英特爾跨進晶圓代工為哪樁?與業界接軌,順便添加可用牌組

作者 | 發布日期 2021 年 03 月 25 日 11:12 | 分類 晶圓 , 晶片 , 處理器 Telegram share ! follow us in feedly


從 VMware「回家」的英特爾(Intel)新執行長 Pat Gelsinger,在這次充滿話題性的主題演講提出的「IDM 2.0 策略」,最具爆炸性的焦點,莫過於「投入晶圓代工領域」,也引起不少討論與批評。明眼人都看得出一個事實:晶圓代工的本質是「服務業」,不是只有先進製程就功德圓滿,英特爾並非真心想經營這領域,而是希望改變長期「關起門來自己玩」的製程方向和「手工電路最佳化」的研發文化,一方面降低營運成本,另一方面也增加未來策略彈性。

講更白點,英特爾只是如法炮製當年微軟 Java 與瀏覽器戰爭時的「先與競爭對手相容後再擴充取得優勢」鳩佔鵲巢策略,透過投入晶圓代工,從製程到研發,跟整個半導體業界的供應鏈完全接軌,不再發生眾多半導體設備供應商和晶片設計工具廠商多年來習以為常的怪象:其他廠商買進設備軟體後,整天拚命問東問西,唯有出貨英特爾後就石沉大海,彷彿關在象牙塔自己搞自己的。這些神奇的故事,其實也不乏諸多待過英特爾內部的工程師,撰文爆出這些不為人知的內幕與封閉的企業風氣。Pat Gelsinger 想做的,就是改變這些不合時宜的陋習。

成本效益的執著助其走上高峰

真正熟悉半導體及微處理器業界的人,應該都會記得英特爾歷史上極重要的里程碑:從 1996 年的 Pentium MMX(P55C)及 1997 年的 Pentium II(Klamath)開始,英特爾放棄從 Pentium 投入數年的 BiCMOS 製程,轉回「傳統」的 CMOS。

當初英特爾會導入 BiCMOS,主因在於希望達成最好時脈速率,但基於降低耗電及晶粒面積(約 10%)考量,後來放棄了,再也沒有回頭。那時半導體業界普遍視為英特爾策略重大轉折,從此走上高度追求成本效益路線。換言之,如採用昂貴的特殊製程技術,不如竭盡所能縮小化製程,奠定英特爾「對電晶體密度的絕對執著」,與牢不可破的「為壓榨極致效能的手刻電路思維」。

另一個例子則是 20 世紀末,以 IBM 為首的眾多處理器廠商,競相投入銅導線製程,英特爾卻依然堅守鋁導線,創造「沒有銅的銅礦」(Pentium III 180 奈米製程核心的代號為「Coppermine」)。當時英特爾就認為銅導線尚未成熟,鋁導線依然具備相當大發展潛力。後來英特爾直到 130 奈米製程的 Northwood 才導入銅導線,遠落後其他廠商,當然包含 AMD。

但英特爾並沒有吃虧,在那個維持製程技術霸權的時期,依然維繫對競爭對手處理器產品效能及時脈優勢。當時英特爾對 SOI 晶圓的保守態度,就是很好的佐證。英特爾著重成本及效益,希望將同樣資源做到最大限度利用的態度,也充分反映到處理器微架構設計,相較競爭對手,英特爾處理器微架構都有較長的市場壽命,也較能配合未來製程發展趨勢,甚至走火入魔到連新定義的指令集都要優先配合「利於製造」程度。

創造成功堅持現成累贅

不過這就讓整個半導體製程領域的生態版圖,從過去英特爾和 IBM 一起帶頭衝刺最先進的疆界,一路發展成「英特爾與 IBM 愉快的夥伴(分擔開銷的分母)們」直到「英特爾與其他人」的現況。當英特爾內部「x86 義和團」企圖讓 x86 深入所有應用領域時,只要一碰到「系統單晶片想整合其他人 IP」(如整合 PowerVR 繪圖核心)和「支援特定生態系統常見的軟體環境」(像機上盒、纜線數據機、手機等),從來沒有不碰壁,想透過台積電對外授權 Atom 核心,卻遲遲乏人問津,更是血淋淋的經典案例。想想看,英特爾牌原子小金剛曾試圖攻入的戰場,現在還剩下幾個?

所以行文至此,筆者建議各位看倌還是保持冷眼旁觀後續局勢發展,Pat Gelsinger 能否以執行長的高度與權力,成功徹底基因改造英特爾,也仍在未定之天。至於能否在晶圓代工挑戰台積電的地位,過往已有叫 IBM 的前車之鑑,真的不要想太多。

但說到「擁抱生態系統」這件事,2015 年,曾有分析預測英特爾將在 10 奈米啟用三大黑科技:量子阱電晶體 (Quantum Well FET,QWFET),還有銦鎵砷 (InGaAs) 及應變鍺 (Strained Germanium) 兩種新型半導體材料,那麼,即使英特爾手上還有這幾張王牌,日後有辦法像 22 奈米 Tri-Gate 獨領風騷嗎?也許多關心 Oregon Hillsboro 研發體系隨著 Pat Gelsinger 大復活、開創讓人耳目一新的嶄新 x86 處理器微架構,結束以色列 Haifa「天橋(Skylake)擠牙膏」的拖棚歹戲,恐怕還比較實際點。

(首圖來源:英特爾

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