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英特尔前高管发文:英特尔是如何失去行业主导地位的?

2020-08-07
来源:芯路芯语
关键词: 英特尔 台积电 7纳米

  上周,英特尔公布了其第二季度的财报,轻松超出了分析师的一致预期。然而,在与管理层的财报电话会议后,股价就暴跌了超过16%。有7位分析师将该股下调至卖出,而所有下调的共同主题是,他们的7纳米工艺又被推迟了,这意味着英特尔在工艺技术上已经落后了,并且远远落后于台积电

  在财报电话会议上,英特尔公布的营收为197亿美元,而华尔街预估为185.4亿美元,每股收益为1.23美元,华尔街预估为1.12美元,但它还发布了有关其制造工艺技术的更多坏消息。杰富瑞(Jefferies)分析师贾里德·韦斯菲尔德(Jared Weisfeld)在财报电话会议后发表的一份报告中写道:

  关于7nm的评论改变了许多人的观点,因为该公司推出了它的路线图,并将CPU制造外包给第三方制造商正式成为讨论的一部分。与之前的预期相比,该公司认为7nm制程产品的生产时间将滞后6个月,而解决量产的良率问题则会滞后12个月。该公司发现了导致延误的缺陷,他们声称是造成该问题的根本原因,并认为没有根本的障碍。

  这段话里有很多需要解读的地方,但它提出的关键问题是,英特尔几十年来一直是制造工艺技术领域无可争议的领导者,这使其能够向市场提供性能最高、利润率最高的个人电脑和服务器CPU,为什么会如此急剧地失去领先优势?

  我相信,英特尔正处于安迪-格鲁夫所说的 “战略拐点”(SIP)之中,而这个拐点直指其业务的核心。上一次英特尔面临这样的生存SIP是在1984年,当时英特尔的核心业务--内存芯片的市场份额正在下降,它转而成为一家微处理器公司。在格罗夫的《只有偏执狂才能生存》一书中,他描述了英特尔是如何实现这一转型,并因此在1995年成为全球最大、最有影响力的半导体公司。显然,格罗夫做出了转战微处理器的正确决定,因为这使公司摆脱了竞争激烈的低利润商品业务,而进入了提供高度差异化和专有产品的高利润业务,市场份额远远超过90%。

  英特尔一直保持着全球最大半导体公司的地位,直到2017年,三星以营收超越了它,台积电在制造工艺技术上也赶了上来。要了解英特尔是如何成为半导体公司的霸主,并保持这个地位20多年,然后又失去这个地位的,就必须回到1985年,当时英特尔的386芯片是其在当时新兴PC市场的主导产品。

  在将以内存为核心转换到到微处理器为核心时,格罗夫当时没有完全意识到,此举后来变得多么重要。当时,个人电脑仍然是一个相对较小的市场,并且运行Microsoft的MS-DOS,后者具有笨拙的基于文本的用户界面。与大型机相比,PC的功能不足,只能执行诸如文字处理和电子表格之类的简单任务,而大型机,小型计算机和工作站则继续用于“实际”计算机工作。那时没有人能想到,英特尔的微处理器将在未来几十年成为整个计算机行业的大脑。当我于1983年加入英特尔公司时,甚至没有人在英特尔公司使用PC来工作。作为软件开发人员,我正在为Digital Equipment Corporation(DEC)VAX小型计算机和Apollo工作站进行编码(这两家公司现在都不存在了)。

  英特尔能够完成的,是利用其通过批量制造内存芯片所磨练出来的先进制造技术,创造出一个创新的引擎,利用英特尔微处理器设计和制造能力的紧密耦合,能够让CPU设计者用越来越多的晶体管可以构建新一代微处理器,使其速度更快,成本更低。摩尔定律与其说是定律,不如说是对英特尔制造方面的一种授权,要求他们不断完善工艺技术,缩小晶体管的尺寸,以便在单片硅片上装上更多的晶体管,同时也让处理器的时钟速度更快。确切地说,386有27.5万个晶体管,而我所研究的下一代486则有超过100万个晶体管。今天的酷睿i7大约有30亿个晶体管。

