英特尔晶圆代工计划背后的野心

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在与财务分析师的对话中，英特尔首席执行官 Pat Gelsinger 分享了一些有关公司对未来预期的有趣细节，当中包括与潜在的英特尔代工服务客户及其需求的交谈，英特尔满足这些需求的能力，以及公司的方式充分利用内部和外部制造。

让英特尔做大做强

从历史上看，英特尔一直在打造自己的核心产品，包括一些最好的 CPU，内部使用领先的先进工艺技术，并将其一些低成本和非核心产品外包给台积电和联合微电子公司 。

但半导体行业的经济状况要求英特尔变得更大、更灵活。为此，它需要采用一种不同的商业模式，称为 IDM 2.0 策略。这种方法要求英特尔在内部生产大部分产品，将部分产品外包给合同制造商，并为第三方客户制造芯片。

英特尔的 IDM 2.0 战略无疑是为公司的长期成功而设计的。这是非常资本密集型的计划，因此在未来几年英特尔将停止回购股票，而是投资于新的制造能力。毕竟，如今尖端生产技术的开发成本如此之高，以至于英特尔只有在大量使用时才能收回成本，因此建立产能是 Pat Gelsinger 作为英特尔首席执行官的主要任务之一。

Gelsinger 必须做的另一件事是确保英特尔的核心业务拥有最优秀的工程师，这些核心业务现在包括用于客户端应用程序和数据中心的 CPU、GPU、网络、自动驾驶汽车和半导体制造。例如，为了加强 CPU 单元，英特尔 在 今年早些时候带回了 Glenn Hinton（英特尔 Netburst 和 Nehalem 微架构的首席架构师）以及 Shlomit Weiss（他领导了英特尔 Sandy Bridge 和 Skylake 微架构的开发）。

虽然有些人倾向于认为 x86 在性能和灵活性方面输给了 Arm，这就是他们认为 Arm 是未来的原因，但现实却大不相同。由于软件兼容性，大多数客户端 PC 的所有者更愿意继续使用 x86 CPU。出于同样的原因，本地数据中心也将坚持使用 x86。此外，英特尔表示，即使是那些正在寻找全定制片上系统的客户也更喜欢 x86，这正是英特尔将要提供的。

Gelsinger：未来我们会有很多“ZEN时刻”

架构可以说是成功产品最重要的组成部分。英特尔拥有大量才华横溢的 CPU 工程师，但它长期使用各种版本的 Skylake 微架构（于 2014 年推出），以至于其许多产品失去了吸引力，尤其是在发烧友领域。这让 AMD 凭借基于 Zen 微架构的各种迭代的 Ryzen 处理器占领了利润丰厚的市场份额。

AMD 在 2017 年重返赛场在很大程度上让英特尔措手不及，因为与上一代推土机/挖掘机微架构相比，该公司没想到 Zen 会提供如此显着的性能提升。在 CPU 的近期历史中，只有一次卷土重来是令人惊讶的：英特尔推出的 Conroe 微体系结构不仅让公司自己的基于 Netburst 的 CPU 不值一提，而且它还取代了 AMD 的 K9（Athlon 64/Athlon 64 FX）。

有趣的是，一些行业分析师现在将意外卷土重来称为“ZEN时刻”，即使他们向英特尔询问其未来的突破。作为一家拥有大量工程资源的大公司，英特尔很早就意识到了 Zen 的威胁，虽然 Ice Lake/Sunny Cove 和 Tiger Lake/Willow Cove 都是不错的 CPU，但 Alder Lake/Golden Cove 有望成为英特尔的真正突破。

“因此，我们认为三大Alder Lake的公告是很有意义的”帕特·基辛格在说 与分析师对话时说。“相信我，我们有一些 [更多] 仍在实验室中进行烹饪，[...] 我们认为这是向前迈出的非常戏剧性的一步，远远超出了我们之前讨论的任何内容。其中一些我们可能会几年内还没有谈论，但创新，你知道，极客回来了。”

