Intel 为啥要给 ARM 代工？

年轮岁月

日前，Intel 公开表示将为 ARM 阵营 IC 设计厂商代工生产芯片。且还公开叫板 " 友商 "，称 Intel 的 10nm 工艺比三星、台积电的 10nm 工艺更具优势。ARM 方面表示很期待与英特尔合作。此外，不知道是否因为台积电和三星制造工艺注水的问题，Intel 的专家 Mark Bohr 还发布了一个更合理的衡量半导体工艺水平的公式。那么，Intel 缘何开始为 ARM 阵营 IC 设计公司代工芯片，Intel 提出的新计算公式能得到台积电、三星、格罗方德等代工大厂的认同么？

Intel 罕有为第三方提供代工业务

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 始终掌握着最先进的技术。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。而最新高通骁龙 835 采用的三星 10nm 制造工艺，也未必能胜过 Intel 的 14nm 制造工艺。

不过，虽然 intel 有全球顶尖的制造工艺，但除了一些小厂商，或者像被 Intel 收购的阿尔特拉这类 IC 设计公司之外，Intel 鲜有大规模为其他厂商代工。

GPU 行业领头羊英伟达公司的黄仁勋就曾经表示：Intel 应该利用自己高级半导体工艺的优势为 NVIDIA、高通、苹果和德州仪器代工芯片，而不是自己瞎鼓捣移动芯片。然而，Intel 的代工业务规模很小，前 Intel 发言人 Jon Carvill 也曾表示：Intel 目前的重点是设计自己的产品，而非为竞争对手代工。

总之，虽然 Intel 空有最先进的半导体制造工艺，但却鲜有为英伟达、高通、德州仪器等 fabless 厂商做芯片代工。即便随着 PC 市场成为夕阳市场，全球 PC 市场的下滑使 Intel 在产能上出现过剩，工厂开工率不足，产能闲置，Intel 依旧鲜有为其他 IC 设计公司代工。

限制 Intel 代工业务的根源主要在于商业竞争

在半导体行业中，有三种运作模式：

一是从事能独立完成设计、制造、封装测试的公司，被称为 IDM ( Integrated Design and Manufacture ) ，比如 Intel、以及曾经的 AMD 和 IBM；

二是只从事 IC 设计，但没有代工厂，这类公司被称为 Fabless，像现在的 AMD、ARM 等都属于 Fabless；

三是只做代工，不做设计，这类公司被称为 Foundry，最典型的就是台积电。

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。

经过这一番商业大战之后，Intel 独霸电脑芯片后，但也导致一个结果，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，或者曾经有过不愉快的交集。

因此，像台积电这样只做代工，不做设计的纯粹代工厂，显然更容易获得 IC 设计公司的订单。毕竟，AMD 以及众多 ARM 阵营 IC 设计公司和台积电是互补关系，但与 Intel 却是竞争关系。正是因为台积电不设计芯片，不会对 IC 设计公司构成直接竞争，这样才能占据庞大的市场份额。

另外，像 Intel 收购阿尔特拉的这种举动，注定了作为阿尔特拉最主要竞争对手的赛灵思根本不可能选择去 Intel 流片，一方面是因为商业竞争的问题，另一方面还涉及存在技术泄密的可能性。

ARM 与 X86 的斗争也迫使 Intel 不愿意为 ARM 代工


在几年前 PC 业务增长进入瓶颈之际，以智能手机为代表的智能终端异军突起，ARM 也随着智能终端设备的井喷而一飞冲天。虽然 ARM 只是一个只授权不生产的企业，而且无论是 CPU 的性能，还是企业规模都远远不能和 Intel 相比，但这背后却是 ARM 与 X86 的斗争。
在过去几年 Intel+ 微软 + 桌面 / 笔记本电脑 与 ARM+Linux 衍生系统 + 智能手机 / 平板之间已经发生了数次较量，Intel 研发了用于智能穿戴设备和物联网的 " 居里 " 和 " 爱迪生 "，以及用于手机和平板的阿童木系列芯片，并通过高额补贴想将 X86 芯片在手机和平板电脑，以及智能穿戴产品中推广。为了能够兼容安卓系统，Intel 甚至不惜以损失部分 CPU 性能为代价进行翻译，而且还入股展讯，与展讯合作开发 X86 手机芯片。