  我记得曾与大型机和小型计算机公司的工程师会面,以获取有关486的反馈,因为我们当然希望他们在下一代系统中使用该芯片,但得到的确实他们的嘲笑,认为我们的处理器就像玩具。不过,他们还是非常慷慨地提出了建议,并向我们解释了他们的高级设计是如何工作的以及为什么我们永远无法满足他们的要求,但是他们没有考虑的是,随着晶体管预算的增长,英特尔工程师能够在其CPU上增加所有这些种类的先进功能,以及更多的功能,最终在性能上超越他们的专有系统,而且成本要低得多。

  英特尔快速创新和改进x86 CPU的价格性能的结果是,它为整个计算机行业创造了战略拐点。为了解释这一点,我将参考格鲁夫在他撰写的《只有偏执狂才能生存》一书中写道:

  计算机产业过去是纵向分布的。如下面的图所示,这意味着一家旧式计算机公司将拥有自己的半导体芯片供给,依照自己的设计,在自己的工厂用这些芯片制造自己的计算机,开发自己的操作系统软件,在市场上出售自己的应用软件(该软件可处理诸如来往账目、预订机票,或百货商店存货管理一类的事务)。公司自身的这些芯片、计算机、操作系统和应用软件将作为配套设备由公司的销售人员出售。这就是我们所说的纵向分布。请注意“自己”这个词出现的频率,事实上我们也可以用“专利的”(proprietary)这种说法,因为它在本质上就是旧式计算机工业的代名词。

  这种纵向整合的方式有利有弊。优点是当一家公司自己开发每一个部件时,各部件作为一个整体能更好地协同工作。缺点是客户被锁定在一个供应商身上,它限制了选择。其他更重要的劣势是,创新的速度制约于链条上的最慢的环节,而且市场比较分散,这使得任何一家公司都无法达到规模经济。最终的结果是,计算机行业是由独立的岛屿组成的,没有互通性和规模性。一旦客户选择了一种解决方案,他们就会在很长一段时间内陷入困境,并付出更多的代价。

  然后,微处理器出现了,它成为了这个行业的基本构件。规模经济开始发挥作用,大大加快了改进的速度,这也极大地扩大了PC的市场,然后是后来的服务器,最终取代了专有系统。如下引用格罗夫书中表述:

  随着时间的流逝,这就改变了计算机产业的整体结构,一个新型的横向式产业体系出现了。在这种新的模式下,没有一家公司再拥有自己成套的装置了。顾客可以从横向式结构的芯片柜台上挑一块芯片,从计算机柜台上挑选一个品牌的计算机,从操作系统柜台上挑选一种操作系统,从零售店或计算机超市的货架上随意选一个成品应用软件;然后将所有这一切带回家中,再把它们组装在一起,期望它们能协同工作起来。这也许有些费力,可大家乐于忍受这种痛苦,并且更加地努力,因为现在可以只花2000美元就买回一个从前需花费10倍金钱的计算机系统。这种诱人的前景使得顾客能克服现有的缺憾,以便充分利用这处理商务的新奇力量。渐渐地整个计算机产业的结构发生了改变,如图表所示的新兴的横向产业体系出现了。

  由于行业从纵向转向横向,许多计算机公司无法幸免于战略拐点。DEC,Unisys,Apollo,Data General,Prime,Wang等许多公司倒闭或被PC公司收购,例如Compaq收购DEC。格罗夫(Grove)解释说,计算机行业发生巨大变化的主要教训之一是:

