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英特尔10nm工艺问题造成的影响远超市场所见?

2018-08-29 10:07
来源: 与非网

英特尔10nm工艺延迟问题引起了广泛关注,但人们并没有深入了解它的影响;

10nm问题不仅会降低英特尔产品的竞争力,还会带来一些隐性成本;

英特尔不仅将面临丢失市场份额的风险,甚至有可能在市场份额上落后于AMD-尤其是在最重要的服务器市场上。

英特尔本年第一季度表现不佳,第二季度情况有所好转,全年营收指引亦有所改善,英特尔投资者们对公司业绩表现的反应却很迟钝。虽然作为投资者个人,不可能知道究竟是什么导致了这种反应,但是有一点很明显-市场不满意英特尔10nm工艺的进展。英特尔自己发表的评论、越来越多的分析师关注10nm进展以及英特尔在社交媒体上面临的质疑都把10nm工艺延迟的问题放到了聚光灯下。

我们认为,从市场对英特尔10nm工艺问题的反应来看,市场仍然大大低估了该问题的影响。我们将在本文讨论10nm工艺延迟到底意味着什么,以及将带来哪些影响。

背景

在继续分析之前,读者有必要了解一下英特尔制造工艺的发展历史。

从历史经验来看,英特尔每隔两年都会推出新的制造工艺(下图来自于英特尔技术日),这种情况一直持续到2014年推出14nm产品之时。实际上,英特尔推出上一代22nm产品是在2011年,这次工艺升级时隔三年,已经是落后于进度预期,但是英特尔仍然领先于对手,其工艺也颇具竞争优势。可以肯定的是,14nm工艺的延迟是英特尔的工艺优势再难继续维持的第一个明显迹象。

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由于10nm工艺多次延迟,英特尔开发了中间节点以改善其芯片性能,即上图中的14+和14++工艺。

尽管一再跳票,英特尔之前不久还信誓旦旦地声称将在2018年实现10nm工艺的大规模量产,虽然有证据表明它不可能如期推出10nm,但公司的指引中依然坚持己见。然而,这一切都在2018年第一季度的电话会议上发生了180度逆转,英特尔这次将10nm的量产时间推迟到了2019年。和2014年推出14nm之时整整相隔五年,远远超过了其2年升级一次工艺的目标时间。不过,鉴于英特尔多次跳票,我们怀疑它是否能够在2019年实现10nm的大规模量产,而且英特尔本身的声明也不是很有自信。

相比之下,英特尔的主要竞争对手台积电就没有遇到这种困难,台积电将在本季度实现7nm工艺的大规模量产。AMD的晶圆厂合作伙伴格罗方德比台积电落后一些,但也预计将在2019年实现其7nm工艺的大规模量产。需要指出的是,尽管命名不同,但一般认为,台积电和格罗方德的7nm大致相当于英特尔的10nm。

最重要的一点是,英特尔之前一直在制造工艺上保持领先两年的竞争优势,现在是第一次落后于台积电至少一年时间,如果它真能兑现2019年实现10nm工艺的大规模量产的承诺的话。现在看来,格罗方德似乎已经追上了英特尔。

英特尔的运营方式是,一旦公司推出了新工艺,它就会迅速将其所有微处理器产品转移到新工艺上,同时继续使用上一代制造工艺生产芯片组,以满足资本效率的要求。英特尔推出14nm的CPU时,其芯片组使用的是22nm制造工艺。虽然英特尔这几年迟迟没有推出10nm工艺的CPU,但是其芯片组的制造工艺却已经升级到了14nm上,这会产生一些问题,容我们稍后讨论。

当一种新工艺开始爬产时,总会遭遇高缺陷密度(或低良率)。缺陷密度越高,生产大芯片就越困难(见下图-黄色芯片即带缺陷的芯片)。

随着时间的推移,工艺逐渐成熟,缺陷密度随之降低,大硅片的可制造性也越来越高。这就意味着硅片越大,在工艺爬产早期的良率就越低,也就更昂贵。出于这个原因,英特尔会首先把新工艺用在更小的台式机和笔记本电脑芯片上,然后才会用在大型服务器芯片上。我们会在后文分析这种安排的影响。

最后,CPU设计时需要考虑特定的工艺。由于工艺延迟,CPU设计也会变得过时,推出之时可能已经丧失了竞争力,因此可能需要重新调整设计,以适应工艺的重大变化。

竞争

由于开发新工艺成本高昂,AMD一直在制造工艺上落后于英特尔。作为一家相对较小的公司,AMD没有足够的出货量来抵消先进工艺开发的成本,也无法赶上英特尔制造工艺升级的步伐。随着晶圆制造技术的投资越来越大,AMD于2009年剥离了晶圆制造业务,即格罗方德。最初,为了支持格罗方德,AMD和它签订了合同,AMD需要履行从格罗方德购买晶圆(除了包括GPU在内的一些产品)的义务。随着格罗方德的发展壮大,AMD一直在与之磋商新的协议,以实现从其它晶圆厂生产芯片的灵活性。最新的合同条款是在2016年敲定的,尽管这些条款在很大程度上是一个秘密,但是我们了解到,AMD向格罗方德支付了大笔资金,以提高从其它代工厂采购晶圆的灵活性。我们并不知晓AMD将继续在格罗方德制造哪些芯片,由于不确定,投资者一厢情愿地认为AMD将继续使用格罗方德的工艺生产其CPU产品。

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