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英特爾的代工“局”

來源:中國電子報  發布時間:2022-4-14 9:38

  在一個格局已定的成熟市場想翻盤,很難。要從好牌都在對手手上的牌局里力挽狂瀾,唯有重新定義規則、重新洗牌。

  目前全球芯片代工市場,臺積電地位無人撼動。最近有媒體爆出,臺積電正醞釀今年第三季度調漲8英寸成熟制程代工報價,這將是繼去年9月臺積電代工全面漲價之后的再次調價,去年漲價最高幅度達20%。與此同時,臺積電也將在4月給員工例行調薪,加薪8%。盡管頻頻漲價,但用戶依然追著臺積電下單、加單。臺積電日子過得順風順水,令正大踏步推進代工的英特爾,分外眼饞。

  帕特·基辛格去年年初就任英特爾CEO時,最大的舉動是改變了英特爾商業模式,加入全球芯片代工戰局。過去一年,英特爾雖在代工廠的布局上有一些投資,但真正的大手筆卻是在今年的2月和3月。在短短的一個月時間內,英特爾宣布投資190億美元在德國馬格德堡建立芯片工廠,花54億美元買下代工企業高塔,聯合高通、微軟、臺積電等組建了Chiplet標準聯盟,加入RISC-V國際基金會,設立10億美元基金建立代工創新生態系統,開放x86內核授權,組建汽車代工服務團隊,等等。

  英特爾的一系列操作意圖非常清晰:大規模投資買廠、建廠,意在擴大代工產能、擴大代工產品線;組建新標準聯盟,開放內核授權,加入“對手”聯盟,設立代工基金,意在改寫代工市場現成規則,重建代工新秩序、建立新牌局。

  搶蘋果的訂單暫時無望

  蘋果是芯片代工市場廠家必爭的客戶,是風向標。現在蘋果在臺積電手里,是臺積電的第一大客戶,其iPhone13的核心芯片A15就由臺積電代工,目前臺積電是全球芯片最大的代工企業,市場份額超過50%。

  英特爾CEO帕特·基辛格在去年3月宣布IDM2.0戰略時表示,希望爭取蘋果這樣的客戶。一年時間過去,蘋果訂單并未交給英特爾,而且蘋果還破天荒地接受了臺積電的芯片漲價。現在蘋果不僅接受了臺積電漲價,今年還包下了臺積電4納米約12萬~15萬片的產能,用于蘋果A16處理器的代工。

  臺積電“一哥”地位并不是一夜之間樹立的,而且在臺積電成長的過程中,英特爾扮演了重要角色。

  臺積電誕生于1987年,晶圓代工這種商業模式剛一問世,誰都不敢把代工訂單交給一個新廠。如何建立行業的信任,臺積電創始人張忠謀利用原來工作時的人脈,找到了英特爾總裁安迪·格魯夫,將其請到工廠,對臺積電進行認證。面對格魯夫一口氣提出的200多個問題,張忠謀親自組隊進行24小時攻關,終于通過認證并拿下英特爾訂單。有了英特爾的訂單做背書,才拉開臺積電代工事業的輝煌序幕。

  當然,臺積電這30年的發展也并非一帆風順,這期間,戰聯電、戰三星等對手,搶高通、搶蘋果等大客戶,中間有很多驚心動魄的故事。尤其是蘋果,這種多金又穩定的客戶,是全球代工市場的“肥肉”,誰都希望將其納入囊中。早前,蘋果是三星代工的客戶,在蘋果推出iPhone、三星也發布手機彼此有競爭關系之后,臺積電乘機將蘋果搶了過來;后因三星在制程上的領先,又將蘋果的代工訂單奪了回去;2015年,三星代工的蘋果A9芯片出現發熱問題,臺積電又將蘋果芯片代工搶了回來。

  現在看,英特爾想把蘋果芯片訂單搶過來的計劃,暫時無望。代工市場有代工市場的規則,其中的信任、供貨周期、品質保障等一系列關系的建立,需要時間,也需要契機。更關鍵的是,蘋果在意的先進制造工藝上,目前臺積電在7nm、5nm市場完全占據主導地位,在未來布局上,也依然保持領先。

  不久前,對英特爾來說又一個壞消息傳來。在蘋果發布會上,蘋果推出的最新款電腦Mac Studio非常亮眼,新款Mac Studio之所以強,是因為有厲害的核心處理器芯片M1 Ultra,而這個厲害的芯片是蘋果與臺積電緊密捆綁的結果。有分析師表示,M1 Ultra技術非常依賴來自臺積電的底層芯片制造工藝。

  在傳統SoC制造技術的競賽上,英特爾要趕上來尚需要時日,而且英特爾往前跑,臺積電、三星也不會就地等待。在原有的維度下競賽,英特爾很難有超越對手的希望,好客戶的訂單就很難落到英特爾手里。

  所以,是時候重新定義芯片新維度、重建芯片代工牌局的時候了。

  靠“芯粒”逆勢翻盤?

