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英特尔的代工“局”

发布时间: 2022-4-14 9:38

  在一个格局已定的成熟市场想翻盘,很难。要从好牌都在对手手上的牌局里力挽狂澜,唯有重新定义规则、重新洗牌。

  目前全球芯片代工市场,台积电地位无人撼动。最近有媒体爆出,台积电正酝酿今年第三季度调涨8英寸成熟制程代工报价,这将是继去年9月台积电代工全面涨价之后的再次调价,去年涨价最高幅度达20%。与此同时,台积电也将在4月给员工例行调薪,加薪8%。尽管频频涨价,但用户依然追着台积电下单、加单。台积电日子过得顺风顺水,令正大踏步推进代工的英特尔,分外眼馋。

  帕特·基辛格去年年初就任英特尔CEO时,最大的举动是改变了英特尔商业模式,加入全球芯片代工战局。过去一年,英特尔虽在代工厂的布局上有一些投资,但真正的大手笔却是在今年的2月和3月。在短短的一个月时间内,英特尔宣布投资190亿美元在德国马格德堡建立芯片工厂,花54亿美元买下代工企业高塔,联合高通、微软、台积电等组建了Chiplet标准联盟,加入RISC-V国际基金会,设立10亿美元基金建立代工创新生态系统,开放x86内核授权,组建汽车代工服务团队,等等。

  英特尔的一系列操作意图非常清晰:大规模投资买厂、建厂,意在扩大代工产能、扩大代工产品线;组建新标准联盟,开放内核授权,加入“对手”联盟,设立代工基金,意在改写代工市场现成规则,重建代工新秩序、建立新牌局。

  抢苹果的订单暂时无望

  苹果是芯片代工市场厂家必争的客户,是风向标。现在苹果在台积电手里,是台积电的第一大客户,其iPhone13的核心芯片A15就由台积电代工,目前台积电是全球芯片最大的代工企业,市场份额超过50%。

  英特尔CEO帕特·基辛格在去年3月宣布IDM2.0战略时表示,希望争取苹果这样的客户。一年时间过去,苹果订单并未交给英特尔,而且苹果还破天荒地接受了台积电的芯片涨价。现在苹果不仅接受了台积电涨价,今年还包下了台积电4纳米约12万~15万片的产能,用于苹果A16处理器的代工。

  台积电“一哥”地位并不是一夜之间树立的,而且在台积电成长的过程中,英特尔扮演了重要角色。

  台积电诞生于1987年,晶圆代工这种商业模式刚一问世,谁都不敢把代工订单交给一个新厂。如何建立行业的信任,台积电创始人张忠谋利用原来工作时的人脉,找到了英特尔总裁安迪·格鲁夫,将其请到工厂,对台积电进行认证。面对格鲁夫一口气提出的200多个问题,张忠谋亲自组队进行24小时攻关,终于通过认证并拿下英特尔订单。有了英特尔的订单做背书,才拉开台积电代工事业的辉煌序幕。

  当然,台积电这30年的发展也并非一帆风顺,这期间,战联电、战三星等对手,抢高通、抢苹果等大客户,中间有很多惊心动魄的故事。尤其是苹果,这种多金又稳定的客户,是全球代工市场的“肥肉”,谁都希望将其纳入囊中。早前,苹果是三星代工的客户,在苹果推出iPhone、三星也发布手机彼此有竞争关系之后,台积电乘机将苹果抢了过来;后因三星在制程上的领先,又将苹果的代工订单夺了回去;2015年,三星代工的苹果A9芯片出现发热问题,台积电又将苹果芯片代工抢了回来。

  现在看,英特尔想把苹果芯片订单抢过来的计划,暂时无望。代工市场有代工市场的规则,其中的信任、供货周期、品质保障等一系列关系的建立,需要时间,也需要契机。更关键的是,苹果在意的先进制造工艺上,目前台积电在7nm、5nm市场完全占据主导地位,在未来布局上,也依然保持领先。

  不久前,对英特尔来说又一个坏消息传来。在苹果发布会上,苹果推出的最新款电脑Mac Studio非常亮眼,新款Mac Studio之所以强,是因为有厉害的核心处理器芯片M1 Ultra,而这个厉害的芯片是苹果与台积电紧密捆绑的结果。有分析师表示,M1 Ultra技术非常依赖来自台积电的底层芯片制造工艺。

  在传统SoC制造技术的竞赛上,英特尔要赶上来尚需要时日,而且英特尔往前跑,台积电、三星也不会就地等待。在原有的维度下竞赛,英特尔很难有超越对手的希望,好客户的订单就很难落到英特尔手里。

  所以,是时候重新定义芯片新维度、重建芯片代工牌局的时候了。

  靠“芯粒”逆势翻盘?

