半導體風雲錄》7 奈米考慮委外代工,英特爾真沒牙膏可擠了或另有盤算?

作者 | 發布日期 2020 年 11 月 27 日 8:00 | 分類 IC 設計 , 晶圓 , 晶片 Telegram share ! follow us in feedly


在 2020 年 7 月舉辦的第二季財報會議上,英特爾(Intel)投下了一顆震撼彈,宣布 7 奈米處理器的發布時程將再延遲,甚至考慮尋找代工業者,委外生產 7 奈米晶片。

消息一出,令半導體產業譁然,也讓人懷疑,這個叱詫半導體數十年的巨頭,究竟怎麼了?產業紛紛猜測英特爾這原來的晶片製造巨人是否會就此沒落,甚至還有人打趣,英特爾這個「牙膏廠」,是不是再也擠不出牙膏了?到底,英特爾是真的已江郎才盡,還是另有戰略盤算?

▲ 7/23 財報隔天,英特爾股價即明顯下跌,至今約落在 45-50 美元之間。(Source:那斯達克指數

首次策略轉型,記憶體轉成處理器

英特爾在創立初期是以記憶體為主,當時英特爾半導體製造能力可說相當突出,加上 70 年代因為擴廠與升級製程的關係,能夠主導多種記憶體的生產,業務開始大幅成長。到了 80 年代,英特爾的主要業務雖然還是在記憶體晶片(DRAM)上,不過,隨著日本半導體公司紛紛加入記憶體市場,英特爾面臨更多競爭對手,利潤也因而受到影響。

也因此,時任英特爾營運長的 Andy Grove,便決定中斷發展 DRAM 方面的產品,改而發展積體電路方面的應用。這項決定是英特爾經歷的第一個策略轉型點;使得英特爾公司脫離了競爭激烈的低利潤商品業務,朝向高度差異化的專有產品邁進,發展高利潤的業務。

特別是在 1985 年推出 x86系列的 80386 處理器後,將電腦從 16 位元時代帶入了 32 位元時代;而 80386 的強大運算能力也使電腦的應用領域得到極大的擴充,像是商業辦公、科學計算、工程設計、多媒體處理等應用得以迅速發展。

▲ 80386 成為英特爾攀登處理器霸主的關鍵。(Source:Konstantin Lanzet (with permission), CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons)

80386 也成為英特爾登上處理器霸主的分水嶺;而之後推出的 80486 處理器,更與微軟作業系統合作,急速拓展了個人電腦市場。隨著 80386 推出後,英特爾在 1985-1995 這十年之間出現了空前成長,1995 年英特爾已成為全球最有影響力的半導體企業,掌握超過 90% 的 CPU 市場。從記憶體轉型成處理器製造,是英特爾第一次面臨的戰略拐點,而英特爾也成功把握。

錯失行動設備良機被台積電迎頭趕上

在電腦處理器市場締造龐大帝國後,英特爾很快的面臨了第二個戰略拐點,也就是行動設備。然而,可惜的是,英特爾並沒有把握住此次機會,使得台積電迎頭趕上,最後彎道超車,英特爾也因此在製程上顯現頹勢。

蘋果於 2007 年推出的 iPhone,原先是找上英特爾為其生產和設計當中所需的晶片。由於英特爾 x86 CPU 的功耗較高,因此蘋果希望英特爾能專門為 iPhone 生產基於 Arm 架構的晶片;而英特爾當時具有基於 Arm 的 Atom 處理器,當然有能力為蘋果設計和製造晶片。

▲ 錯估第一代 iPhone(右)帶來的行動商機,讓英特爾被台積電彎道超車。(Source:科技新報)

然而,英特爾高層認為,與其簡單地為 iPhone 生產 Arm 晶片,不如透過自身的製造和設計能力,打造效能更高的 x86 晶片以維持獲利率或是獲取更高利潤。簡單來說,英特爾不願冒險割捨在電腦產業上建立的優勢,分出資源投入行動晶片的研發與製造,甚至擔心這些低價位的產品,可能影響主力業務;也因此,英特爾拒絕了蘋果。

英特爾沒有贏得蘋果 iPhone 的合約,也讓台積電有了迎頭趕上的機會。眾所皆知,蘋果的訂單一開始給來三星後來就轉給了台積電,台積電因而成為蘋果和其他 Android 手機晶片的首選製造商。這也讓台積電能以更快的速度加速製程發展,並擴大製造規模,最終超越了英特爾。結果是,行動時代的領導地位已經從英特爾和微軟轉移到 Arm 和台積電。

IDM 模式帶來輝煌,卻也帶來瓶頸

第二季財報會議上,英特爾執行長 Bob Swan 釋出 7 奈米晶片良品率比較低,故英特爾第一批次 7 奈米 CPU 晶片將延遲 6-12 個月,至 2022 年年底,甚至更晚的時間推出市場;Swan 並聲稱在必要的時候,或許會找晶圓代工廠生產製造晶片。

然而,找晶圓代工廠生產製造晶片,真的意味著英特爾在先進製程已是窮途末?還是這又到了另一個戰略拐點的選擇時刻?

