英特尔的成功源于自己制造芯片。直到现在
薄荷糖
2020 年 11 月 7 日
英特尔公司比任何其他公司都更能代表 "硅谷 "历史上的硅。它不仅设计出引人注目的新电路,而且还在自己的工厂里将其蚀刻成硅片,从而保持了自己的统治地位。
这是英特尔内部的正统观念。英特尔要想发展壮大,就必须继续生产作为计算机大脑的旗舰芯片,而在此之前,许多竞争对手已经将生产外包,转而专注于设计。
因此,7 月 23 日,当英特尔公司首席执行官鲍勃-斯旺在一次财报电话会议上表示,英特尔将考虑外包一些最先进芯片的生产时,这是美国制造业失去主导地位的一个里程碑。
英特尔公司的工厂在生产新一代中央处理器(CPU)所需的电路时,连续第二次遇到困难。在试运行期间,英特尔公司需要报废其工厂生产的大部分产品,并将承诺的交货期推后。斯万先生说,英特尔现在将重新考虑如何生产 2023 年及以后上市的芯片。
斯万先生说,英特尔公司可能最终会将这些工序外包出去,也可能继续在公司内部生产,或者采用一种新的方法,即自己对芯片进行部分加工,而将芯片上的某些其他工序外包出去。他说,英特尔将这一决定视为 "实力的象征,而不是软弱的象征,它使我们能够更加灵活地做出决定,以最有效的方式制造我们的产品"。
这家位于加利福尼亚州圣克拉拉市的公司承认,它已经撞上了工厂的围墙--电路已经变得如此之小,它可能无法以经济的方式自行制造一些最重要的芯片,这一说法在硅谷之外引起了反响。
"英特尔无力解决这个问题,"英特尔董事大卫-约菲(David Yoffie)说,"直到 2018 年,英特尔已经担任了 29 年的董事。""这是国家将感受到的损失。"
英特尔拒绝让斯万先生接受采访,理由是他早些时候曾承诺在未来几个月内提供有关该战略的最新情况。
按收入计算,这家芯片制造商仍是美国最大的芯片制造商,考虑到该行业长达数年的开发周期,它最近的磕磕绊绊可能在数年内都不会威胁到其销售额。该公司表示,受大流行病时期技术支出激增的推动,预计 2020 年的销售额将创下历史新高,每股收益也将接近历史最高水平。
过去,制造问题曾导致新一代 CPU 和其他先进芯片的推出受到延误。虽然英特尔公司已经落后于最初计划的两年后生产尖端芯片的时间表,但该公司正在努力避免任何进一步的延误,即使这意味着将关键芯片的生产外包。
斯万先生在10月份的财报电话会议上说,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 月份透露,英特尔已经决定把新的所谓图形处理单元--一种用于数据中心的功能强大的芯片--的部分生产交给一家合同制造商。
"负责英特尔一些最重要项目(包括服务器芯片和人工智能计算)的纳文-申诺伊(Navin Shenoy)说:"这更像是一家公司把自己从内向外转了一下,以便与外部世界打交道。他说,这种转变涉及到 "大量的争论"。
自斯旺先生宣布这一消息以来,英特尔的股价一路下跌,周四收于 45.68 美元,比 7 月 23 日下跌了 24%。在此期间,标准普尔半导体精选行业指数攀升了 23%。
摩尔定律
大部分美国企业都将自己设计的产品外包给他人生产。这种观点认为,最好把资源投入到自己最擅长的创造性工作上,而让别人去冒专门制造产品所需的资金风险,通常是在劳动力成本较低的地方。从服装制造商到苹果公司,都将生产委托给国外的合同制造商。
英特尔则不同。
该公司成立于 1968 年,通过设计和制造一代又一代个人电脑和其他设备的引擎,成为美国技术领先的典范。公司联合创始人戈登-摩尔(Gordon Moore)亲自编写了推动世界历史上最伟大经济进步之一的定律。
摩尔定律描述了工程师如何以可预测的速度逐年缩小电路,它为世界提供了功能强大、价格低廉的芯片,支撑着谷歌搜索、Facebook 网页、智能手机应用、流媒体视频--世界认为这是技术的必然。
英特尔公司的正统观念正是利用了这一规律:英特尔的芯片工程师如果能直接与制造工程师合作,将新芯片与新生产设备相匹配,就能创造出更好的电路。而外部制造商则很难做到这一点。