  由于普遍存在的功能专业化,横向产业因其突出的功能特性一般会比纵向产业更具成本效率。简单地说,在多种领域中都成为一流要比仅在一个领域中领先难得多。

  当产业模式从纵向型转向横向型时,每一个参与者都得经过战略转折点的锤炼。最终结果是,随着时间的流逝,越来越多的公司必须遵循这些规则。

  克莱顿·克里斯滕森(Clayton Christensen) 撰写的有关破坏,瓦解和可微性消散的论文中也对这种模块化理论进行了深入研究  ,并在他的《创新者解决方案》一书中进行了更详细的探讨,他指出:

  模块化对行业结构具有深远的影响,因为它使独立的非集成组织能够销售,购买和组装组件和子系统。在相互依存的世界中,您必须制造系统的所有关键要素才能制造其中的任何一个要素,而在模块化的世界中,您可以通过外包或仅提供一个要素来实现繁荣。最终,模块化接口的规范将成为行业标准。发生这种情况时,公司可以混合和匹配最佳供应商的组件,以方便地响应单个客户的特定需求。

  到1995年,这种转变已经全面展开,从“旧计算机产业”到“新计算机产业”的过渡已经完成,英特尔赢得了胜利。但是,英特尔错过了下一个拐点,而错过了这一拐点,奠定了它今天面临的问题的种子。

  英特尔所错过的战略拐点是移动设备,尤其是2007年1月推出的苹果iPhone。由于英特尔x86 CPU功耗很大,因此苹果选择使用基于更加省电的ARM架构的芯片。碰巧的是,英特尔从数字设备公司(Digital Equipment Corporation)收购了StrongARM,然后将其用于XScale处理器,这是一种专为移动设备设计的低功耗芯片(后来于2006年出售给了Marvell)。英特尔当然具有设计和制造能力,可以设计和提供Apple在新款iPhone中所需的芯片。当年苹果在Mac中已经从IBM PowerPC芯片转向x86芯片,而乔布斯与安迪-格鲁夫以及后来的保罗-奥特里尼关系非常好,后者在设计iPhone时已经成为CEO。正如Otellini在2013年接受《大西洋》采访时对Alexis Madrigal所描述的那样:

  我们最终没有赢得它或通过它,取决于你想如何看待它。而如果我们做了,世界会有很大的不同。“Otellini在英特尔的最后一个月,在两个小时的谈话中告诉我。”你必须记住的是,这是在iPhone推出之前,没有人知道iPhone会做什么……到了最后,有一个他们感兴趣的芯片,他们希望支付一定的价格,而不是多付一分钱,而且这个价格低于我们预测的成本。我看不出来。这不是一个可以靠量来弥补的事情。事后看来,预测的成本是错误的,而成交量是大家想象的100倍。

  不愿意赢得苹果,意味着英特尔被关在了参与手机市场的门外,但更重要的是,它给台积电提供了一个机会,使其成为苹果iPhone以及其他所有基于安卓系统的移动设备所采用的芯片的首选制造商。它把英特尔在半导体领域控制的横向层,分成了两个更窄的层次。一层是基于ARM的CPU架构,最终主导了手机市场;另一层则是这些设备的制造,台积电最终占据了大部分的份额。由于ARM将自己的设计授权给其他“无晶圆厂 ”的芯片设计公司,比如高通,这就大大增加了围绕ARM架构创新的公司数量,其规模是英特尔做梦都无法比拟的,这就加快了创新的速度和种类,但又都还能兼容ARM架构,所以为手机设计的软件有了更大的市场。此外,台积电作为芯片厂的首选,能够扩大规模,享受巨大的规模经济,然后让它的工艺技术以更快的速度推进,最终像最近一样超越英特尔。就连三星也能追上英特尔,先是作为内存芯片的供应商,后来又成为更先进的逻辑芯片供应商。其结果是,移动时代的领导权已经从英特尔和微软,有时也被称为Wintel,转移到ARM和台积电。

