制造|从利剑到羁绊:英特尔自产芯片的策略出了什么问题?( 二 )


英特尔公司的正统理念正是利用了这个定律。如果芯片工程师直接和制造工程师合作,将新的芯片与新的生产设备相匹配,就能创造出更优秀的电路,但如果是和外部制造商合作,就会增加难度。
公司2020年的战略转变让人想起他们曾经遇到的另一场危机。1985年,他们放弃了随机存取存储器(RAM),即一类数据存储芯片的巨大市场。英特尔是这项技术的主要参与者,认为公司需要保持这项业务以保持竞争力。但根据摩尔定律,数据内存芯片越来越便宜,英特尔无法跟上那些庞大的日本竞争对手,日本制造商投入了大量资本,不断升级工厂。芯片已经成为了大宗商品。
英特尔抛弃了内存市场,这在当时被认为是美国正在失去技术优势的象征。相反,这一举措对公司而言则是开创了一个繁荣的时代。他们将资源集中在CPU设计的强项上,因此获得了更高的利润,部分原因也是因为他们设计的电路享有知识产权的保护。
英特尔的芯片与微软公司(Microsoft Corp.)的Windows操作系统相结合,形成了一统天下多年的“Wintel”双头垄断,两家公司因此所占据的优势,也让他们成为美国联邦反垄断监管机构的目标。
在21世纪,随着新兴互联网巨头公司的出现,英特尔失去了一些硅谷公司的光彩,但它仍然是市场上一股强大的力量,提供驱动新兴巨头产品的处理器。英特尔的芯片支持着世界上大多数个人电脑,几乎所有数据中心的服务器计算机中都有英特尔的芯片,这些数据中心负责处理公司的数据,微软、Alphabet Inc.的谷歌和亚马逊公司(Amazon.com)在云计算业务中也使用英特尔的芯片。
公司目前有10个主要生产基地,其中四个在美国。
竞争对手策略
其他芯片制造商也在经历与制造环节的剥离。英特尔在处理器市场上的长期竞争对手超威半导体公司(Advanced Micro Devices Inc.,简称AMD)十多年前就摆脱了制造工厂。专攻图形处理芯片多英伟达(Nvidia Corp.)一直以来都依赖外部制造商,今年他们超过了英特尔,成为美国市值最大的芯片公司。
这种转变不乏一些优势:芯片公司不必为工厂投入资本,也不必担心自己的工厂在需求减弱时面临产能过剩的问题。业界所谓的全球芯片生产“生态系统”倾向于标准化的设计和制造方法,在这套生态系统当中,当合约制造商出现问题的时候,那些为代工生产而设计的芯片往往更容易转移到另外的制造商手中。
据英特尔公司称,当譬如汽车芯片这类的新产品需求超过英特尔的产能时,英特尔的确会将一些制造工作外包出去,这部分总计约占其目前产能的20%。公司还经常让他们收购的芯片制造商继续使用外部制造商。
但他们坚持自己制造CPU。据英特尔现任和前任员工透露,公司的工程和管理文化弥漫着一种信心,认为他们能够克服在制造上紧跟摩尔定律所带来的挑战。
到2018年,竞争压力越来越大。在台湾积体电路制造公司(Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., 简称台积电)和韩国三星公司(Samsung Electronics Co.)等芯片巨头的工厂里,一平方毫米的硅芯片上所能容纳的晶体管数量已经赶上了英特尔。他们根据合同为包括AMD和英伟达在内的一些英特尔竞争对手生产芯片,因此这些工厂和英特尔的工厂产生了实质意义上的竞争。
英特尔试图通过发明新型晶体管来应对这一局面,新晶体管在尺寸不变小的情况下性能提升。英特尔还并发明了新的方法将芯片组合在一起,使其具性能优势。
现代芯片工厂的建造成本动辄要花费数百亿美元,所使用的机器要能够印制只有几个原子宽度的电路。芯片行业不断向更小尺寸的电路迈进,不断将生产转移到那些有能力产出这种电路的新工厂设备。到2015年,可以生产出的最先进的芯片晶体管为14纳米(这种衡量方法泛指晶体管尺寸,大约相当于普通人头发宽度的万分之一)。
2018年,行业转向尺寸更小的10纳米芯片进发。英特尔当时的首席执行官布莱恩·科再奇(Brian Krzanich)押注公司可以用这一代产品达成空前的目标:在同样空间里填充2.7倍数量的晶体管。通常来说,晶体管密度每提高一倍,行业就会向前迈进一步,他设想如果成功的话,就可以使英特尔保持领先地位。
而科再奇2018年在面对分析师和股东时的这一说法,最后被证明是过于激进了。 他说,为了到达那个目标,工程师们在开发过程中选择承担了极高的风险,最终导致的问题难以解决。