CEO被辞退 英特尔濒临“奔溃”？

来源  /   semianalysis;荣格电子芯片编译

 

Part 1

x86和产品部门没有护城河

 

英特尔的辉煌时期是他们拥有卓越的制程技术以及x86优势的时候。x86的优势也是双重的：英特尔在x86方面有优势，x86在计算领域有优势。如今，这两种优势都不复存在。

 

在智能手机时代之前，x86是通用CPU内的主导指令集。几乎每台个人电脑（PC）和服务器都必定会有基于x86的CPU，因为软件编写时是与x86指令集兼容的。这些基于x86的CPU大多是英特尔的CPU。虽然AMD也拥有设计基于x86的CPU的知识产权，但在很长时间里AMD受限于自己的晶圆厂（现已剥离为格芯（Global Foundries）），其制程技术不如英特尔，从而缺乏竞争力。具有讽刺意味的是，这正是英特尔如今的处境。英特尔在晶圆厂方面的失败以及台积电（TSMC）的不断进取使得AMD能够利用其更优越的架构和制程技术进行反击。

 

 

在没有操作系统和软件支持的情况下，基于不同架构的CPU几乎没有机会（除非发生平台转移）。这种平台转移恰恰发生在智能手机时代。智能手机模式意味着以iOS和安卓（Android）形式出现的新软件生态系统的兴起，有了新的应用程序集，这意味着x86在个人计算领域的传统优势并没有延伸到智能手机领域。

 

虽然英特尔确实尝试涉足智能手机应用处理器（AP），但起步较晚、三心二意，而且采用了个人电脑思维的错误策略。他们不知道如何在自己的摇钱树之外进行创新。至关重要的是，由于电池限制（对个人电脑来说这不是什么大问题），能效对于智能手机来说要关键得多，而这正是英特尔输给基于ARM的智能手机片上系统（SoC）的地方。

 

可以说这并非灾难性的，因为英特尔只是错失了一个新的市场机会，而非失去其在个人电脑领域的据点，但智能手机的兴起加速了客户端CPU市场的成熟。智能手机的便利性、普遍性和功能性意味着消费者更多的时间花在智能手机上，智能手机达到或超过了许多个人电脑的功能。当然，这对客户端个人电脑市场造成了冲击，许多消费者个人计算的主要方式变成了智能手机，而非专用的个人电脑。

 

 

Part 2

即使对于x86客户端CPU来说，竞争也即将来临

 

这使得Windows和英特尔的相关性开始下降，被苹果和Arm时代所取代。这种合作关系已经侵蚀了英特尔产品部门的核心业务：苹果将其A系列iPhone片上系统（SoC）设计应用处理器（AP）的知识和经验加以利用，并在2020年将其转化为用于其笔记本电脑和台式机的非常成功的基于Arm的M系列SoC。在屈从于x86对IBM PowerPC的主导地位15年后，苹果结束了与英特尔的合作关系。

 

这种转变只有通过巨大的努力将为x86编写的软件移植到Arm上才得以实现。关键在于Rosetta 2模拟器，它在安装时重新编译应用程序以使其能够在苹果芯片上运行，从而实现无缝过渡。苹果M1凭借英特尔未提供的各种加速引擎实现了显著的性能提升，同时电池续航时间也大幅增加。它大获成功。对苹果来说，这意味着更高的性能和更好的利润。虽然英特尔的新Lunar Lake在加速和电池续航竞争方面迎头赶上，但为时已晚；木已成舟。此外，由于使用台积电的前沿制程技术，英特尔的成本结构缺乏竞争力。

 

x86软件的锁定正在被打破。这激励了其他芯片制造商利用基于Arm（付费开放）的指令集架构（ISA）来冲击成熟但利润丰厚的客户端CPU市场。甚至曾经的Wintel联盟中的微软也通过推出适用于Arm的Windows做出回应，从而完善了非 - x86生态系统。

 

高通在2024年发布了用于Windows PC的骁龙X系列，而且还会有更多参与者。英伟达和联发科都在独立研发用于Arm客户端PC的芯片；稍后会详细介绍这些芯片。尽管AMD是x86生态系统的受益者，但它也看清了形势，并且正在为微软开发一款基于Arm的半定制CPU。

 

是的，用于PC的Arm仍然有许多问题需要解决，所以高通的骁龙X尚未占据太多市场份额。重要的是，堤坝已经决口，洪水即将汹涌而至。用于PC的Arm将会兴起，因为现在生态系统中有足够多的重要参与者（微软、Arm、高通、英伟达、联发科）想要并且决心让用于PC的Arm成为现实。

