美國晶片夢碎?英特爾能否靠拆分重拾輝煌?

美國晶片夢碎?英特爾能否靠拆分重拾輝煌?

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在聖克魯斯山脈西邊和迪亞布羅山脈東邊所形成的聖克拉拉谷的正中央,坐落著曾經一度寂靜的山景城。1955 年,貝爾實驗室電晶體的發明者之一威廉·蕭克利回到鄰近的帕洛阿爾托照顧生病的母親時,山景城那塊地還是美國海軍的莫菲特機場。 

蕭克利深信矽是製作電晶體的更好材料(貝爾實驗室關注的焦點則是鍺),但由於距離紐澤西太遠,加上他那惡劣的管理風格,蕭克利沒法僱用太多貝爾實驗室的同事。於是1956年,他在山景城與一群年輕科學家共同創立了蕭克利半導體實驗室。然而僅僅一年後,以羅伯特·諾伊斯和戈登·摩爾為首的八位科學家就離開了蕭克利(他確實是個糟糕的管理者),並在鄰近的桑尼維爾成立了仙童半導體,這是仙童相機和儀器公司的一個新部門。 

正是仙童半導體公司為科技產業的發源地賦予了矽谷這個名字的另一半:確實,我們說的是「山谷」(The Valley),但至少在談及科技時,我們指的是矽谷。這段話摘自 2014 年的 TechCrunch。 

隨著仙童公司的成長,員工們開始離開公司,創辦新的衍生企業。這些新公司中有很多也發展迅速,激勵了其他仍在仙童工作的員工。這些新公司的發展開始重塑這個地區。在短短 12 年內,仙童的共同創辦人和前員工們創立了 30 多家衍生公司,並資助了更多公司。到了 1970 年,舊金山地區的晶片企業總共雇用了 12000 名員工。 

這些公司的成就最終引起了人們的關注。在 1971 年,一位名叫唐·霍夫勒(Don Hoefler) 的記者寫了一篇關於灣區電腦晶片公司成功的文章。他所介紹的公司都使用矽來生產晶片,而且都位於舊金山南部的一個大山谷中。霍夫勒將這兩個事實結合起來,為這個地區創造了一個新名字:矽谷。 

霍夫勒的文章和他創造出來的名字已經相當出名,但他的分析中有一個關鍵點卻經常被忽視:他所介紹的幾乎所有矽晶片公司都可以追溯到仙童公司及其聯合創始人。

美國晶片夢碎?英特爾能否靠拆分重拾輝煌?

儘管仙童半導體公司衍生出了許多極為成功的企業,但沒有一家公司比英特爾更重要,或者說,沒有一家公司能像英特爾這樣,從各個方面定義了矽谷。曾經幫助所謂的「八叛逆」創立仙童照相機與儀器公司的亞瑟·羅克資助了英特爾,並在此過程中創造了後來定義矽谷的薪酬結構。戈登·摩爾為英特爾制定了開發藍圖(現在更普遍稱為摩爾定律),這個定律「預測」電晶體的數量將以固定的速度翻倍,這既能提高運算速度,又能降低運算成本;之所以「預測」加上了引號,是因為摩爾定律並非物理定律,而是一種經濟規律,是英特爾不斷追求進步的必然結果。從廣義上講,這意味著英特爾為所有技術設定了創新的步伐,不僅透過為個人電腦和雲端運算(在本世紀初被低估的一波顛覆性浪潮)製造處理器,還定義了全世界每一位軟體工程師的期望。 

英特爾的漫長衰落

Stratechery 從一開始就對科技歷史抱有極大的敬意;也許這就是為什麼我一直站在支持 Intel 成功的那一邊。不幸的事實是,早在我開始撰寫這個部落格時,Intel 需要鼓勵的跡象已經非常明顯了:在 2013 年 5 月,我曾寫到,Intel 需要建立代工業務,因為由於他們在行動領域的錯失,其 IDM(Integrated Device Manufacturer:指同時設計和製造半導體的公司)業務的經濟狀況面臨長期挑戰。 

