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近日，全球芯片巨头英特尔在新一季财报中披露，其原定于 2020 年底推出的 7nm CPU 芯片，将推迟 6 个月，而解决量产的良率问题将滞后 12 个月，同时计划将部分高端芯片制造业务外包出去。
这一消息震惊了华尔街，直接导致英特尔当日市值暴跌 415 亿美元。彭博社对此发表评论称：“英特尔芯片自主制造是过去成功关键，一旦外包，将把龙头地位让给台积电，结束英特尔乃至美国称霸半导体产业的时代。”
据悉，就在英特尔财报宣布后没几天，英特尔首席工程师 Murthy Renduchintala 离职，为 7nm 制程进展不顺负责，更增添了一丝悲壮的意味。
相比之下，英特尔的“对手们”表现实在亮眼：AMD 基于 7nm 架构的 Ryzeen 4000 芯片早已上市，台积电更是宣布其 3nm 制程将在 2021 年风险量产，2022 年下半年量产，中国大陆的中芯国际到 2020 年底也能量产接近 7nm 的N+1 工艺，根据高盛预测，中芯国际将在 2022 年升级到 7nm 工艺。
众所周知，英特尔曾是芯片界无可争议的巨无霸，如今在芯片制造核心工艺上彻底失去了优势，缘由何在？
10nm 制程“难产”五年，英特尔被挤下王座
过去几十年中，英特尔一手包揽芯片研发、设计、制造、封测各个环节，在 X86 架构 PC 时代取得巨大成功，由此稳坐 PC 芯片制造领域的头把交椅。
然而，随着智能手机的普及，移动端处理器开始抢占 PC 端处理器市场份额。彼时，苹果、高通、联发科纷纷抛弃了英特尔的 X86 架构，转向了价格低廉、性能更为稳定的 ARM 架构。意识到危机的英特尔，推出了 Atom 低功耗 X86 处理器产品线，但完全被 ARM 压制，不得不黯然离开移动处理器市场。
进军移动市场失败，英特尔重新将资源集中到 PC 芯片领域。2007 年，英特尔推出了“Tick-Tock”战略，每两年为一个周期，Tick 年升级工艺，Tock 年升级处理器架构，按照这一节奏，英特尔大约每 24 个月可以让晶体管数量翻一番。
到 2014 年，英特尔率先实现 14nm 制程量产，然而此时“Tick-Tock”战略逐渐失效了。之后的 5 年里，英特尔像挤牙膏一样不断优化 14nm 制程，先后推出第六代 Sky Lake、第七代 Kaby Lake、第八代 Kaby Lake-R/Coffee Lake/Whiskey Lake，及第九代 Coffee Lake-R 酷睿处理器。
英特尔何尝不想摆脱“牙膏厂”的名号，但迟迟无法突破更为先进的 10nm 制程技术瓶颈，让这家芯片巨头深陷泥潭之中。
那么，英特尔的制程升级之路为何走得如此艰难？
据了解，英特尔在 10nm 制程上，运用后段的 SAQP（自校准四重图形）方法，凭借深厚的技术积淀，硬生生将 DUV 即深紫外线技术推到了 10nm（以往这项技术在 25nm 就停滞不前了），但弊端是良率太低，导致其量产计划一拖再拖。
同时，在导线材料上，英特尔声称将在 10 纳米加工技术的两层超薄布线层中使用“钴”互联，电迁移减少了1/10 至1/5，电阻率是原来使用“铜”材料的一半。改善后的互连线路将有助于半导体行业克服线路问题，进一步缩小晶体管尺寸。
然而，由于钴的延展性和导热性很差，也非常脆弱，且基础成本是“铜”材料的 5 到 6 倍，应用上的难产，导致英特尔在工艺上开始落后于对手。
另外，随着技术进步，EUV 光刻工具成为唯一能够处理 7nm 和更先进工艺的设备，但英特尔在 EUV 工艺的导入上非常保守。
钛媒体注意到，直到 2018 年 12 月，英特尔才对外界改口，将采用 EVU 技术来生产 7nm 芯片，而彼时台积电、三星等芯片巨头已花费数年时间研发 EVU 技术，英特尔迎头追赶也需时日，就这样再次错过超车机会。
直到 2019 年，英特尔的 10nm 制程才面世，这比原计划足足晚了 3 年。作为对比，2018 年，台积电就实现 7nm 量产，2020 年实现 5nm 量产，2021 年上半年将进行 3nm 制程试产，2022 年实现 3nm 量产。