该公司 2020 年的战略转变让人想起英特尔的另一场危机。1985 年,英特尔放弃了所谓随机存取存储器(存储数据的芯片)的巨大市场。当时,英特尔是这项技术的主要参与者,并认为有必要继续从事这项业务以保持竞争力。但是,随着摩尔定律使内存芯片的价格越来越低,英特尔无法跟上日本巨头对手的步伐,这些对手将资金投入到不断新建的工厂中。芯片成了商品。
英特尔退出内存市场在当时被认为是美国正在失去技术优势的证据。相反,对英特尔公司来说,此举开创了一个繁荣的时代。它将资源集中在自己的强项--设计 CPU 上,CPU 利润较高,部分原因是其电路受到英特尔知识产权的保护。
英特尔的芯片与微软公司的 Windows 操作系统相结合,形成了统治世界多年的 "Wintel "双头垄断,使这两家公司占据了主导地位,成为联邦反垄断监管机构的目标。
21 世纪,随着新互联网巨头的崛起,英特尔在硅谷失去了一些光彩,但它仍然是市场上一股强大的力量,为新巨头的产品提供处理器。英特尔的芯片为世界上大多数个人电脑提供动力,而且几乎所有数据中心的服务器计算机都采用了英特尔的芯片,这些数据中心处理公司的数据,微软、Alphabet 公司旗下的谷歌和亚马逊公司在其云计算业务中也使用了英特尔的芯片。
公司目前拥有 10 个主要生产基地,其中 4 个位于美国。
竞争战略
其他芯片制造商也开始脱离制造业。先进微设备公司(Advanced Micro Devices Inc.专门生产图形处理芯片的 Nvidia 公司一直依赖外部制造商,今年超过英特尔成为美国市值最大的芯片公司。
这些优势包括芯片公司不必将资金投入工厂,也不必担心自己的工厂在需求低迷时产能不足。当合同制造商出现问题时,由他人设计制造的芯片往往更容易转移给全球芯片生产 "生态系统 "中的其他生产商。
据英特尔公司称,当快速增长的新产品(如汽车内部芯片)的需求超过英特尔的生产能力时,英特尔确实会将部分生产外包出去--目前外包的生产量约占英特尔产量的 20%。该公司还经常让其收购的芯片制造商继续使用外部制造商的产品。
但英特尔一直在内部生产 CPU。据英特尔公司的现任和前任员工称,英特尔的工程和管理文化中弥漫着一种自信,即它能够克服在工厂中跟上摩尔定律的挑战。
到 2018 年,竞争压力越来越大。台湾积体电路制造股份有限公司和韩国三星电子公司等芯片巨头的工厂在一平方毫米硅片上可容纳的晶体管数量已经赶上了英特尔。它们根据合同为包括 AMD 和 Nvidia 在内的一些英特尔竞争对手生产芯片,因此它们的工厂实质上是在与英特尔的工厂竞争。
英特尔公司试图通过发明新型晶体管来解决这一问题,这些新型晶体管性能更好,但体积却没有变小,而且还发明了新的芯片组装方法,使芯片具有性能优势。
现代芯片工厂的建造成本高达数百亿美元,其中的机器能够压制出只有几个原子宽的电路。芯片产业不断向更小的电路和能够生产这种电路的新型工厂设备迁移。2015 年,正在生产的最先进的芯片拥有 14 纳米晶体管,这种测量方法大致是指晶体管的尺寸,大约相当于人类头发丝宽度的万分之一。
2018 年,整个行业都在向更小的 10 纳米芯片迈进。英特尔当时的首席执行官布莱恩-科再奇(Brian Krzanich)赌公司能在这一代芯片上做到前所未有的事情:在相同的空间里塞进比以前多 2.7 倍的晶体管。通常情况下,业界每向前迈进一步,晶体管密度就会增加一倍左右,而英特尔的成功可能会使其一跃而起。
Krzanich 先生在 2018 年告诉分析师和股东们,这一举动被证明过于大胆。他说,为了达到这一目标,工程师们在开发过程中冒了风险,造成了难以克服的问题。
结果,英特尔屡屡遭遇生产障碍和产品延期,再加上芯片需求激增,导致其中央处理器短缺,全球个人电脑行业的销售受到影响。问题之一是物理学。随着晶体管的缩小,电能开始以意想不到的方式发挥作用,这就要求采用新的材料组合和芯片设计--这对所有芯片制造商来说都是一个越来越大的障碍。
克尔扎尼奇先生于 2018 年因与公司无关的问题--与一名员工发生了公司所称的两厢情愿的关系--而被迫离开英特尔,他没有回应置评请求。时任临时首席执行官的斯万先生向客户道歉,原因是生产延误在业界引起了反响。