  怎么重建牌局,怎么才能讓業界擺脫對工藝節點微縮的癡迷?“畫餅”是一個方法。在翻箱倒柜自家的諸多技術,進行綜合評估之后,英特爾想到了一條出路:異構集成,把不同工藝架構、不同指令集、不同功能的硬件組合成一個計算系統。而這條路在復雜度、成本上將大幅降低,同時效率、性能大幅提升,滿足了業界對于未來的幾乎所有訴求。

  于是,3月3日,英特爾聯手AMD、Arm、高通、臺積電、三星、日月光、谷歌、Meta、微軟等十大行業巨頭聯合成立了Chiplet標準聯盟,推出了通用Chiplet高速互聯標準“Universal Chiplet Interconnect Express”(通用芯粒互連,簡稱“UCIe”)。有了UCle標準,意味著不同芯片廠商和不同制作工藝之間建立統一“溝通用語”,參與聯盟的芯片廠商可以共用一套語言系統,極大程度上降低了復雜芯片的研發和制作成本。

  從業界的角度看,“芯粒互聯”通過異構集成的方式讓摩爾定律得以延續,整個產業界在芯片設計、制造、封裝等各個環節都將因此大獲收益,業界沒有理由不認同。對于臺積電、三星等對手,雖說該聯盟是英特爾提議,但其能夠做大代工蛋糕,未來將給整個代工市場帶來數倍的擴大效應,各個環節都將利益均沾,何樂而不為。目前各代工巨頭也都看到了工藝微縮逼近物理極限的天花板,尋求新路徑也是必然之選。

  從英特爾的角度看,開辟新思路,建立新維度,就可以不在原來的老路上“死磕”“內卷”,英特爾代工有機會在這輪重新洗牌中,贏得先機,搶回包括蘋果在內的更多頭部客戶,獲得更多新的客戶。在這個聯盟的首批成員中,已經呈現出這樣的曙光,因為既然包括了臺積電、三星等代工企業,也包括微軟、谷歌、Meta等潛在客戶,這些巨頭未來都有大量的定制芯片需求。

  “UCIe”看起來是十幾個巨頭聯手推出聯盟,但核心推手是英特爾,因為芯粒互聯的UCIe1.0版本沒有制定全新的標準,而是首先統一使用英特爾公司成熟的PCle(PCI Express)和 CXL(Compute Express Link)互聯總線標準,前者提供廣泛的互操作性和靈活性,后者可用于更先進的低延遲/高吞吐量連接。眾所周知,任何標準都靠技術支撐,在協議標準之下,誰的實現技術最優,誰的能力最強,成本最低,誰就最能贏得客戶,這個定律任何時候都適用,“芯粒互聯”標準同樣如此。至少在UCIe1.0版本里,都是英特爾的“技術影子”。

  應該說,異構集成是續寫摩爾定律的有效路徑之一,已是業界共識。在這樣的共識下,各企業都在積極研發異構集成的“拼接互聯”技術。英特爾的高明之處在于,它用行業標準的思路,邀請整個生態一起來玩。在構筑生態方面,英特爾有多年經驗。現在,英特爾希望用“芯粒”在代工領域再次逆風翻盤。

  重塑能力 改造基因

  當然,僅僅是給業界洗腦,塑造對自己有利的競爭維度,遠遠不夠,英特爾要想做好代工這門生意,還必須更徹底洗心革面,重塑能力,改造基因。

  近日,英偉達CEO黃仁勛在電話采訪中釋放出有可能將代工訂單交給英特爾的消息,在業界引起軒然大波。黃仁勛同時表示,合作的事沒那么快,而且英特爾要想做成這筆生意,還得有很多改變,包括整合供應鏈、改變企業文化等。英特爾CEO帕特·基辛格對此很是興奮,證實了雙方正在洽談中。