  怎么重建牌局,怎么才能让业界摆脱对工艺节点微缩的痴迷?“画饼”是一个方法。在翻箱倒柜自家的诸多技术,进行综合评估之后,英特尔想到了一条出路:异构集成,把不同工艺架构、不同指令集、不同功能的硬件组合成一个计算系统。而这条路在复杂度、成本上将大幅降低,同时效率、性能大幅提升,满足了业界对于未来的几乎所有诉求。

  于是,3月3日,英特尔联手AMD、Arm、高通、台积电、三星、日月光、谷歌、Meta、微软等十大行业巨头联合成立了Chiplet标准联盟,推出了通用Chiplet高速互联标准“Universal Chiplet Interconnect Express”(通用芯粒互连,简称“UCIe”)。有了UCle标准,意味着不同芯片厂商和不同制作工艺之间建立统一“沟通用语”,参与联盟的芯片厂商可以共用一套语言系统,极大程度上降低了复杂芯片的研发和制作成本。

  从业界的角度看,“芯粒互联”通过异构集成的方式让摩尔定律得以延续,整个产业界在芯片设计、制造、封装等各个环节都将因此大获收益,业界没有理由不认同。对于台积电、三星等对手,虽说该联盟是英特尔提议,但其能够做大代工蛋糕,未来将给整个代工市场带来数倍的扩大效应,各个环节都将利益均沾,何乐而不为。目前各代工巨头也都看到了工艺微缩逼近物理极限的天花板,寻求新路径也是必然之选。

  从英特尔的角度看,开辟新思路,建立新维度,就可以不在原来的老路上“死磕”“内卷”,英特尔代工有机会在这轮重新洗牌中,赢得先机,抢回包括苹果在内的更多头部客户,获得更多新的客户。在这个联盟的首批成员中,已经呈现出这样的曙光,因为既然包括了台积电、三星等代工企业,也包括微软、谷歌、Meta等潜在客户,这些巨头未来都有大量的定制芯片需求。

  “UCIe”看起来是十几个巨头联手推出联盟,但核心推手是英特尔,因为芯粒互联的UCIe1.0版本没有制定全新的标准,而是首先统一使用英特尔公司成熟的PCle(PCI Express)和 CXL(Compute Express Link)互联总线标准,前者提供广泛的互操作性和灵活性,后者可用于更先进的低延迟/高吞吐量连接。众所周知,任何标准都靠技术支撑,在协议标准之下,谁的实现技术最优,谁的能力最强,成本最低,谁就最能赢得客户,这个定律任何时候都适用,“芯粒互联”标准同样如此。至少在UCIe1.0版本里,都是英特尔的“技术影子”。

  应该说,异构集成是续写摩尔定律的有效路径之一,已是业界共识。在这样的共识下,各企业都在积极研发异构集成的“拼接互联”技术。英特尔的高明之处在于,它用行业标准的思路,邀请整个生态一起来玩。在构筑生态方面,英特尔有多年经验。现在,英特尔希望用“芯粒”在代工领域再次逆风翻盘。

  重塑能力 改造基因

  当然,仅仅是给业界洗脑,塑造对自己有利的竞争维度,远远不够,英特尔要想做好代工这门生意,还必须更彻底洗心革面,重塑能力,改造基因。

  近日,英伟达CEO黄仁勋在电话采访中释放出有可能将代工订单交给英特尔的消息,在业界引起轩然大波。黄仁勋同时表示,合作的事没那么快,而且英特尔要想做成这笔生意,还得有很多改变,包括整合供应链、改变企业文化等。英特尔CEO帕特·基辛格对此很是兴奋,证实了双方正在洽谈中。