不幸的是,英特爾不僅沒有聽取建議,而且他們的業務變得更糟了:在 2010 年代末,英特爾在嘗試轉向10奈米製程時遇到了困難,部分原因是他們不願意採用昂貴許多的 EUV 曝光技術,這讓他們將性能領先的地位拱手讓給了台積電。同時,英特爾的晶片設計團隊因為可以利用英特爾曾經領先業界的製程,變得越來越臃腫和懶散,開始落後於 AMD。如今,AMD 不僅擁有更好的設計,而且因為他們將晶片製造交給台積電,所以也擁有更好的製程。同時,超大規模企業的崛起意味著,一些企業既有規模來證明自己有能力克服英特爾的任何軟體優勢,也有資源來做到這一點;結果是 AMD 多年來一直在蠶食資料中心市場占有率,並且即將超過 50%。

編者按:這兩段在技術上是不正確的,因為 AMD 的資料中心收入包含了他們的 AI 晶片;雖然大方向的觀點仍然成立,但對這些錯誤仍感到遺憾。

美國晶片夢碎?英特爾能否靠拆分重拾輝煌?

這張圖表實際上低估了問題的嚴重性,因為它只包含了 x86 處理器;事實上,那些讓超大規模業者能夠利用 AMD 日益提升的總體擁有成本優勢的能力,也被用於構建基於 ARM 的伺服器晶片。特別是亞馬遜,在其 Graviton 系列晶片上投入了大量資金,利用了 ARM 理論上更好的效率和更低的授權費用(相較於英特爾的利潤率)。 

資料中心市場的支出正越來越多地投入到人工智慧領域,而英特爾在這個最新的技術典範中錯失了機會,導致其資料中心收入同比下降。這表明英特爾不僅在傳統的處理器市場上面臨挑戰,而且在新興的人工智慧領域也未能抓住機遇,這對公司的未來發展構成了重大威脅。  

英特爾(或者至少是它過去的管理層)想讓你相信關於行動業務的故事是,他們愚蠢地錯過了為蘋果 iPhone 供應產品的機會,沒有意識到銷量足以彌補利潤損失;但事實上,托尼·法德爾告訴我,雖然史蒂夫·賈伯斯想要用英特爾(蘋果當時的 Mac 電腦剛剛轉用英特爾晶片),但英特爾晶片並沒有競爭力。 

對我來說,回想 2000 年代中期關於英特爾的印象,他們總是抱持著這樣的態度:「我們只需將桌上型電腦的東西重新包裝用於筆記型電腦,然後再重新包裝用於嵌入式設備。」這讓我想起了 Windows 的說法:「我要做 Windows,然後再做 Windows Mobile,然後再做 Windows 嵌入式。」都是使用同樣的核心和內核,只是試圖把它們縮小精簡。 

英特爾的心態從來都不是「我們要成為那一個」。在經歷CISC-RISC 路線之爭時,他們選擇了CISC,這在當時是正確的。但如果快轉到後來,你會發現他們也做了另一個決定,他們拋棄了架構化,轉向了更多製造。那時候他們的想法是「不必擔心所有這些不同的產品線滿足所有這些架構需求。只需讓摩爾定律接管」,所以在某種程度上,這把你鎖定在了一條道路上,這就是為什麼英特爾,不是在派屈克時代,而是在派屈克時代之前,就是靠製造能力和法律驅動的。英特爾不是由架構決策驅動的,而是由「我們現在就這些東西,我們要傳播這些東西,我們要繼續重複使用這些東西」所驅動的。

事實上,這確實可以追溯到派屈克時代,特別是執行長派屈克·基辛格最初在英特爾任職期間。他是推動 CISC 取代 RISC 的那個人,他認為英特爾的 CISC 軟體優勢,加上公司卓越的製造能力,可以確保公司在微處理器領域佔據主導地位。而且,正如法德爾所指出的那樣,這種做法確實奏效了,至少在個人電腦和伺服器領域是如此。 