  加剧这些外部事件的还有英特尔在布赖恩·科再奇(Brian Krzanic)领导下,领导能力不佳的不幸,这导致高级管理人员离职的步伐加快。甚至在最近,苹果公司已经成功地吸引了英特尔在以色列和俄勒冈州的许多顶级VLSI芯片设计师,致力于为其下一代iPhone和iPad以及不久的Macbooks设计苹果的处理器。

  英特尔今天可能面临的战略拐点和1984年一样大,但最大的不同是,由于云计算的持续强势,其核心数据中心业务利润很高,而且还在增长,英特尔作为云数据中心使用的CPU供应商仍然占据主导地位。该领域需要非常高性能的CPU,功耗虽然是一个因素,但并不像电池供电的移动设备那样重要。不过,有越来越多的无晶圆厂芯片设计公司,包括亚马逊、谷歌、华为,以及Ampere等初创公司都在研究基于ARM的数据中心高性能CPU,随着未来5G网络中边缘计算的发展,这个市场将变得更大。由于台积电将生产这些ARM服务器芯片,而据传Macbook中基于ARM的新芯片比英特尔的CPU更快(且功耗更低),因此英特尔即使在核心数据中心业务上的优势也会被削弱。

  Jefferies的股票分析师Marc Lipacis在1月份的一份研究报告中,提出了一个强有力的理由,即英特尔应该分拆其制造业务,然后可以直接与台积电竞争。他的分析是,英特尔通过无晶圆厂将使其股价增加19美元。

  由于没有在手机市场的增长中发挥主导作用,英特尔失去的不仅仅是市场份额和收入,而是失去了它在下一个计算和通信时代的领导作用。英特尔在PC时代的作用不仅仅是提供CPU,因为它控制了生态系统,这使它能够影响技术的发展方向,使其受益。在移动计算时代,英特尔把移动生态系统的领导角色留给了ARM和台积电。

  如前所述,英特尔也失去了大量的高级管理人员,并从无晶圆厂的公司招募了新的管理层,他们可能更容易接受分拆英特尔的制造部分。新任CEO鲍勃-斯旺是从公司外部引进的,先是担任CFO,后来又被提拔为CEO,所以他可能不太恋旧,有勇气大胆做事。另一方面,董事会仍有很多遗留董事,他们可能不会接受这种大胆但必要的举动。市场当然已经明确了自己的立场,正如股价所反映的那样。正如格罗夫在《只有偏执狂才能生存》一书中提到的这类变化,即使英特尔有足够的惯性继续走现在的路,但宏观趋势终究会追上它,如果它不设法度过这个战略拐点,就会失去在技术行业的优势地位。

  英特尔没有在手机市场的增长中发挥领导作用,不仅失去了市场份额和收入,而且失去了在下一计算和通信时代的领导地位。英特尔在PC时代的作用已不再局限于提供CPU,因为它控制了生态系统,从而使其能够影响技术发展方向以从中受益。在移动计算时代,英特尔不在了,而是将移动生态系统领导者的角色留给了ARM和TSMC。

  如前所述,英特尔还失去了大量高级管理人员,并从无晶圆厂的公司招募了新的管理层,他们可能更愿意剥离英特尔的制造部门。新任首席执行官鲍勃·斯旺(Bob Swan)是从公司外部聘请的,最初是首席财务官,后来晋升为首席执行官,因此他对旧方法的依恋可能会减少,并有勇气做些大胆的事情。另一方面,董事会仍然有许多传统董事,他们可能不接受这样大胆但必要的举动。随着股价的上涨,市场无疑已经明确了其立场。历史不利于英特尔追赶制程技术方面的机会,也不利于 台积电和ARM 的外部  10倍力量。格鲁夫在他的著作《只有偏执狂生存》中提到了这些类型的变化不能被遗忘。即使英特尔有足够的惯性继续前进,但宏观趋势最终仍将赶上它,如果它无法通过这一战略拐点进行管理,它将失去在技术行业的领先地位。

 

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