英特尔后来解决了 10 纳米芯片的问题,但该公司仍在继续处理一再延误的后遗症。几十年来,英特尔的芯片设计和制造业务之间的紧密联系使克服生产问题变得更加复杂。由于英特尔为自己的芯片制造工具进行了优化设计,因此无法轻易向外部制造商寻求帮助以赶上进度。这使得它很难从失误中迅速恢复过来。
提高灵活性
英特尔正在采取技术措施,向提高制造灵活性的方向转变。与此同时,一些依赖外包的芯片制造商的工程师加入了英特尔,他们希望加快这种转变。一位熟悉英特尔的工程师说,对他们来说,因为内部工厂的特殊性而限制芯片设计是没有意义的,尽管他们也看到了英特尔保留自己工厂的优势。
该公司表示,英特尔收购 NetSpeed Systems 公司以及 NetSpeed 首席执行官 Sundari Mitra 的上任有助于加速芯片设计标准化,让芯片架构师更轻松地利用任何制造工艺,无论是内部还是外部工艺。
到 2019 年,英特尔的工程师和高管们一直在争论如何制造未来的 10 纳米 CPU 芯片,这些芯片由于之前的工程延误而被搁置。争论有时很激烈,一些工程师敦促管理层考虑,如果内部设备无法制造芯片,就让其他人来制造,而一些高管则认为,工厂可以解决他们的问题。
总工程师文卡塔-"穆尔西"-伦杜钦塔拉(Venkata "Murthy" Renduchintala)在 2019 年 5 月告诉分析师们,英特尔已经从之前的失误中吸取了教训,其 10 纳米芯片正在按计划生产。他告诉分析师,英特尔下一代 7 纳米 CPU 将于 2021 年开始生产。
但事实并非如此。英特尔公司表示,下一代 CPU 的生产现在比最初计划晚了一年,这将使产品上市时间推迟六个月。英特尔调整了技术团队,并宣布 Renduchintala 先生离职。他拒绝对此发表评论。英特尔拒绝对他的离职发表评论,并援引了当时的一份声明,称他是在旨在提高公司芯片技术执行力的管理层调整中离职的。
斯旺先生在七月的电话会议上告诉分析师们:"我们将非常务实地考虑是在内部生产,还是在外部生产。
斯万先生说,公司的新方针是按计划生产市场领先的芯片。英特尔的工厂将是首选的生产基地,但如果需要,也可以外包生产。斯万先生表示,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量投资。
作为增加外包的一部分,英特尔正在对一些芯片采用所谓的 "分解 "工艺--一种让英特尔在不同的地方使用不同的生产工艺制造单个芯片的工艺。英特尔可能先在一家内部工厂生产芯片,然后将其转移到另一家工厂,也可能先在一家英特尔工厂生产芯片,然后将其运往一家外部制造商,添加英特尔不擅长生产的元素。该公司表示,它正在开始这种混合制造,但仅限于包括即将推出的图形处理器在内的芯片。
"英特尔公司的申诺伊先生说:"当你采用这种分解设计或模块化设计方法时,我们可以将芯片的各个部分组合起来,选择不同的代工厂。
斯万先生在 10 月份的分析师电话会议上表示,英特尔将在明年初决定如何处理 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 月份的一次虚拟演示中说,如果英特尔早一点采用新的设计方法,就不会在 10 纳米芯片上出现问题。他当月对《华尔街日报》说,现在要等到 2022 年底或 2023 年,英特尔的设计灵活性才能广泛应用于各种芯片。
英特尔前工程师弗朗索瓦-皮德诺埃尔(François Piednoël)说,外包存在风险,因为它涉及芯片设计流程的改变,会牺牲性能。身为英特尔股东的皮德诺埃尔先生正在推动英特尔董事会增加芯片设计方面的专业人才。英特尔董事会中只有一名半导体专家,不过其中也有一些人的现任或前任雇主是主要的半导体消费者。
8 月和 9 月,Piednoël 先生在 YouTube 上发布视频,对英特尔的芯片设计选择提出质疑,并批评英特尔的企业文化。
英特尔公司的申诺伊先生说,英特尔仍然认为拥有芯片工厂是比必须依赖其他工厂的竞争对手更有优势的地方。他说:"在美国拥有先进的技术制造厂,""这是一个超级重要的竞争优势,我们并没有失去这个优势。"