然而,這種做法在行動領域卻沒有取得成功:英特爾無法利用其製造能力使 x86 與 ARM 競爭,尤其後者在軟體方面已佔有先機;在 GPU 領域,英特爾也沒有取得成功,他們花了數年時間試圖打造基於 x86 的遊戲晶片,這些晶片原本是要仰賴英特爾的製造能力的(但卻失敗了)。當然,GPU 是當今人工智慧熱潮的基礎,雖然英特爾收購了 Gaudi 來提供人工智慧晶片,但它們並未在市場上取得任何進展——順帶一提,Gaudi 晶片是由台積電製造的。 

IDM 2.0 

這整個故事並不新鮮;我在 2021 年那篇《英特爾的問題》就講過了。當時我的解決方案是——拆分這家公司。那是在基辛格重返英特爾後不久,也就是在他被免去首席執行長職位 15 年之後。 

整合設計與製造幾十年來一直是英特爾堅持的護城河,但這種整合已經成為業務雙方的束縛。英特爾的設計因公司在製造方面的困境而受到阻礙,而其製造部門也存在激勵問題。

關於晶片,關鍵是要理解設計的利潤率要高得多。 例如,NVIDIA的毛利率在 60% 到 65% 之間,而為NVIDIA製造晶片的台積電毛利率接近 50%。如上所述,由於設計和製造的整合,傳統上英特爾的利潤率更接近NVIDIA,這就是為什麼英特爾自己的晶片始終會是自家製造部門優先考慮的原因。這將意味著潛在客戶只能得到不那麼好的服務,改變自身製造方式來適應客戶,吸收同類最佳供應商的意願也就不那麼強(因為會進一步降低利潤)。這裡面還有一個信任的問題:跟英特爾競爭的公司願不願意跟競爭對手分享自己的設計呢?尤其是考慮到這位競爭對手受到的激勵是優先考慮自家的業務時。 

解決這個激勵問題的唯一方法是將英特爾的製造業務剝離出去。是的,這需要時間來建立與協力廠商合作所需的客戶服務組件,更不用說龐大的IP開發模組庫,這些使得與台積電等公司合作會(相對)容易些。但是,獨立的製造企業將擁有實現這一轉變的最強大的動力:生存需求。

兩個月後,基辛格宣布了他的重振計劃:IDM 2.0。英特爾將把其製造業務拆分成一個獨立部門,為協力廠商提供服務,但該部門仍隸屬於英特爾。基辛格在一次採訪中告訴我,這是英特爾既能在晶片領域保持競爭力,又能繼續投資尖端技術的唯一途徑;畢竟,AMD 剝離掉格羅方德後導致前者陷入困境,後來靠打破與格羅方德的購買協議,轉向台積電後才擺脫困境,而格羅方德則放棄了領先的優勢。

基辛格很有說服力,也很樂觀,過去三年來,我一直對他抱持著信任的態度。不過,突然之間,分拆的說法又被擺上檯面;來自彭博社報導: 

根據知情人士透露,英特爾正在與投資銀行家合作,以協助其度過 56 年來最艱難的時期。公司正在討論各種方案,包括拆分其產品設計和製造業務,以及可能取消哪些工廠項目。 由於討論是私下進行的,這些知情人士要求不具名。 

英特爾可能會將代工部門分拆或出售。鑑於該部門旨在為外部客戶製造晶片,這對執行長派屈克·基辛格來說意味著一次徹底轉變。基辛格認為這項業務是恢復英特爾自己在晶片製造商地位的關鍵,並希望它最終能與代工行業的先驅台積電等公司展開競爭。

正如文章所指出的,英特爾很可能會先考慮採取一些不那麼激進的措施;路透社報導稱,這些想法包括出售 Altera 可程式設計晶片業務等業務,並減少資本支出,包括取消在德國的一家準備興建的代工廠。該公司還最終取消了股息,裁員 15000 人,坦白說,這還不夠;我在上週的更新中指出:  