  為了代工,帕特·基辛格確實是拼了。

  首先是擴產能、擴產線。英特爾先是去年投資200億美元在美國建立兩座晶圓工廠,最近又花了190億美元在德國馬格德堡建廠,目標是著力生產小于2納米的芯片。同時帕特·基辛格還透露,未來10年他們將在歐洲共計投資877億美元,包括在法國設立芯片研究中心,擴大在愛爾蘭的現有生產基地,并在意大利構建封裝廠(目前在洽談中)。

  除了在全球各地大肆建廠,并購是帕特·基辛格又一個破局求生之舉。不久前,英特爾以54億美元買下高塔(Tower Semiconductor)。盡管這樁并購生意價格不是很高,但意義重大。高塔在產能的地區布局、產品類型、技術差異化等維度,都與英特爾IFS(英特爾代工事業部)有互補效應。英特爾的優勢是數字芯片,所以原有的代工廠都集中在這些維度,但事實上,模擬芯片才是芯片領域“悶生發財”的領域,盡管模擬芯片只占整個芯片產業的15%左右,但競爭對手少,所以巨頭們賺到的利潤就比數字芯片高。有數據顯示,美國的亞德諾公司(ADI)和凌特公司,在整個周期中的平均毛利率可以達到60%~76%。

  模擬芯片如此高的利潤,正是帕特·基辛格想要的。有分析師表示,英特爾當下的困局是利潤率低。而且去年全球缺芯,很大一部分是模擬芯片,所以英特爾買下高塔,說明帕特·基辛格還真是眼光很“毒”,高塔提供CMOS、CIS、電源、功率器件、射頻模擬器、MEMS等多種產品的代工,在以色列、意大利、美國、日本有制造工廠,是全球MEMS代工TOP10的企業。無論是市場領域、技術產品,還是地緣覆蓋,都是英特爾代工要補的短板。

  其次是擁抱RISC-V。作為一家以x86架構起家的企業,業界戲稱“其擁抱RISC-V相當于違背‘祖宗’之意,自己革自己的命”。但為了代工業務,對于帕特·基辛格來說,沒有什么不可以的。

  英特爾在加入RISC-V基金會的官宣中表示:“英特爾代工服務客戶解決方案工程副總裁Bob Brennan將加入RISC-V董事會和技術指導委員會。”而且在加入基金會后,英特爾宣布了由英特爾代工服務(IFS)主導的多項福利提供給RISC-V社區,包括IFS將贊助一個開源軟件開發平臺,該平臺針對整個生態系統、大學和財團的合作伙伴,允許自由實驗。IFS戰略將提供針對英特爾工藝技術優化的范圍廣泛的領先知識產權(IP)。

  再次是開放x86授權。一直以來,英特爾對于x86的軟核和硬核的授權都極為謹慎,但為了代工,現在英特爾就沒有什么不能破的戒了。Bob Brennan稱:“我們擁有所謂的多ISA(指令集架構)戰略。這是英特爾歷史上第一次將x86軟核和硬核授權給想要開發芯片的客戶。”通過對x86軟/硬核的授權,英特爾能夠吸引想要打造多ISA芯片的客戶,使其采用英特爾代工服務。加上此前與高通的合作,現在,英特爾終于成為一家同時支持x86、Arm、RISC-V三種指令集架構代工企業。

  最近英特爾還宣布在代工服務(IFS)中成立專門的汽車團隊,從三個維度為汽車制造商提供完整的解決方案:一是開放中央計算架構,該架構將利用基于“芯粒”構建模塊和先進封裝技術,針對技術節點、算法、軟件和應用的優化解決方案提供顯著的靈活性,以滿足下一代自動駕駛的計算需求;二是推出汽車級代工平臺,與Mobileye合作,讓IFS能夠為汽車客戶交付先進的制程技術;三是實現向先進技術的過渡,IFS將為汽車制造商提供設計服務和英特爾的IP。

  在上一個十年的智能手機時代,成就了蘋果、高通、Arm,而下一個十年是智能汽車的時代,誰會成為智能汽車時代的“蘋果”?這充滿了不確定性,而英特爾想要做的是,用IFS汽車團隊貼身服務,將所有可能成為“蘋果”與“高通”的汽車企業、芯片企業“一網打盡”。

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