同样，ARM 也在数年前就布局低功耗服务器 CPU，并以相对不高的价格将 ARM V8 指令集授权给 APM、Cavium、AMD、高通、华为、国防科大、华芯通等诸多 IC 设计公司开发 ARM 服务器 CPU，APM 开发出了 ARM 服务器 CPU，采用该芯片的服务器已经在数据中心、互联网服务器等领域有了批量的应用。华为也开发了一款 32 核 A57 的服务器芯片，该项目为核高基项目，而且根据公开资料，下一步将在特殊领域得以推广。国防科大也开发了 FT2000，就 SPEC2006 测试成绩来看，FT2000 的多线程性能已经能与 Intel Xeon E5-2695v3 芯片相媲美。而面对咄咄逼人的 ARM 服务器 CPU，Intel 也专门开发了至强 D 系列低功耗服务器 CPU 来应对。

因此，在这种 ARM 与 X86 互相侵蚀对方传统优势领域的情况下，想要 Intel 为 ARM 代工，就比较困难了。

提出新标准根源在于 Intel 打算开放代工业务

由于 PC 业务已经近乎夕阳产业。而移动设备、智能穿戴、物联网的市场异常庞大。而在过去几年，Intel 通过巨额补贴试图将 X86 芯片打进移动设备市场的效果非常有限，除了少数厂家选择了 X86 芯片之外，像三星、华为、LG、步步高、小米等全球主要整机厂都选择了 ARM。

在这种大背景下，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。而且由于 PC 业务增量有限，Intel 开发对外代工，还能将闲置产能充分利用起来，实现利益最大化。

而这对于 ARM 而言，Intel 为其代工无异于 Intel 对 ARM 的示好和妥协，这使得 ARM 芯片也能够使用全球最好的制造工艺，这不仅为 ARM 阵营 IC 设计公司多了一个技术实力极强的流片渠道，也使 ARM 芯片可以在采用更好的制造工艺下获得更好的性能。

然而，目前 Intel 对外开放代工的时机却略显晚了一些，虽然在制造工艺上 Intel 依然领先，但至少在命名上，三星和台积电已经超越了 Intel。对于原本不大规模对外开放代工业务的 Intel 来说，三星和台积电在制造工艺上注水压根就无所谓。

但是对于准备对外开放代工业务，和台积电、三星抢生意的 Intel 来说，如果坐视台积电和三星在制造工艺命名上耍花招，就很可能会使自己失去一些订单，蒙受利益损失。特别是在当前制造工艺命名比较乱的情况下，继台积电推出 12nm 制造工艺后，三星推出 6nm、8nm 制造工艺。

因此，Intel 推出新的衡量半导体工艺水平的公式就尤为重要了。Intel 希望在介绍工艺节点时要公布逻辑芯片的晶体管密度、SRAM cell 单元面积等参数，并定下加权系数以便于新标准计算。

原本的 XXnm 制造工艺，一方面是衡量速度，一方面也是集成度。越高工艺的目标是集成度越高，速度越快。但如果只用 XXnm 来衡量制造工艺，其实是有所欠缺的。比如中国大陆的 SMIC 和台积电相比，虽然是同等工艺但要慢不少。加上之前苹果交付三星代工的 14nm 芯片反而不如台积电 16nm 芯片的情况，使 Intel 提出的新公式具有一定依据。

不过，Intel 这个新标准的权威性还有待提升，相关例证也有待补充，而且新标准计算相对复杂，不太容易被大众理解。更关键的是出于商业利益，台积电和三星也不可能去迎合 Intel 的新标准，毕竟台积电和三星已经通过在命名上玩花样获得了实际利益，想要让台积电和三星迎合 Intel 新标准，无异于挥刀自宫，实属强人所难。

冰蚁

到了 finfet 时代，xx nm 的命名规则本来就没有了意义。xx nm的命名一直以来是针对平面结构而言。进入 fin 时代，就是三维结构。命名沿用了以前的规则，但物理意义减少了。可惜 intel 的新命名规则也是没啥用。不会有人跟的。抬积电的产品已经推进到7nm。cmos概念即将终结。intel 总是太迟。

江淮客

XX nm 制造工艺其实是个很概略的指标，在FinFET之前是重要的，因为transistor密度越高，芯片运算速度越高。但是基本指的是CMOS。对数字芯片当然差不多是第一重要的。但是对模拟芯片和混合信号芯片，这个基本只是个参考，因为芯片上同时还有很多其他工艺复杂的器件，用这个指标就不合适了。把这么多复杂器件设计在一个芯片上，主要还是取决于designer的功力，这里面有很多know how 都是试错试出来的。不像数字芯片，工艺提高基本靠设备升级换代。这大概就是为什么Intel在PC之外的领域表现都不好，因为这些都不是纯数字芯片。Intel过去的经验没有太大帮助。所谓的最先进的半导体制造工艺其实也没有用武之地。Mark Bohr提出新公式是有道理的，当然也有为自己东家遮丑的意思在里面。