 

综上所述，英特尔在客户端CPU领域护城河的丧失：曾经的单极市场如今有五个重量级竞争对手（英特尔、AMD、英伟达、高通、苹果）。x86在移动PC领域的护城河非常脆弱。

 

 

Part 3

数据中心永久性地向超大规模数据中心、人工智能和加速计算流失总体可触达市场（TAM）

 

虽然由于智能手机的出现，客户端PC市场增长放缓，但x86 CPU在服务器CPU和数据中心工作负载方面仍在增长。英特尔依靠其数据中心产品部门实现增长，尤其是来自超大规模数据中心和云服务客户的增长。但服务器x86的情况与客户端x86类似，所有主要客户都转向了Arm。战线已经被突破，亚马逊网络服务（AWS）基于Arm的CPU服务器Graviton系列是先驱。

 

来自AWS Re:Invent的一个惊人数据点体现了Graviton的成功：

 

“在过去两年中，我们数据中心中超过50%的CPU容量都来自AWS Graviton。想想看，Graviton处理器的数量比其他所有类型处理器的总和还要多。”

 

——戴夫·布朗（Dave Brown），亚马逊网络服务（AWS）EC2计算与网络负责人

 

其他超大规模数据中心运营商也注意到了这一点并纷纷效仿：谷歌有Axion，微软有Cobalt，阿里巴巴有倚天（Yitian），Meta也在开发基于Arm的CPU。Arm通过其定制硅片服务（CSS）使客户能够极其轻松地设计定制芯片。

 

与此同时，Arm正在夺取CPU市场份额，加速工作负载正在从通用CPU那里夺取份额。生成式人工智能（Gen AI）需要有史以来最大规模的计算基础设施建设，以GPU和其他人工智能加速器为核心。即使x86在这次建设中的少量参与份额也在不断减少。英伟达最抢手的下一代Blackwell产品系列中的GB200，使用英伟达的Grace CPU（基于Arm）为GPU提供数据。而这一代最常见的人工智能服务器配置——Hopper HGX使用的是x86至强（Xeon）CPU。英特尔的Gaudi 3、Falcon Shores等在与AMD的路线图竞争中都缺乏竞争力，更不用说与英伟达竞争了。

 

而且不仅仅是人工智能。其他工作负载也在被加速。像AWS Nitro、谷歌Argos视觉处理单元（VPU）和Meta MSVP等芯片的设计初衷都是为了在大型、专门的工作负载中部署具有成本效益的芯片，这些工作负载是通用CPU未优化的。它们就像英伟达的加速计算策略一样，减少了x86 CPU的总体可触达市场（TAM）。

 

与客户端PC一样，数据中心中的x86正在多方流失份额：Arm和加速计算。没有什么办法可以阻止这种情况，即使英特尔的新产品也无法解决这个问题。我们将进一步讨论英特尔的数据中心路线图如何在2026年甚至都完全缺乏竞争力，除非其晶圆厂能带来巨大的成本优势。

 

不，x86不会一夜之间消失。它仍然是一个庞大的市场，并且可能是一个摇钱树业务。但只有解雇大量员工，长期抑制创新，才可能维持这种摇钱树的地位。即便如此，AMD和众多Arm参与者可能会比英特尔董事会预想的更快抢占市场份额。董事会的“专注产品”战略听起来像是一条死胡同。

 

 

Part 4

如果没有晶圆厂，英特尔产品就没有竞争力

 

然而，问题在于，没有英特尔昔日的制造实力，英特尔的x86架构与AMD相比不再具有竞争力，更不用说与基于Arm架构的产品了。英特尔可以咬紧牙关，承受将制造外包给台积电所带来的毛利率冲击。这使得它与AMD站在了同一起跑线上，但并没有解决英特尔无法在设计上超越AMD的问题。

 

这就是为什么像Lunar Lake这样主要外包给台积电的产品无法量产的原因。它们的毛利率只有百分之十几。董事会不明白这一点，因为他们不了解半导体制造。英特尔客户端CPU部门仍然大量出货由英特尔自家晶圆厂生产的Raptor Lake单芯片处理器是有原因的。如果不这样做，英特尔亏损的速度会更快。

 