英特尔首席执行官使用“ZEN时刻”一词这一事实非常有趣，它可能强调 Pat Gelsinger 承认 AMD 在 Zen 方面取得了成功。但是 Alder Lake 的开发很久以前就开始了，因此它可能的成功应该归功于英特尔之前的管理。对于 Pat Gelsinger 来说，即将到来的发布只是一个开始。然而，首席执行官清楚地知道他需要在哪里领导公司。

Pat Gelsinger：1/3 的 IFS 客户需要 x86 SoC

英特尔 IDM 2.0 战略的关键要素之一是该公司新成立的英特尔代工服务 (IFS) 小组，该小组将为他人制造芯片。该团队可以作为制造客户想要的任何芯片的经典代工厂运营：基于 Arm 的片上系统、基于 RISC-V 的控制器、张量处理单元 (TPU) 或图形处理单元 (GPU)，仅举几例几个选项。

但英特尔自然可以为其 IFS 产品添加独特的调味料：极具竞争力的通用 x86 内核以及极其广泛的经过硅验证的 IP 组合。今年早些时候，英特尔表示正在与 100 多个潜在的 IFS 客户进行讨论，最近透露，其中大约 1/3 对基于 x86 的定制 SoC 感兴趣。

“在 100 多个客户中，我想说他们中约有三分之一对我们生态系统的 x86ish 感兴趣，”Gelsinger 说。

事实上，英特尔可能不仅为其 IFS 客户提供 x86 内核和其他 IP，还允许他们定制 x86 内核并基于现成技术构建全定制解决方案。

“我们将通过我们产品中的 x86 内核商品化，但我们也将使它们能够通过其他人的产品商品化，他们可以围绕它们进行创新，”Gelsinger 说。“我们从一些传统客户那里得到了很多兴趣，他们说‘我可以创建自己的至强版本吗？’ 答案是肯定的。“我可以将它与我对网络的一些独特要求相结合吗？” 是的。“我可以弃用一些我没有在这些配置中使用的晶体管。” 是的。[...] 我会说 [我们] 在许多领域为 x86 注入活力，因为这之前只能在 Arm 生态系统中实现。”

利用标准代工生态系统

英特尔曾经在很大程度上凭借领先的工艺技术和产品领先于行业，因为它几乎所有的东西都是在内部制造的。由于英特尔比其他半导体公司更早地采用了新的晶圆厂设备，并且比任何代工厂都大，因此它可以要求晶圆厂工具制造商根据其需求定制产品。一方面，英特尔得到了它所需要的东西，另一方面，迫使其他半导体公司调整他们的节点和工具的工艺配方，并基本上遵循英特尔设定的标准。

但英特尔在智能手机和平板电脑的争夺战中输了。它的 Atom SoC 的能效不如基于 Arm 的 SoC，并且无法提供相同的功能集。最初，苹果计划将 x86 芯片放入 iPhone，但苹果和英特尔未能就价格达成一致，这就是为什么前者在其第一款智能手机中安装了三星设计的 Arm SoC。然后史蒂夫乔布斯想在 iPad 中使用 Atom，但Tony Fadell说服他使用先进的 Arm SoC 更有意义。到 2011 年智能手机市场爆发时，苹果推出了第二代 A 系列 SoC，高通推出了带有定制 Arm 内核的骁龙 S4 SoC，还有六款来自其他供应商的相对高性能的 Arm SoC。这些芯片中的大部分是由台积电和三星代工厂制造的，仅仅几年之后，这些 SoC 的销量就超过了英特尔。

这些移动 SoC 每年都需要一种新的工艺技术，而对智能手机的需求极大地推动了代工厂的发展。为了及时开发这些芯片，苹果、三星、高通和联发科等公司需要非常复杂和高效的电子设计自动化 (EDA) 工具，Cadence 和 Synopsys 等公司提供了这些工具。

“移动所做的一件事是它为台积电生态系统创造了规模，这是所有支持实体，然后它创造了我所说的智能、无晶圆厂玩家，与台积电合作，将他们的能力提升到一个水平，你知道的，它变得有点自我强化，”英特尔首席财务官乔治戴维斯说。“我们现在进入市场的情况是竞争对手可以从中受益。”