英特爾去年年底的員工總數為 124,800 人;相較之下,台積電有 76,478 名員工,AMD 有 26,000 名,也就是說,這兩家公司的員工總數加起來比英特爾還少,但它們卻能生產出更好的 x86 晶片、真正具有競爭力的 GPU,而且還為全球所有公司生產晶片,包括蘋果和NVIDIA。裁員 15,000 人,這個措施規模太小,也太晚了。 

該公司面臨的根本問題在那段話中得到了概括的整理:

  • 英特爾不具備最好的製造能力
  • 英特爾沒有設計出最好的晶片
  • 英特爾在人工智慧領域已經出局

此外,未來的前景看起來並不光明;英特爾最近的財報電話會議有三方面的問題:

  • 英特爾在技術上正按計劃實現基辛格承諾的四年五個節點(實際上其中兩個節點是迭代),但其實他們一個都沒規模化實現;第一次嘗試這樣做的時候是 Intel 3,但結果摧毀了他們的利潤。這並不奇怪:之所以很難跳過這些步驟,不僅僅是因為技術在進步,還因為你必須在生產線上實際學習如何大規模實施新技術,並獲得可持續的良率。回顧英特爾10奈米的失敗:該公司在技術上能夠製造10奈米晶片,但無法有經濟效益的做到這一點;現在關於 Intel 3 的問題尚未解決,更不用說明年承諾的 18A 了。
  • 英特爾正在大力推進其 Lunar Lake 架構,因為這是該公司唯一能與支撐微軟 CoPilot + PC 計畫的高通 ARM 架構相競爭的設計;但問題在於 Lunar Lake 的架構(包括其 CPU)都是由台積電製造的,這既令人尷尬,對利潤率也有很大的影響。
  • 第三個問題是基辛格一直努力實現的目標,即前面提到的 18A 製程,但英特爾尚未宣布真正承諾大規模合作的合作夥伴。是的,英特爾正在與許多公司談判,並聲稱達成了一些秘密協議,但此時此刻,晶圓代工戰略需要真正的證據;不幸的是,即使英特爾已經失去了對成本的控制,它自己也在加大對台積電的依賴,你很難說服任何第三方應該把命運交到英特爾手中。

綜上所述,我對英特爾盈利下滑的最初反應是為基辛格辯護;英特爾現在的處境是基辛格回歸公司前幾年所犯錯誤的結果。這一點仍然正確,但基辛格確實有一個致命缺陷:他仍然相信英特爾,但我已經不再相信了。

市場現實 

英特爾,以及延伸來說,美國掌控尖端產能的夢想,面臨的根本問題在這裡:英特爾晶圓代工廠沒有存在的理由。蘋果、NVIDIA、AMD 以及其他領先的無晶圓廠晶片公司都依賴台積電,英特爾為什麼不找台積電呢?台積電投資了 EUV,超越了英特爾,並且每年花費數百億美元繼續推進到2奈米及更先進的製程。是的,台積電3奈米的定價太低了,但即使該公司像我預期的那樣提高未來製程節點的價格,相對成本也遠不如台積電卓越的客戶服務和可靠性重要。 

更關鍵的是,英特爾自己的晶片部門最明智的決定(就像他們對Lunar Lake 所做的那樣)就是把製造交給台積電。 雖然英特爾在個人電腦領域仍有優勢,並且在本地和政府資料中心領域佔據主導地位,但利用這些剩餘優勢的最佳方式是讓台積電為他們製造晶片。 

這就是為什麼基辛格確實有理由讓公司保持完整;英特爾晶圓代工需要產量,而獲得產量的最簡單方法就是依靠英特爾本身。然而,從定義上講,這個決定並非出於對理論上的英特爾無晶圓廠業務最有利的考慮,而是為了恢復英特爾的製造能力,即便這種製造能力在很大程度上是為了滿足英特爾的晶片業務而犧牲掉外部客戶。 

基辛格的王牌一直是台積電位於台灣這個事實,而台灣正面臨著來自中國的持續威脅 事實上,基辛格在這一點上一直非常明確;摘自 2021 年 CNA English News 的報導: 

英特爾執行長派屈克·基辛格在週三於加州舉行的《財富》腦力激盪科技峰會上表示,美國政府應該支持在美國建立一個可持續的半導體供應鏈,部分原因是因為「台灣不是一個穩定的地方」......

