英特尔自研芯片的新战略解读

英特尔（Intel Corp.）比任何一家公司都更有资格代表「硅谷」这个名称中富有历史感的「硅」字。他们在业界的领头羊地位不仅体现在引人瞩目的集成电路设计上，还包括在自家工厂把这些电路蚀刻到硅芯片上。

英特尔公司内部曾经的正统理念是以自研自产实现自我壮大，因而一直坚持自己制造那些被称为「计算机大脑」的旗舰芯片。在许多竞争对手外包生产、专注设计多时后，英特尔还在坚持初衷。

因此，当公司首席执行官鲍勃·斯旺（Bob Swan）在7月23日的财报电话会议上表示英特尔考虑将一些最先进芯片的制造业务外包后，这便成为了美国失去其制造主导地位的一个标志性事件。

英特尔的自家工厂，连续两次在生产那些构成新一代中央处理器（简称CPU）芯片的基础电路方面受挫，这些芯片的晶体管要比以前的小。工厂试运行期间生产的大部分产品都要作废，承诺的产品交付时间也要推后。斯旺说，英特尔现在要重新考虑如何制造他们2023年及以后上市的芯片。

斯旺说他们最终可能会将生产外包，也可能会继续坚持自产，或是会采取一种新的模式，自己负责芯片生产的一部分工序，把其他的外包。他说：「（英特尔这一决定）体现了优势而不是弱点，公司有了更强的灵活性，可以决定在哪里制造我们的产品是最有效的方式。」

这家总部位于加利福尼亚州圣克拉拉市的公司承认，他们在工厂制造方面遇到了困难，因为电路变得如此之小，自产一些他们最重要的芯片可能在经济上并不划算。英特尔的坦诚在硅谷内外激起了回响。

「英特尔解决不了这个问题，」英特尔前董事大卫·约菲（David Yoffie）如是说：「对国家而言会觉得这是一种损失。“ 至2018年，约菲在英特尔担任了29年的董事。

英特尔拒绝了让斯旺接受采访的请求，理由是他之前承诺过会在未来几个月内给出相关公司战略的最新情况。

按营收来算，英特尔仍是美国最大的芯片制造商，鉴于行业数年的发展周期，最近挫折可能几年内都不至于威胁到他们的销售情况。公司曾表示，受新冠大流行期间技术支出激增的推动，预计其2020年的销售额将打破纪录，每股收益则将接近创纪录水平。

在过去，制造问题也曾拖累过新一代CPU和其他先进芯片的推出进程。英特尔最初的计划是在约两年时间内实现尖端芯片的制造，现在已经无法按期实现了，但公司正试图避免这一计划进一步延迟，这也意味着关键芯片的生产需要外包。

斯旺在10月的一次财报电话会议上表示，英特尔必须在未来几个月内决定在哪里生产这些芯片。他在7月透露，英特尔已经决定将一种用于数据中心的强大新型图形处理器芯片的部分生产交给一家合约制造商。

「这更像是公司在外包探索上迈进了一小步，试着与外界趋势融合。」英特尔公司的纳威·谢诺伊（Navin Shenoy）表示。谢诺伊负责英特尔最重要的一些涉及服务器和人工智能计算芯片的项目。他说，这样的策略转变引发了很多争论。

自斯旺宣布了这一消息以来，英特尔股价一直在下跌，11月5日收于45.68美元，较7月23日下跌了24％。标普半导体精选行业指数（The S&P Semiconductor Select Industry Index ）在此期间则上涨了23％。

摩尔定律

美国的很多企业都将他们自己设计的产品外包出去生产。有人认为，最好是把资源投入到自己最擅长的创造性工作中去，制造产品的资本风险应该转移到那些劳动力成本较低的地方。从服装制造商到苹果公司（Apple Inc.），他们都把产品制造委托给了海外的合约制造商。

而英特尔则不同。

这家成立于1968年的公司，通过设计和制造一代又一代个人电脑和其他设备内的「引擎」，成为体现美国技术领先地位的典范。公司联合创始人戈登·摩尔（Gordon Moore）提出了推动世界历史上最伟大经济进步之一的定律。

摩尔定律描述的是工程师们如何按照预测节奏年复一年追寻缩小电路板尺寸的方法，这为世界提供了强大且低成本的芯片，这些芯片支撑着世界上所有那些被认为是技术带来的事物，如Google（Google）搜索、Facebook页面、智能手机应用和流媒体影片。

英特尔公司的正统理念正是利用了这个定律。如果芯片工程师直接和制造工程师合作，将新的芯片与新的生产设备相匹配，就能创造出更优秀的电路，但如果是和外部制造商合作，就会增加难度。