台积电完美地执行并每年为其客户推出新的工艺技术，EDA 工具供应商以一套新工具支持这些节点，移动 SoC 供应商每年都推出新产品。这是生态系统本质上变得自我强化的时候。

相比之下，英特尔不得不将其首款主流和高端 14 nm CPU 推迟一年到 2015 年推出，并与台积电的 N16 和三星的 14LPE 一起推出该技术。当时，英特尔在晶体管密度、功率和性能方面仍然遥遥领先。但是代工生态系统已经是一台完美的机器，比英特尔更大，执行力也比英特尔更好。

在正常情况下，将新节点延迟一年甚至更长时间对于 IDM 来说并不是什么大问题，英特尔、三星、德州仪器和其他公司都发生过这种情况，但没有造成任何重大问题。英特尔的问题在于，鉴于其规模，它必须同时与多家公司竞争：AMD、Nvidia、Xilinx、Broadcom 和三星，仅举几例。当所有这些公司都可以利用自我增强的代工生态系统而英特尔却不能时，它发现自己处于不利的位置。

为了利用生态系统，让自己在代工行业更具竞争力，英特尔需要成为代工生态系统的一部分。这包括部署其他半导体对比制造商使用的行业标准 EDA 工具和设备。事实上，这是 Pat Gelsinger 过去几个月一直在努力的事情。

“Pat 所做的一件事是他加速了我们与生态系统的互动，以确保我们从过去 13 年建立的这个惊人的生态系统中获得同样的好处，”戴维斯说。“我们今天比以前更接近 EDA 供应商，今天更接近设备供应商。我们曾经告诉他们该做什么，现在我们确保我们了解最佳实践是什么，你如何获得工具的最大生产力。”

此外，既然英特尔为无晶圆厂公司提供制造服务，它必须让其客户能够使用与其流程兼容的熟悉 EDA 工具来构建他们的产品。为此，它需要使其内部流程和流程与制造行业的流程和流程兼容。

每个产品的最佳节点

只要您的工艺技术符合预期，使用专有 EDA 软件和晶圆厂工具就很好，您确信无需将特定设计的制造外包，并且您不会为他人制造芯片。英特尔自始至终都在使用定制 EDA 程序、工艺开发套件和设备，但由于其涉及内部和外部制造的 IDM 2.0 战略，它必须迁移到现成的软件和工具。

Pat Gelsinger 希望英特尔的所有产品都是最好的，并且要做到这一点，他希望使用最合适的工艺技术来制造它们。但是为了能够将某些东西外包给台积电，其设计必须使用为台积电的生产技术设计的行业标准工具进行开发。

Gelsinger 说：“我将在内部建立大部分 [我的产品线]，并能够获得这些利润。” “我们将选择性地使用代工厂。[...] 如果我需要使用代工厂来拥有独特的产品或光环产品和某些部分，绝对。[...] 我真的让我的工程团队说，'你”

总结

作为一家垂直整合的大型公司，英特尔面临的严峻挑战远远超出了无晶圆厂芯片设计师、合同制造商或 IP 开发商所面临的挑战。

英特尔必须成为更大的芯片制造商，才能成为少数能够开发和使用领先制造技术的公司之一，这就是该公司进入代工业务、放弃非核心业务、停止回购股份的原因力图专注于制造能力的投资。

英特尔进军合同制造业务为公司打开了一些新的大门，因为它可以与各种大客户（例如云巨头）更紧密地合作，并可以帮助他们开发基于其 IP 的全定制 SoC，从而将其技术扩展到传统 CPU 之外和平台。如果该策略奏效，这将使英特尔在与 Arm 的竞争中更具竞争力。据英特尔称，在 IFS 的 100 多个潜在客户中，约有三分之一需要定制的基于 x86 的 SoC。

但是，尽管英特尔将在自己的制造方面投入更多资金，但如果需要，它仍会外包一些产品。该公司清楚地了解其架构比其制造实力更有价值，因此它打算使用可用的最佳技术制造产品。

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wangyitu

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