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英特尔和高通:这对“奇怪”的组合无法解决美国芯片制造的困境

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这是 1980 年代后期的事情。这个性别歧视言论需要更新,但他更广泛的观点在 2024 年突然变得非常重要。

晶圆厂是生产半导体的工厂。这些巨型设施需要数十亿美元和数年的时间才能建成。它们的高效运行难度极大。

几十年来,英特尔一直是这一领域的佼佼者。然而,在 2018 年左右,由于一系列失误,英特尔的领先地位开始崩盘。来自台湾的后起之秀台积电稳步发展,现在毫无疑问是全球最好的芯片制造商。

彭博社资深芯片记者伊恩·金 (Ian King) 于 2018 年底撰文报道了此事。自那以后,英特尔股价一路走低,而台积电则一路飙升。英特尔目前的市值不到 1000 亿美元。根据这一衡量标准,它甚至没有进入前 150 家公司。台积电目前的市值接近 1 万亿美元,跻身前 10 名。

为什么各国现在必须建晶圆厂

这对英特尔来说是一次令人震惊的失宠,对美国来说是一个巨大的战略和地缘政治问题。

如果你想要最好的芯片,你必须去台湾制造。或者去韩国,三星在韩国建立了一个令人印象深刻的代工业务,为其他公司制造半导体。

我们今天想到的许多著名的美国“芯片制造商” 实际上不生产芯片。Nvidia、高通、AMD 和其他所有公司设计芯片,然后通常让台积电制造。苹果和其他许多大型科技巨头也让台积电自行设计芯片。

再说了,实际上大规模生产这些复杂的产品,并且没有任何微小的瑕疵,是极其困难的。

如果中国入侵台湾,或者以某种方式对这个岛国施加更多控制,这对美国和欧洲来说都是一场灾难。一段时间内,iPhone 不再运行。Nvidia 不得不另寻他处来制造 GPU。AI 进展可能会停滞。

这就是为什么如今“真正的国家都有晶圆厂”是一个更好的口号。芯片驱动着现代经济。如果你必须将这些组件运往海外,那么你就很脆弱。

高通无法扭转英特尔令人担忧的颓势

这也是为什么英特尔的衰落如此令人担忧的原因。它是唯一一家知道如何大规模生产强大芯片的美国公司。(Globalfoundries 也生产半导体,但不是尖端产品)。

《华尔街日报》周五报道称,高通最近与英特尔就交易事宜进行了接洽。此前,路透社两周前报道称,高通正考虑收购英特尔的部分股权。

即使达成交易,也无法解决美国的芯片制造问题。一位分析师称潜在的合作“很奇怪”。

高通可能对英特尔的制造业务不感兴趣。据路透社报道,它对部分芯片设计业务很感兴趣。

英特尔有两大主要业务。其一是设计用于个人电脑、数据中心服务器和其他用途的半导体。另一部分是制造这些设计。

几十年来,英特尔的设计和制造业务一直紧密结合。这种模式多年来一直行之有效。该公司可以按照内部芯片设计师的确切规格来建立工厂。

随后,世界开始转向由台积电率先采用的另一种方法。与其自己设计和制造芯片,为什么不直接运营晶圆厂并为其他公司制造芯片呢?

20 世纪 80 年代末,当台积电刚刚起步时,这个想法曾被人嘲笑。(因此 AMD 的桑德斯发表了关于真正的男人拥有晶圆厂的性别歧视言论。)

但在英特尔的错误和现代技术进步的帮助下,台积电的方法逐渐流行起来。

最大的一次失败发生在 iPhone 刚面世时,当时英特尔错过了为这款革命性设备制造芯片的机会。苹果最终选择了台积电。高通也是一家大型智能手机芯片设计公司,它让台积电制造了大部分这些部件。包括 AMD 在内的其他芯片设计公司也开始转向台积电。

这让台积电获得了巨大的、多样化的制造能力,从而学会了如何比其他公司制造出更好的芯片。伊恩·金 (Ian King) 2018 年的文章很好地描述了这种良性反馈循环:

芯片上有数十亿个晶体管,其中一小部分微型开关出现问题就会导致整个组件报废。生产周期长达六个月,涉及数百个步骤,需要对细节保持高度关注。每次出现错误时,工厂操作员都有机会进行调整并尝试新方法。如果更改有效,则保留该信息以应对下一个挑战。生产次数越多越好。而台积电目前拥有最多的生产次数。

当台积电从各种各样的大客户身上学习时,英特尔的制造业务却只局限于一个客户:它自己。

随着智能手机芯片成为市场最大的热门,英特尔在制造竞争中没有足够的产量来与台积电抗衡。人工智能使这种情况更加糟糕。Nvidia 在这方面遥遥领先,而台积电则负责生产其 GPU。

顽固的制造业瘴气

消除英特尔周围的制造业阴霾将是一项昂贵、危险且复杂的任务。

英特尔甚至已经开始向台积电支付费用来生产部分芯片。从这个起点来看,还有很长的路要走。

这家美国公司最近迈出了重要一步,将代工业务与芯片设计业务分离开来。这让外部客户更容易信任英特尔为其生产芯片,而不会与其竞争。

接下来的挑战是最大的: 再次真正擅长制造芯片

英特尔的代工业务在获得几家大客户之前,无法真正挑战台积电。同样,要想在芯片制造方面有所建树,你需要大量、多样化的量,这样你才能发现缺陷、修复流程,并将这些知识反馈到你的工厂。

这是一个先有鸡还是先有蛋的问题。如果没有大批量生产,外部客户就会对英特尔代工他们宝贵的芯片设计心存疑虑。但是没有客户,英特尔就无法进步。

大家都喜欢雷蒙多吗?

打破这一僵局的一个办法是让美国政府劝说其他公司使用英特尔的晶圆厂。据 CNBC 报道,这正是目前正在发生的事情。

据CNBC报道,美国商务部长吉娜·雷蒙多一直在敦促英伟达、苹果等公司的股东认识到在美国拥有一家能够生产AI芯片的代工厂所带来的经济效益。

大约 4 天后,英特尔宣布与亚马逊网络服务公司合作,生产 AI 芯片。消息一出,英特尔股价应声大涨,因为 AWS 是最大的云服务提供商,它设计了大量芯片供其庞大的数据中心使用。这正是英特尔所需要的数量。

18A 希望

在技​​术方面,英特尔有一个名为 18A 的新工艺节点。这是一套芯片设计规则和配套的制造系统。如果未来几年一切顺利,这可能会让英特尔再次与台积电的领先节点更具竞争力。

AWS 合作伙伴关系基于这项 18A 技术,微软今年早些时候表示也将基于该工艺节点生产内部芯片。

英特尔的代工业务需要更多这样的客户。而 18A 技术必须运行良好才能实现这一目标。

伯恩斯坦芯片分析师斯泰西·拉斯冈 (Stacy Rasgon) 在最近给投资者的一份报告中写道:“18A 最好能有出色的表现,因为他们把赌注押在了它的成功上。”

分裂能起作用吗?

与此同时,高通不太可能想要收购英特尔的这一部分业务。

这引发了英特尔被拆分的担忧,近几个月来一直有传言称英特尔将被拆分。路透社称,高通对部分芯片设计业务感兴趣,而《华尔街日报》周五报道称,高通可能会将英特尔的部分业务出售给其他买家。

作为一家独立公司,将英特尔的代工业务从设计部分分离出来后会如何表现?

这里的问题还是在于产量。目前,英特尔的代工业务需要从公司自己的芯片设计中获得制造量。如果没有这个,它就没有什么制造经验可以借鉴。

“我们现在还不知道如何才能真正做到这一点,”拉斯贡在 9 月初的一份报告中写道。“由于亏损严重且缺乏规模,制造部门目前无法独立生存。”

他补充道:“只有在吸引到大量第三方业务时,分拆才有意义,但这似乎还需要几年时间(如果有的话)。”