【芯历史】再次跳票,从传奇到“挤牙膏”,英特尔经历了什么?

作者: 赵月
2020-10-10 {{format_view(21947)}}
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【芯历史】再次跳票,从传奇到“挤牙膏”,英特尔经历了什么?

(文/holly),市调机构IC Insights此前公布了全球2020年上半年前十大半导体厂商,英特尔以近390亿美元的营收位列榜首,可实际上英特尔并没有表面上看起来这么“风光”。

图源:IC Insights

英特尔本月初再次将原定于今年4季度推出的10nm Ice Lake-SP芯片推迟到2021年第1季度。对于英特尔10nm产品延期的情况,也不是第一次见到,比如最初定于2019年初发布的Ice Lake-SP,就从2020年初一路跳票到了2021年初;7nm Sapphire Rapids处理器推迟6个月至2022下半年才正式发布等等。

考虑到Ice Lake-SP的最新跳票,SRP产品线的时间表也可能再次推迟一个季度。

跳票,已经成为英特尔的“日常”,甚至不得不为此做出剧变。

在二季度财报会议上,英特尔CEO Bob Swan在透露,正在考虑将自家芯片交付给其他代工厂制造的可能性。3天后,英特尔首席工程师兼总裁Renduchintala宣布离职,原因是7nm制程将延后至少6个月,研发技术的进度落后于同业,英特尔也因此重组了技术团队。

10nm连续跳票,7nm订单难产,人事变动.......从“传奇”到“挤牙膏”,英特尔都经历了什么?

图源:路透社

传奇

1929年戈登∙摩尔出生在旧金山的一个沿海小镇,十一二岁时对化学产生了浓厚的兴趣,励志要当一名化学家。高中毕业后考入加州伯克利大学并于1950年获得化学学士学位,之后继续在加州工学院深造。1954年获得物理化学博士学位。

在过了两年平静的研究生活后,摩尔准备放弃不着边际的基础研究。当时晶体管发明人肖克利正在筹备创办一家半导体公司,机缘巧合下,摩尔于1956年加入了肖克利的实验室,并认识了集成电路发明者罗伯特·诺伊斯。后来,摩尔、诺伊斯等八人集体从肖克利的实验室辞职创办了半导体工业史上有名的仙童半导体公司。

1968年,作为核心人物的摩尔和诺伊斯一起退出仙童半导体,同时也带走了葛罗夫,他们决定自立门户。同年7月摩尔、诺伊斯等人花费了1.5万美元从IN-TELCO公司手中买下了Intel名称的使用权,英特尔公司正式诞生。

创办之初,英特尔的发展方向是存储器,没多久,一款代号为3101的新型存储器产品帮助英特尔在成立的第二年便实现了赢利。3101与传统磁圈存储器相比,有着存储量大、体积小、成本低等优点。

但是好景不长,存储器市场的竞争日益激烈,英特尔的营收遇到了瓶颈,遂决定向微处理器方向发展。1971年11月15日英特尔的工程师霍夫研发出了世界上第一款商用的微处理器——4004,其奠定了整个IT行业的基础。这款4位微处理器具备45条指令,每秒能执行5万条指令。第二年,英特尔趁热打铁,推出了代号为8008的处理器,性能达到了4004的两倍。

而真正令英特尔名声大震的产品则是1978年诞生的i8086处理器,这款处理器所使用的指令代码集叫X86指令集。获得初步成功后,英特尔又相继推出了80286、80386、80486来巩固自己的市场。时间很快来到了1986年,英特尔公司推出了具有划时代意义的80386系列处理器,它将处理器提升到了32Bit,最大可支持4GB内存,一直沿用至今。

1987年,安迪格鲁夫正式担任CEO,英特尔开始了快速发展的10年,并且成为全球最大的半导体公司。

1989年,英特尔推出了80486处理器,是一款80386奔腾处理器的过渡产品;1993年,英特尔推出奔腾处理器Pentium,从此英特尔不再延用以数字命名处理器的传统。随后十年里,英特尔推出了很多代的奔腾处理器。