值得注意的是，英特尔的制程标准跟台积电有所不同，在 10nm 工艺上的微缩水平达到 2.7 倍（晶体管密度是 14nm 的 2.7 倍），远超业界正常情况下 2 倍密度的水平。而据市调公司 IC Knowledge 公布的数据测算，台积电 10nm 晶体管密度是 14nm 的 1.8 倍，7nm（N7FF）的晶体管密度是 10nm 的 1.8 倍。
以上数据可以看出，台积电的 7nm 晶体管密度略低于英特尔的 10nm 工艺，这也意味着，英特尔的 7nm 比台积电的 7nm 更难完成。
据了解，由于英特尔采用 EUV 双重曝光技术已有提前布局，不再面临 SAQP 四重曝光技术难题，从理论上来讲有望于 2020 年量产 7nm 制程，然而随着量产计划再度搁浅，英特尔在制程上的劣势越发明显。
芯片人才的流失，更为英特尔的未来蒙上一层阴影。
今年 6 月，英特尔宣布芯片总设计师吉姆·凯勒因个人原因辞职，引起了半导体圈的轩然大波。资料显示，吉姆·凯勒在 PC 处理器、移动处理器、AI 芯片处理器方面均有建树，曾效力过 AMD、苹果等多家公司，是 AMD K8 和 Zen 芯片的设计师，也领导苹果开发出 A4 和 A5 芯片，更是特斯拉自动驾驶芯片的打造者，是不折不扣的芯片大师。
吉姆·凯勒，图片来源：网络
一个优秀的芯片人才对半导体公司发展有多重要？
当年张忠谋手下干将梁孟松加盟三星之时，台积电 14nm 已经投产，三星却还在为搞定 20nm 发愁，梁孟松任上，不仅帮助三星完成 14nm 量产，更从台积电手中抢到了苹果 A9 的大订单。此后，梁孟松加盟中芯国际，仅用一年半时间，中芯国际从 28nm 的工艺，直接迈入了 14nm 的芯片工艺。
而此次，英特尔失去的是吉姆·凯勒如此级别的 “硅仙人”，这对于其重新夺回芯片领导地位无疑是致命一击。制程上落人一步，又留不住芯片人才，未来英特尔将何去何从？
转型数据公司扳回一城，制程工艺仍“卡脖子”
在全球 PC 市场逐渐没落的背景下，英特尔也在寻求多元化业务转型，随着 5G、物联网、人工驾驶、人工智能等技术的发展，这家老牌半导体巨头迎来了重大发展机遇。
2016 年，英特尔启动了新一轮转型，数据中心业务及 AI、物联网等新兴业务浮出水面。
据《财经》报道，数据中心业务代表英特尔未来定位的基础业务，主要出售基于服务器的芯片和模组；AI、物联网等新兴业务部门则代表英特尔在新赛道上的新业务，它基于数据中心业务，但又覆盖了数字化应用市场。
2018 年底，英特尔正式对外宣布，从“以晶体管为中心”向“以数据为中心”转型，并提出六大技术支柱，即制程封装、XPU 架构、内存存储、互联、安全和软件，以及布局物联网、自动驾驶等方式支撑自身在智能时代的转型。
为了提升市场竞争力，英特尔先后斥资 300 多亿美元，收购了 FPGA 大厂 Altera，自动驾驶大厂 Mobileye，人工智能芯片初创公司 Nervana 和 Habana Labs，AI 芯片公司 Movidus 等，以推动人工智能、云、物联网、自动驾驶及芯片技术发展。
巨大的技术投入，换来了不菲的回报。
近日英特尔发布的二季度财报显示，以数据为中心的业务营收达到 101.7 亿美元，包括数据中心集团、物联网集团、自动驾驶技术部门 Mobileye、存储业务事业群（NSG）以及可编程解决方案事业群（PSG），其中数据中心集团营收 71 亿美元，同比增长 43%。
虽说业绩亮眼，但在战略转向以数据为中心后，保持先进的制程工艺就成为关键，英特尔的制程技术落后一个身位，一定程度上制约着新业务的开展。
作为英特尔最大竞争对手，AMD 在工艺制程上获得了和英特尔匹敌甚至领先的优势。其中，AMD 基于 7nm 架构的 Ryzen 4000 芯片已上市数月，最新 7nm 桌面版 APU，相关产品线和布局也已充分铺开，未来双方在 CPU 市场竞争或更加激烈。
更糟糕的是，包括谷歌、亚马逊、阿里巴巴在内的科技巨头，也在大力发展 AI 芯片技术，不可避免与英特尔展开厮杀，鹿死谁手还很难预料。