几十年来，英特尔产品部门一直得益于独家拥有先进的制程工艺，这掩盖了其微架构中的任何缺陷。结果是，与同行业的佼佼者（AMD、英伟达和高通）相比，英特尔如今的产品使用的硅片面积是它们的两倍。这听起来可不像是一家领先的设计公司，英特尔的产品部门不应成为关注焦点。这仅仅是英特尔在逻辑制造技术方面的领先地位以及x86指令集架构在通用CPU领域占据主导地位的遗留产物。如今这已经不再重要了。

 

英特尔晶圆厂是公司最重要的部分，必须挽救。

 

 

Part 5

英特尔晶圆厂是英特尔最重要的部分

 

英特尔晶圆厂是英特尔的未来。它对美国和西半球具有巨大的战略价值。尖端半导体对消费、工业和军事应用至关重要，但西方没有大规模生产的能力。

 

台积电是唯一的大规模制造商，台湾当局已经明确表示不会允许最新制程的海外生产。亚利桑那州项目在5纳米和3纳米制程上的产能不到台湾地区的五分之一。此外，台积电亚利桑那州工厂很快将比最先进制程落后两个制程节点。要实现任何程度的国家安全都需要更多的供应，而且在危机时刻这也无法得到保证。

 

唯一有一丝可能填补这一缺口的实体就是英特尔晶圆厂。英特尔率先将许多制造技术推向市场，如高k金属栅极、鳍式场效应晶体管（FinFET）等。他们在极紫外光刻（EUV）技术上输给了台积电，但根据他们目前的路线图，他们将先于台积电推出环绕栅极（Gate - All - Around）、背面供电（Backside Power Delivery）、高数值孔径极紫外光刻（High NA EUV）和定向自组装（DSA）技术。

 

如果明年（假设）18A制程能够实现大规模量产，它很可能是除台积电之外最好的制程，并且14A制程有很大机会在2027年左右击败台积电的最新制程。需要明确的是，英特尔遇到了一些挑战，包括18A制程的1.0版工艺设计套件（PDK）延迟，以及博通泄露的1.0版之前的PDK存在良率问题，但他们将先于台积电推出环绕栅极晶体管和背面供电技术。与英特尔陷入困境的产品部门不同，英特尔代工服务（IFS）是具有竞争优势的业务。当然，这取决于英特尔晶圆厂能否存活那么久。

 

英特尔晶圆厂将需要帮助。英特尔可能会被拆分出售；董事会已经表明产品是优先考虑的，而晶圆厂最有力的支持者刚刚被扫地出门。该业务是资本支出的黑洞：我们估计，即使大幅削减产能建设，英特尔晶圆厂在未来3年仅晶圆制造设备就需要365亿美元。晶圆厂厂房和其他费用还将增加150 - 200亿美元以上。由于产品部门的失败，即使有《芯片法案》的补贴，英特尔也没有现金流来支持这一支出。

 

然而，失去获取尖端芯片的机会，其代价将高出一个数量级。据美国国家经济委员会主任称，2021年的芯片短缺使当年美国国内生产总值（GDP）损失了1%——约2400亿美元。那是持续数月的供应中断，主要是成熟芯片。从零开始恢复先进逻辑制造能力将需要数十年时间。如果说2021年的短缺是10英尺高的浪潮，那么先进逻辑供应归零将是100英尺高的海啸。

 

除了成本风险，还有国家安全方面的迫切需求。

 

那么英特尔晶圆厂如何才能生存下来呢？最低限度可存活的产品是作为台积电前沿制程的第二供应商，拥有来自多个顶级超大规模数据中心运营商和无晶圆厂设计公司的大量产品订单。客户希望像国家安全部门一样降低台积电/中国台湾地区相关风险。

 

目前，与英特尔晶圆厂进行第二供应商合作意味着用地缘政治风险来换取性能和成本。18A制程生态系统还不成熟——其工艺设计套件不如台积电的好，经过硅验证的知识产权库规模小，电子设计自动化（EDA）支持也不强（目前，EDA公司支持台积电将比支持英特尔晶圆厂获得更高的回报）。

 

总体而言，将设计移植到英特尔18A制程的成本即使不高于新设计在台积电N2制程的成本，也与之接近。市场已经表明态度：这样做成本太高且风险太大。否则，我们就会看到无晶圆厂公司将其旗舰产品进行第二供应商采购了。

 

英特尔晶圆厂应重点关注：1）具有竞争力的制程技术；2）使从台积电转换设计尽可能便宜和容易。前者正在按计划进行，但后者目前还不明确。从英特尔母公司分离出来将减少干扰并提高专注度。基于国家安全的政府支持是必要的。

 

参考来源：

https://semianalysis.com/2024/12/09/intel-on-the-brink-of-death/

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