其實,英特爾和台積電分別是晶片製造上兩種典型的模式,英特爾從過往就是採用垂直整合製造(Integrated Device Manufacturer,IDM),也就是一條龍包辦,從晶片設計、製造、封裝測試到最後銷售都是由英特爾親自操刀。而台積電則是純晶圓代工廠,簡單來說便是專為客戶製造晶片,而不設計晶片。

▲ 英特爾透過 IDM 模式打造龐大晶片帝國。(Source:英特爾

英特爾堅信同時兼顧設計和製造,能更促進兩方面的效能,因此從過往到現在一直堅持 IDM 模式。的確,在過去數十年來,英特爾憑藉此一模式,一手包辦晶片研發、設計、製造等各個環節,一路「披荊斬棘」,在晶片市場上打下大片江山。

然而,隨著台積電為代表的晶圓代工趨勢崛起,才讓不少廠商轉變模式,只專注於晶片設計、銷售環節,不負責晶片的生產製造,加上晶片應用領域越來越廣、對晶片性能要求愈來愈高,晶片迭代的速度也愈來愈快,以往可能是兩年才推出一個新款晶片,現在可能一年甚至半年就要有新品推出。

英特爾目前財報仍然表現穩定,且市場大部分的電腦處理器、伺服器仍是採用英特爾的晶片,但隨著蘋果 Mac 轉為 Arm 架構處理器,加上 AMD、賽靈思、NVIDIA 等競爭對手紛紛在伺服器市場攻城掠地,同時 Google、亞馬遜等大型資料中心也開始將目光轉移至 Arm 架構伺服器上,英特爾面臨的競爭越來越多。關鍵是,這些企業的產品幾乎都交由台積電製造。

▲ 英特爾 Q3 財報仍優於預期。(Source:英特爾

所以,IDM 模式是否真的能為英特爾再創輝煌,亦或是成為負擔,便成為一個值得思考的問題。一條龍的生產模式,當掌握越長的流程時,只要其中一個節點遇上阻礙,整個流程都會因此停滯。英特爾長期以來習慣一手抓製程、一手抓設計,照自己的步調發展產品,但現在應用、產品愈來愈廣,在多頭馬車並行的情況下,英特爾一把抓的晶片製造策略,同時要兼顧產量、良率、速度等,難免會有點力不從心。

而這,或許也是 Swan 釋出可能會找代工廠製造晶片的背後因素。換言之,英特爾現在正面臨著是否要堅守 IDM 策略轉型選擇;這對英特爾來說,未然不是件壞事,也並非意味著英特爾真的走上絕路。

英特爾新竹辦公室總經理謝承儒便在 9 月舉辦的架構日活動上指出,英特爾對晶圓製造的角度思考是更全面的,當別人有著比英特爾更好的技術時,也會考慮是否會委由他人製造,而這不僅關乎成本,也和產品上市速度相關。

英特爾台灣分公司發言人鄭智成也舉例,當市場所有獨立 GPU 都由晶圓代工廠製作的時候,英特爾沒道理還要自行製造。選擇外包就是個能讓產品加快上市時程的考量,至於外包產品是採用先進製程或成熟製程,英特爾都不會設限,只要能協助產品效能和表現達到最佳化,都會考慮。

Swan 也在 2020 年第三季財報中強調,過去英特爾確實從 IDM 的製造模式中受益匪淺,獲得了龐大的經濟規模,未來英特爾會更廣泛的參與合作夥伴的生態系統建設,並保留 IDM 的些許優勢,像是進度、供應和績效等。同時,英特爾也會繼續投資先進製程發展,為之後的產品創造更大的差異化;預計在 2022 年會推出另一個強大的產品陣容,且對 2023 年的 7 奈米產品(自行製造或委外代工)仍具有信心。

▲ 英特爾執行長 Bob Swan 強調仍會持續投資先進製程。(Source:英特爾

綜上所述,就目前看來,英特爾雖在製程技術上落後台積電,但釋出晶片可能委外製造的消息,似乎並非意味著英特爾已窮途末路,或是決定要放棄先進製程;而是面臨繼續進行 IDM 模式,還是順應晶圓代工已成市場趨勢,找到新獲利模式的轉型選擇。只不過這一次,英特爾會如何決定及後果如何,還有待觀察。

(首圖來源:英特爾

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