公司2020年的战略转变让人想起他们曾经遇到的另一场危机。1985年，他们放弃了随机存取存储器（RAM），即一类数据存储芯片的巨大市场。英特尔是这项技术的主要参与者，认为公司需要保持这项业务以保持竞争力。但根据摩尔定律，数据内存芯片越来越便宜，英特尔无法跟上那些庞大的日本竞争对手，日本制造商投入了大量资本，不断升级工厂。芯片已经成为了大宗商品。

英特尔抛弃了内存市场，这在当时被认为是美国正在失去技术优势的象征。相反，这一举措对公司而言则是开创了一个繁荣的时代。他们将资源集中在CPU设计的强项上，因此获得了更高的利润，部分原因也是因为他们设计的电路享有知识产权的保护。

英特尔的芯片与微软公司（Microsoft Corp.）的Windows操作系统相结合，形成了一统天下多年的「Wintel」双头垄断，两家公司因此所占据的优势，也让他们成为美国联邦反垄断监管机构的目标。

在21世纪，随着新兴互联网巨头公司的出现，英特尔失去了一些硅谷公司的光彩，但它仍然是市场上一股强大的力量，提供驱动新兴巨头产品的处理器。英特尔的芯片支持着世界上大多数个人电脑，几乎所有数据中心的服务器计算机中都有英特尔的芯片，这些数据中心负责处理公司的数据，微软、Alphabet Inc.的Google和亚马逊公司（Amazon.com）在云计算业务中也使用英特尔的芯片。

公司目前有10个主要生产基地，其中四个在美国。

竞争对手策略

其他芯片制造商也在经历与制造环节的剥离。英特尔在处理器市场上的长期竞争对手超威半导体公司（Advanced Micro Devices Inc.，简称AMD）十多年前就摆脱了制造工厂。专攻图形处理芯片多英伟达（Nvidia Corp.）一直以来都依赖外部制造商，今年他们超过了英特尔，成为美国市值最大的芯片公司。

这种转变不乏一些优势：芯片公司不必为工厂投入资本，也不必担心自己的工厂在需求减弱时面临产能过剩的问题。业界所谓的全球芯片生产「生态系统」倾向于标准化的设计和制造方法，在这套生态系统当中，当合约制造商出现问题的时候，那些为代工生产而设计的芯片往往更容易转移到另外的制造商手中。

据英特尔公司称，当譬如汽车芯片这类的新产品需求超过英特尔的产能时，英特尔的确会将一些制造工作外包出去，这部分总计约占其目前产能的20%。公司还经常让他们收购的芯片制造商继续使用外部制造商。

但他们坚持自己制造CPU。据英特尔现任和前任员工透露，公司的工程和管理文化弥漫着一种信心，认为他们能够克服在制造上紧跟摩尔定律所带来的挑战。

到2018年，竞争压力越来越大。在台湾积体电路制造公司（Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.，简称台积电）和韩国三星公司（Samsung Electronics Co.）等芯片巨头的工厂里，一平方毫米的硅芯片上所能容纳的晶体管数量已经赶上了英特尔。他们根据合同为包括AMD和英伟达在内的一些英特尔竞争对手生产芯片，因此这些工厂和英特尔的工厂产生了实质意义上的竞争。

英特尔试图通过发明新型晶体管来应对这一局面，新晶体管在尺寸不变小的情况下性能提升。英特尔还并发明了新的方法将芯片组合在一起，使其具性能优势。

现代芯片工厂的建造成本动辄要花费数百亿美元，所使用的机器要能够印制只有几个原子宽度的电路。芯片行业不断向更小尺寸的电路迈进，不断将生产转移到那些有能力产出这种电路的新工厂设备。到2015年，可以生产出的最先进的芯片晶体管为14纳米（这种衡量方法泛指晶体管尺寸，大约相当于普通人头发宽度的万分之一）。

2018年，行业转向尺寸更小的10纳米芯片进发。英特尔当时的首席执行官布莱恩·科再奇（Brian Krzanich）押注公司可以用这一代产品达成空前的目标：在同样空间里填充2.7倍数量的晶体管。通常来说，晶体管密度每提高一倍，行业就会向前迈进一步，他设想如果成功的话，就可以使英特尔保持领先地位。

而科再奇2018年在面对分析师和股东时的这一说法，最后被证明是过于激进了。他说，为了到达那个目标，工程师们在开发过程中选择承担了极高的风险，最终导致的问题难以解决。

结果，英特尔反覆遭遇制造方面的障碍，产品的一再延期，再加上对芯片的需求激增，导致其CPU短缺，从而制约了全球个人计算机行业的销售。这其中有一个是物理问题。随着晶体管尺寸不断缩小，电流的走向开始变得不可预料，这就需要新的材料和芯片设计相结合，这对所有芯片制造商来说都是越来越大的障碍。

科再奇2018年出于其他原因被迫离开英特尔——该公司称是因为他与一名员工的自愿关系。他没有回应记者的置评请求。时任临时首席执行官的斯旺因在行业引起巨大反应的制造延期向客户致歉。

