因为一时的挫折就改变策略。选择让台积电代工生产，应该也只是一时的权宜之计罢了。

写在最后

虽然整体上看英特尔依旧强大，但这次“中年危机”已现端倪。历史上，很多大企业在发展到某个时间节点后，都需要经历一次不小的变动才能继续前行。比如IBM的“大象也能跳舞”、AMD的浴火重生以及索尼、三星曾面临的危机。危机，危中有机，相信像英特尔这样的巨无霸最终会做出某种抉择，依靠强劲的实力和雄厚的资本焕发活力，解决问题，继续前行。