  为了代工,帕特·基辛格确实是拼了。

  首先是扩产能、扩产线。英特尔先是去年投资200亿美元在美国建立两座晶圆工厂,最近又花了190亿美元在德国马格德堡建厂,目标是着力生产小于2纳米的芯片。同时帕特·基辛格还透露,未来10年他们将在欧洲共计投资877亿美元,包括在法国设立芯片研究中心,扩大在爱尔兰的现有生产基地,并在意大利构建封装厂(目前在洽谈中)。

  除了在全球各地大肆建厂,并购是帕特·基辛格又一个破局求生之举。不久前,英特尔以54亿美元买下高塔(Tower Semiconductor)。尽管这桩并购生意价格不是很高,但意义重大。高塔在产能的地区布局、产品类型、技术差异化等维度,都与英特尔IFS(英特尔代工事业部)有互补效应。英特尔的优势是数字芯片,所以原有的代工厂都集中在这些维度,但事实上,模拟芯片才是芯片领域“闷生发财”的领域,尽管模拟芯片只占整个芯片产业的15%左右,但竞争对手少,所以巨头们赚到的利润就比数字芯片高。有数据显示,美国的亚德诺公司(ADI)和凌特公司,在整个周期中的平均毛利率可以达到60%~76%。

  模拟芯片如此高的利润,正是帕特·基辛格想要的。有分析师表示,英特尔当下的困局是利润率低。而且去年全球缺芯,很大一部分是模拟芯片,所以英特尔买下高塔,说明帕特·基辛格还真是眼光很“毒”,高塔提供CMOS、CIS、电源、功率器件、射频模拟器、MEMS等多种产品的代工,在以色列、意大利、美国、日本有制造工厂,是全球MEMS代工TOP10的企业。无论是市场领域、技术产品,还是地缘覆盖,都是英特尔代工要补的短板。

  其次是拥抱RISC-V。作为一家以x86架构起家的企业,业界戏称“其拥抱RISC-V相当于违背‘祖宗’之意,自己革自己的命”。但为了代工业务,对于帕特·基辛格来说,没有什么不可以的。

  英特尔在加入RISC-V基金会的官宣中表示:“英特尔代工服务客户解决方案工程副总裁Bob Brennan将加入RISC-V董事会和技术指导委员会。”而且在加入基金会后,英特尔宣布了由英特尔代工服务(IFS)主导的多项福利提供给RISC-V社区,包括IFS将赞助一个开源软件开发平台,该平台针对整个生态系统、大学和财团的合作伙伴,允许自由实验。IFS战略将提供针对英特尔工艺技术优化的范围广泛的领先知识产权(IP)。

  再次是开放x86授权。一直以来,英特尔对于x86的软核和硬核的授权都极为谨慎,但为了代工,现在英特尔就没有什么不能破的戒了。Bob Brennan称:“我们拥有所谓的多ISA(指令集架构)战略。这是英特尔历史上第一次将x86软核和硬核授权给想要开发芯片的客户。”通过对x86软/硬核的授权,英特尔能够吸引想要打造多ISA芯片的客户,使其采用英特尔代工服务。加上此前与高通的合作,现在,英特尔终于成为一家同时支持x86、Arm、RISC-V三种指令集架构代工企业。

  最近英特尔还宣布在代工服务(IFS)中成立专门的汽车团队,从三个维度为汽车制造商提供完整的解决方案:一是开放中央计算架构,该架构将利用基于“芯粒”构建模块和先进封装技术,针对技术节点、算法、软件和应用的优化解决方案提供显著的灵活性,以满足下一代自动驾驶的计算需求;二是推出汽车级代工平台,与Mobileye合作,让IFS能够为汽车客户交付先进的制程技术;三是实现向先进技术的过渡,IFS将为汽车制造商提供设计服务和英特尔的IP。

  在上一个十年的智能手机时代,成就了苹果、高通、Arm,而下一个十年是智能汽车的时代,谁会成为智能汽车时代的“苹果”?这充满了不确定性,而英特尔想要做的是,用IFS汽车团队贴身服务,将所有可能成为“苹果”与“高通”的汽车企业、芯片企业“一网打尽”。

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