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Intel为展讯代工 国产CPU任重道远?

2017-03-07
关键词: Intel CPU

日前,展讯通信在2017世界移动通信大会上,发布了基于英特尔先进的14纳米制程工艺,内置2.0GHz高性能的英特尔架构处理器,支持5模CAT  7通讯、超高清视频播放、高分辨率屏幕显示及高达2600万像素摄像头。

这款芯片最大的亮点在于是由全球掌握最先进制造技术的Intel为这款芯片代工,而且是采用的是Intel目前最好的14nm制造工艺。可以说,展讯SC9861G-IA开了Intel为中国IC设计公司代工芯片的先河。那么缘何Intel愿意为中国芯代工,这是否意味着国产CPU崛起有望?

Intel有最好的制造工艺

Intel从过去鲜有为其他厂商代工芯片,一直以来,虽然台积电在芯片代工领域的市场份额独占鳌头,但在芯片制造工艺上,Intel始终掌握了最先进的技术。举例来说,虽然同样是14nm制造工艺,三星的14nm制造工艺就和Intel的14nm制造工艺有不小的差距。据业内人士表示,由于存在指标注水的情况,三星的14nm制造工艺与Intel的20nm制造工艺相当。

虽然台积电的16nm制造工艺也存在注水的情况,但水分要比Intel的小,而这也是三星代工的14nm制造工艺的苹果A9处理器不如台积电的16nm制造工艺的原因。然而,Intel即便有最好的制造工艺,但其的代工业务规模很小,前Intel发言人Jon  Carvill也曾表示:Intel的目前的重点是设计自己的产品,而非竞争对手。

Intel曾经独霸天下

如今Intel一反常态开始帮助展讯代工芯片,其中的原因既和Intel的发展经历有关,也是芯片行业垄断化竞争的结果。一直以来,Intel在半导体制程工艺上都具有较大优势。这也为Intel在PC市场与AMD的竞争中带来基础。在奔腾四追求畸形的高频低能时代,Intel主要竞争对手是AMD,竞争核心是纯粹的CPU性能。

在吃够了奔四的亏以后,Intel洗心革面在当年设计极为出色的P6架构(比如奔III的图拉丁核心)基础上衍生出了迅驰以及酷睿等成功产品,不仅在CPU性能上压倒性超越AMD,并且逐渐整合了北桥,南桥,集成显示核心等。

这个过程中,一系列第三方接口芯片商,显示核心商彻底失去了市场,一台最简化的电脑可以只剩下Intel的CPU+集成电源管理芯片(如AXP系列)+无线芯片+RAM+存储(SSD/eMMC)+音频/触摸/显示控制等少数几块芯片。

但就在Intel独霸电脑芯片,以为即将大功告成的时候,ARM的异军突起带来颠覆性时代。ARM虽然只是一个只授权不生产的企业,但是和Intel的竞争却是Intel+CISC架构+Wintel联盟+桌面/笔记本电脑  与 ARM+RISC架构+Linux衍生系统+智能手机/平板(移动设备)之间的较量。

放弃ARM业务棋差一招

Intel很失败的一步,就是自己主动放弃ARM业务(XScale),给了ARM阵营难得的爆发期。ARM7是ARM有今天的第一功臣,完整的指令集,小巧的架构,即使没有MMC单元,也能配合uClinux搭建极为精简的嵌入式系统,开发难度和门槛都极低,再加上半导体工艺,功耗,液晶显示,存储技术恰逢其时,伴随着各种移动设备,ARM7如同当年经典的8051一样全面开花,在极短时间内就培养出庞大的生态圈。可以说,当Intel好不容易怼过AMD,却发现整个CPU领域陷入了ARM洪水。

移动设备的涵盖面,包含并远远超过电脑的范围,原本和电脑不太搭边的移动通信技术,高精度成像技术,各种运动/姿态/定位传感器技术等,高精度显示和触摸,电磁笔等都成了标准技术涵盖面之内,而这些技术的链接核心是移动设备(手机)而不是电脑,Intel在电脑领域打下来的优势,反而成了挥之不去的劣势。因此Intel从电脑时代独霸的角色,成了移动设备时代必需与人合作的角色。