1999年,英特尔公司市值最高突破了5000亿美元,最高峰为5090亿美元,相当于2012年的7025亿美元。

2008年,英特尔酷睿i处理器问世。

可以说助力英特尔成为传奇也让其引以为傲的便是其x86 CPU架构及其生态。

“Tick-Tock”变“挤牙膏”

Tick-Tock是英特尔提出的发展微处理器芯片设计制造业务的制定一种发展战略模式。英特尔指出,每一次处理器微架构的更新和每一次芯片制程的更新,它们的时机都应该错开,使微处理器芯片设计制造业务更有效率地发展。“Tick-Tock”的名称源于时钟秒针行走时所发出的声响。该公司指,每一次“Tick”代表着一代微架构的处理器芯片制程的更新,意在处理器性能几近相同的情况下,缩小芯片面积、减小能耗和发热量;而每一次“Tock”代表着在上一次“Tick”的芯片制程的基础上,更新微处理器架构,提升性能。一般一次“Tick-Tock”的周期为两年,“Tick”占一年,“Tock”占一年,即一年更新制程,一年更新架构。

2016年进入14纳米以后,英特尔将Tick-Tock放缓至三年一循环,即增加优化环节,进一步减缓实际更新的速度,使每一个循环变成制程、架构、优化(Tick-Tock-Optimization)。Tick-Tock自此变成了“挤牙膏”。

对于英特尔“牙膏厂”名字的由来,知乎上有个无比精准的解释:英特尔在2008年推出酷睿i系列以后,一直到2017年长达9年时间里,更新了7代,消费者市场一直是i3双核4线程,i5四核四线程,i7四核八线程,每一代比上代同频提升3%-5%,雷打不动,每次升级CPU的时候,仅仅是CPU频率、核心数、线程等稍微增加一点点就定义为新版本的CPU,就像挤牙膏一样每次刷牙挤一点儿。

图源:英特尔

众所周知,工艺制程对芯片性能的提升有着决定性的影响。从上面这张去年10月英特尔发布的制程节点进度图来看非常明显,他们停留在14nm节点上的时间长达五年之久。正是由于14nm的进程反复拖延才导致后来的10nm、7nm订单难产。

业界知名专家莫大康在接受媒体时指出,英特尔从10nm开始制程进展缓慢,可能与其制程缩小过快以及采用钴材料有关。为了保持自己几十年来的龙头地位,以及作为半导体工艺的绝对领导者,英特尔在过去几十年来几乎都是首个尝试了几乎所有工艺的重要革新,例如HKMG材料,Gate-first还是Gate-Last,从平面晶体管转向三维FinFET工艺等。然而这一次英特尔在10nm上同时采用包括芯材料等多种技术革新这种激进的策略,终于踢到了铁板。

此前英特尔CEO Bob Swan在瑞士信贷技术会议上回应了10nm工艺难产的问题,他坦率地表示:英特尔对自己超越行业标准的能力过于自信,并因此承担了后果。

当时Bob还乐观其10nm工艺的发展,他称,“10nm制程有很多优点,也能够延续到7nm。虽然,我们的10nm制程一直在推迟,但是实际上我们已经交付了。因此,我们相信10nm技术还有很大的优势,未来,我们还将会不断改良10nm。”此外,英特尔在去年年末官宣,将在2021年下半年开始全力量产和推广7nm产品。却在今年二季度的财报会上“打了脸”。

尽管有业内人士透露英特尔的10nm的工艺与台积电和三星的7nm工艺相差无几,但这也反映了英特尔的7nm工艺的研发会更加困难。

对手台积电则已经在进军5nm、3nm的路上。

结语

英特尔在走向巅峰的路上创造了太多的奇迹,研发出世界首款微处理器、开创x86架构的处理器时代……然而来自其各种业务的竞争对手AMD、高通、三星等公司的不断壮大也使英特尔面对的外部竞争日益激烈,英特尔在“内忧外患”下能否突破重围?半导体市场的风起云涌会迎来大变局还是陷入“僵局”?

(校对/零叁)

责编: 刘燚

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