在那以后，英特尔解决了10纳米芯片的难题，但公司仍要继续应对一再推迟产品交付的后果。英特尔芯片设计与制造业务之间数十年来不断发展成的紧密联系，使得要克服生产问题变得极为复杂。由于英特尔针对自己的芯片制造工具做了优化，因此很难轻易寻求外部制造商的帮助，这让他们很难迅速从失误中恢复过来。

增加灵活性

英特尔正采取技术措施来提高制造灵活性。与此同时，英特尔从依赖外包的芯片制造商那里引入了新工程师，希望能够加快这种转变。一位熟悉英特尔的工程师表示，对他们来说，即便知道英特尔保留自己工厂带来了优势，但若因为内部工厂的原因而限制芯片设计是毫无道理的。

英特尔对NetSpeed Systems公司（NetSpeed Systems Inc.）的收购，以及NetSpeed首席执行官桑达里·米特拉（Sundari Mitra）的到来，都有助于加速芯片设计的标准化，让内部和外部的芯片架构师都能更容易利用任何制造工艺。

到了2019年，英特尔的工程师和高管们都在争论将来如何制造10纳米CPU芯片，这些芯片因为之前的工程延误而被耽搁。争论有时很变得很激烈，一些工程师敦促管理层，如果自己的设施造不了，就应该考虑让别人造，一些高管则认为自己的工厂可以解决他们的问题。

首席工程师文卡塔·穆西·伦杜钦塔拉（Venkata 「Murthy」 Renduchintala）2019年5月告诉分析师，英特尔已经从早期失误中吸取了教训，10纳米芯片已步入正轨。他告诉他们，英特尔的下一代7纳米CPU有望在2021年开始生产。

但他所说的并没有实现。英特尔表示，下一代CPU的制造现在比最初的计划晚了一年，产品上市时间要推迟六个月。英特尔对技术部门进行了调整，宣布了伦杜钦塔拉的离职。伦杜钦塔拉拒绝发表评论。英特尔拒绝对他的离职事件发表评论，他们援引当时的一份声明称，他的离职恰逢公司要进行管理层调整来提高芯片技术执行力。

斯旺在7月份的电话会议上告诉分析师：「我们会从务实的角度考虑，是否以及何时对在内自产或外包制造做出安排。」

斯旺表示，公司的新方针是按期生产市场领先的芯片。英特尔自己的工厂将是首选的制造方案，但如果需要，生产可以外包。斯旺已表示，英特尔仍计划对自己的工厂和未来的尖端晶体管技术进行大规模投资。

作为转向更多外包策略的一部分，英特尔正在对一些芯片采用所谓的「分解」，即使用不同地方的制造工艺来制造一块芯片的过程。英特尔可能会开始时在一家内部工厂生产一款芯片，然后转由另一家工厂生产，或者可能在英特尔工厂开始生产一款芯片，然后运到外部制造商那里，加上那些不由英特尔生产的部分。公司表示，他们正在开始有限度地使用这种类型的混合制造法，所制造的芯片包括一款即将面世的图形处理芯片。

「当你采用这种分解设计或模块化设计方案时，」英特尔的谢诺伊说，「我们可以就各种不同款式的芯片，选择不同的晶圆代工。」

斯旺在10月的分析师电话会议上表示，英特尔将在明年初决定如何制造2023年和2024年的芯片。

英特尔首席芯片架构师拉贾·科杜里（Raja Koduri）在8月的一次线上演示时表示，如果英特尔早点接受新的设计方法，就可以避免10纳米芯片的问题。他在8月的时候告诉《华尔街日报》（The Wall Street Journal）记者，现在要等到2022年末或2023年，这种灵活性设计才会被广泛使用于多款芯片。

前英特尔工程师弗朗索瓦·皮德诺埃尔（François Piednoël）在英特尔工作了20年后于2017年离职。他说，外包会带来风险，因为这涉及到芯片设计过程中的变化，从而会牺牲性能。作为英特尔的股东，皮德诺埃尔正在努力让公司董事会吸收更多芯片设计方面的专业人才作为董事。目前的董事会只有一名半导体专家，尽管确实包括了那些目前或以前的雇主是主要半导体消费群体的董事。

皮德诺埃尔8月和9月都发布了YouTube影片表达了自己的不满，提出对英特尔芯片设计选择的怀疑，并批评了公司的企业文化。他说，已故公司首席执行官安迪·格罗夫（Andy Grove）确立的公司文化是要善于作战且要有协作精神，但现在的文化已经偏离了这种精神。

谢诺伊表示，英特尔仍然认为，拥有芯片工厂比起那些必须要依靠其他工厂的竞争对手来说更具优势。「在美国拥有先进技术制造，」他说，「是一项非常重要的竞争优势，我们不会丧失这项优势的。」
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