面对ARM冲击不得不与中国公司合作

在此情形下,合作是大势所趋,问题在于,IC领域经历过混战幸存到现在的企业,基本上都是Intel的直接竞争对手。电子行业,半导体行业有庞大的世界级代工企业,就是这种竞争下的产物,代工企业单纯代工,不做自有品牌,不构成直接竞争,这样才能有占据市场份额,比如台积电。

英特尔CEO科再奇(右)和紫光集团董事长兼总裁赵伟国

但作为强悍的IDM厂商的Intel  显然不是单纯的代工厂,这就是Intel难以给第三方代工的重要因素。而展讯却是少有的和Intel互补远远多于竞争的企业,所以才有合作的基础。因此2014年Intel投资15亿美元给紫光旗下的展讯和瑞迪科,并授权其使用x86架构处理器,于是Intel为展讯代工也就水到渠成了。

中国IC设计公司流片渠道脆弱

对于国内自主设计的CPU,台积电是有限制的,自主设计的CPU都只能找代理去流片。加上中芯国际很多设备采购自国外签了一大堆限制性条款,龙芯在境内代工的芯片对其代工厂也只能模糊的说是境内代工。

这很大程度上限制了国内自主设计CPU公司的成长和发展。虽然中资收购了法国Soitec公司部分股份后,Soitec公司承诺中方的IC设计厂商能够通过格罗方德和三星的代工厂来获得使用FD-SOI技术,同时Soitec公司还承诺如果未来中国大规模采用了这个技术,需要多少晶圆都可以提供。

也就是说,中方的IC设计厂商能够使用能够通过格罗方德和三星的代工厂来获得使用FD-SOI技术——中国CPU可以找格罗方德和三星来代工,但这毕竟还是一个画饼,而且格罗方德和三星也开始转向FINFET技术,FD-SOI技术也存在成本偏高的问题。 

而最近小米发表的澎湃S1也采用Hpc+工艺流片,那这很可能是台积电的工艺,由台积电代工。而非过去猜测的中芯国际。因此,Intel为中国芯代工,这是不仅可以使国内IC设计公司获得最好的制造工艺,也能扩宽国内IC设计公司的流片渠道。 

国产CPU何时崛起

目前,手机芯片基本被ARM垄断,PC和服务器基本被Intel垄断,这其中不仅仅是Intel和ARM芯片性功功耗优异的因素,还有其成功的商业模式,以及国外企业从半导体原材料、半导体设备、IC设计、晶圆代工、封装测试整条产业链的巨大优势。 

光刻机

目前,在半导体设备上,国内的高端光刻机完全依赖进口,只有部分封装设备和刻蚀机可以自己生产。在原材料上很多也是依赖国外企业,像用于制造CPU的晶圆,5大厂中没有一家是境内公司,很大程度上也是依赖进口。在IC设计上,国内自主设计的龙芯、申威更多用于超算、安全、装备、网安以及一些嵌入式应用,在市场上的手机、PC、服务器上非常罕见,国内大多数IC设计公司都是购买ARM的CPU授权,或者购买IBM、AMD、VIA的技术授权。

申威26010,用于神威太湖之光

在晶圆代工上,中芯国际去年才掌握28nm  hkmg工艺,而且良率还存在一定问题,而台积电的16nm已经量产快2年了,技术差了2代,和Intel比的话差距更大。唯独在封装测试上,境内企业和境外企业的差距较小,估计到2020年基本可以追平境外企业的技术水平。

因此,中国芯要想崛起,国产CPU要想进入千家万户,不是像从事自主CPU设计的龙芯、申威,从事CPU代工的中芯国际,从事封装测试的长电科技,从事半导体设备制造的中微半导体、上海微电子等几家企业能够实现的。必须有赖于整个产业链的发力。

总而言之,国产CPU要想赶超Intel依旧任重道远。