當被問及此評論時,台積電董事長劉德音表示:「沒有什麼需要回應的。台積電不會說其他同業的壞話」,並補充說,可能沒有多少人相信基辛格的論點。劉德音認為,地緣政治緊張局勢可能產生短期影響,但他相信台灣可以憑藉最佳技術和最佳製造生態系統,為全球半導體產業創造輝煌的十年。 

基辛格在採訪中解釋英特爾為何需要保持完整時,也向我提出了同樣的觀點。換句話說,基辛格認為英特爾不應該分拆,他之前在受訪時也表達過這個看法。

從我的角度來看,這幾乎具有一個全球性的國家層面的考量。我深信西方需要一個世界級的技術供應商,而我不認為將英特爾一分為二後,它能在未來許多年存活下來,直到成為那樣的世界級供應商。請記住,考慮到現金流、研發流以及能推動我們前進的產品,我致力於解決這個問題,而且我認為自從我來到這裡後,我們正走在一個正確的道路上。所以,基於這三個不同的原因,我們選擇了 IDM 2.0 的道路,這並不是因為我們沒有考慮過其他的替代方案,而是因為我們確實考慮過了。

所有關心美國製造業,或者更確切地說,關心中國對台灣威脅的人,都必須在此時此刻變得極其誠實。如果美國政府和美國科技公司想要一個不依賴台灣的選擇,他們就必須直接為此付出代價。是的,《晶片法案》通過了,儘管英特爾獲得了大量的資金,但還需要更多資金——而這些資金的代價,必須是一個更聰明的激勵機制,驅動英特爾分拆。

我在2021年曾提出一個建議,即以採購保證取代補貼,我現在再次認為這是唯一可行的途徑。

這就是為什麼聯邦補貼計劃應該以採購保證的形式運作:美國將以 B 價格購買 A 數量的美國製造 5奈米 處理器;以 D 價格購買 C 數量的美國製造 3奈米 處理器;以 F 價格購買 E 數量的美國製造 2奈米 處理器;等等。這不僅會給新的英特爾製造分拆公司一個奮鬥的目標,還會激勵其他公司進行投資;也許格羅方德(GlobalFoundries)會重返市場,或者台積電(TSMC)會在美國建立更多的工廠。而且,在一個資本幾乎免費的世界裡,也許最終會有一家新創公司願意冒險一試。

那個資本自由流動的世界已經消失了,而且對於一家新創公司來說,要弄清楚如何製造人類有史以來最複雜的設備可能也不現實;目前最好的想法是一家擁有英特爾代工專業知識和起點的新公司。然而,關鍵是,它不應該完全依賴 x86 晶片,擁有數十萬名員工,或者背負曾經領導電腦世界的文化包袱。我們能做的最好的事情就是提供採購保證——未來十年內數千億美元的規模——並祈禱有人能讓這樣一個實體獨立自主。

英特爾代工的存在缺乏市場基礎,這並非純粹經濟意義上的市場失靈,而是美國國家安全機構認為這是一個問題,美國就必須付出相應的代價來解決。如果美國願意付出代價,就應該給予英特爾代工最好的機會,讓它能夠長期獨立運作。這意味著它必須真正從蘋果、NVIDIA、AMD,甚至是未來的無晶圓廠英特爾那裡獲得業務。科技世界已經不再圍繞英特爾轉,美國領先的尖端製造業的唯一機會就是跟上這個趨勢。

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作者

一個老派的科技媒體工作者,對於最新科技動態、最新科技訊息的觀察報告。

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