英特尔想要重登巅峰，只能死磕芯片制程技术，回到“Tick-Tock”战略上来，未来三到五年或有望赶上最新制程，如此方可保持在数据业务上的技术优势。
半导体商业模式之争：IDM 退位，Foundry 上位？
英特尔在芯片制程上的“掉队”，也再度掀起业界对半导体商业模式孰优孰劣的争论。
据钛媒体了解，半导体产业有两种商业模式，一种是 IDM（Integrated Device Manufacture，集成器件制造）模式，即从设计、制造、封装测试再到投向消费市场一条龙全包，代表企业为英特尔和三星。
另外一种为垂直分工模式。不建工厂，只做设计，称之为 Fabless，代表企业为 AMD、高通、NVIDIA 及华为海思等；自建工厂，只做代工，称之为 Foundry，台积电、中芯国际等是其中的代表企业。
从整个半导体产业来看，这些商业模式各有利弊，各具价值。
一般来说，IDM 模式的品牌优势更为明显，依靠大厂资源及自身经验，可以将芯片的设计与制造等多个环节进行协同优化，及时完成芯片性能的提升。缺点是大象转身难，一旦工艺出现问题，就会影响一系列产品路线图，英特尔就是典型的反面案例。
Fabless 模式下，企业无需投入巨额资金自建工厂，也能持续推出有竞争力的芯片。以 AMD 为例，其在 2008 年就卖掉了晶圆厂，从重资产转向轻资产。今年 7 月初，其市值首次超越英特尔，被认为是 Fabless 模式里程碑的成就。
不过，有业内人士评论称，与 IDM 模式相比，Fabless 模式无法与工艺协同优化，因此难以完成指标严苛的设计，同时轻资产恐无法撑起高市值。
Foundry 模式的优点是制程迭代速度快、客户更多元化，市场前景向好，缺点是建立一条生产线动辄几亿美金，门槛太高，且需要持续投入维持工艺水平，一旦落后追赶难度较大。目前，台积电可谓将这一模式发扬光大，逾 4000 亿美元的市值，在全球半导体行业中也是首屈一指。
从迭代效率和成本来看，Foundry 模式正成为主流。2009 年，AMD 剥离晶圆厂业务，成立了格罗方德，其在 2018 年纯晶圆代工行业全球市场中高居第二位；2017 年，三星也将晶圆代工业务独立出来，以增强与台积电的竞争力。
如今，英特尔也考虑将部分芯片生产外包出去，有消息称，英特尔已与台积电达成协议，预定了台积电明年 18 万片 6nm 芯片产能。
对于英特尔的这一举动，业界众说纷纭。不少观点称，英特尔将全面拥抱产业协作，宣告了全球 IDM 模式走向终结，也有声音指出，英特尔将需求优先度不高且出现延期的 7nm 交由第三方代工，本就是利益权衡之下的选择，其 14nm 产线仍正常运转，IDM 模式依旧是英特尔未来制胜关键。
IDM 模式究竟行将死亡，还是浴火重生？原中芯国际创始人张汝京给出了更具前瞻性的推断。
在近日由中信建投证券与金沙江资本联合主办的“中国第三代半导体发展机遇交流峰会”上，张汝京发表演讲，称新能源汽车、5G 通信、数据中心等领域都将规模应用第三代半导体，在线宽不是很小、设备不特别贵、芯片设计、资本投资都占优势的情况下，唯有材料突破不易，这正是 IDM 模式的优势。
“中国半导体教父”张汝京，图片来源：网络
他表示：“第三代半导体中碳化硅为例，新能源车中应用较多，特斯拉 Model 3 已开始使用。这些功率模组主要由意法半导体、英飞凌两家供应，而这两家基本上都是 IDM 公司，看起来第三代半导体中较大公司都是 IDM 公司，产业链从头到尾是一家公司负责，做出来效率较高。”
从当前全球形势来看，中国半导体企业更容易受到欧美国家的限制，发展 IDM 模式已势在必行。目前，中国市场 IDM 份额很小，中国台湾地区仅为2%，而中国大陆则小于1%，发展空间相当大。同时，国家集成电路产业基金也在布局 IDM 模式，再加上芯片产业扶持政策（《新时期促进集成电路产业和软件业高质量发展的若干政策》）的利好，或将掀起新一轮的 IDM 产业浪潮。
在这一过程当中，英特尔将会有哪些新的动作，值得业界及市场期待。（本文首发钛媒体 App，作者柳牧宗）