Intel做代工基本是黔驴技穷，前景不看好。原因很简单。要是他们的制程技术很强，那为什么要给别人代工？直接买design公司不就完了？要是他们需要别人提供一些制程技术，谁会给他们？不管是不是fabless，给了自己就完了。再为代工开发制程？不就是做不好才走到代工这条路上来的吗。

德州仪器不是fabless。

feifanx

自从把Murthy从高通挖过来，开始砍掉x86的移动平台，内部一致认为代工arm，出自己的arm产品线就是迟早的事情

冰蚁

江淮客 发表于 2017-4-5 00:49
XX nm 制造工艺其实是个很概略的指标，在FinFET之前是重要的，因为transistor密度越高，芯片运算速度越高。 ...

你这个有点偏颇。先进节点的主要驱动力来自mobile CPU，GPU等高端数字芯片，早已经与pc无关。台积电的飞速发展就是乘了这股东风。intel 的先进节点技术因为是给pc用的，所以并不适合 mobile 上的需求，一直表现不好。intel 要能拿下 mobile CPU/GPU 也不至于现在这个样子。

intel 的制程技术依然是最强的。但是再强的制程技术，满足不了应用的需求，攻不进一个日益增长的市场赚不到钱，怎么都是白搭。另外，代工厂的先进节点研发需要大 fabless 先期投入的。而这些大 fabless 也可以因此获得满足自己芯片参数的工艺，谁愿意把自己的技术参数给intel。而intel为代工再独自开发制程，其费用也是 intel 不能承受的。所以这里面的问题基本都不是技术问题，是推不出intel 制程不行的结论的。intel 要搞代工，可能最好还是剥离制造这块。intel 自己成为fabless。看 intel 有没有这个魄力了。

cccfff

android出来了，intel的日子也不好过了，困扰硅谷多年的wintel联盟也要走到历史尽头了。

年轮岁月

最简单的，就是Intel这个词，听到的机会越来越少

冰蚁

所有研究生院版面都发原创的东西。转贴请标明并发在网林摘葩版。

江淮客

feifanx 发表于 2017-4-5 21:01
自从把Murthy从高通挖过来，开始砍掉x86的移动平台，内部一致认为代工arm，出自己的arm产品线就是迟早的事 ...

这个意图很明显。不过挖来的可是烙印啊，这可真是个desperate move。而且Murthy是qualcomm，是代工厂的客户，又没有做代工厂的经验。Qualcomm也是有tsmc代工才能有昨天的辉煌。

江淮客

冰蚁 发表于 2017-4-5 21:28
你这个有点偏颇。先进节点的主要驱动力来自mobile CPU，GPU等高端数字芯片，早已经与pc无关。台积电的飞 ...

我说的意思跟你差不多吧？Intel的制程当然没有问题，不能因为比tsmc和三星慢一点就说他差。问题主要是不适合PC以外市场。Intel在数字芯片市场仍然是庞然大物，无人能比，而且这个市场应该还是芯片市场里最大的一块。但是Intel的growth因为PC市场的萎缩而慢了下来，而且迄今为止Intel进入其他市场的尝试都不成功，公司的发展前景看上去不是太好，于是不得已动起了代工的主意。

我想Intel今后一段时间里是不会变成fabless的，毕竟这是个对美国来说也是战略性的行业，不会允许Intel随便退出。如果后面长期不能进入其他市场的话，也许会把fab分出来，这样就解决了IP的问题，fab也有了一线生机，跟以前的AMD+Global模式一样。但是无论如何fab应该还是会留在美国。数字，模拟和内存这三大块市场，美国应该还是会想法设法各保留一个大企业的。就像美国早就没有造船业了，可还是保留了几个军工造船厂一样。

现在连Road Map也开始讨论后摩尔定律时代了。估计这一天不会太远了。

冰蚁

江淮客 发表于 2017-4-5 22:28
我说的意思跟你差不多吧？Intel的制程当然没有问题，不能因为比tsmc和三星慢一点就说他差。问题主要是不 ...

工艺其实Intel不慢什么，相反还是比台积电牛。这个就是 Finfet 时代 tricky 的地方，也是 Intel要搞一个算法的原因。Intel 在节点名称上确实吃亏了。但是 Who cares。客户都被其它代工厂吸走了。

江淮客

冰蚁 发表于 2017-4-6 12:23
工艺其实Intel不慢什么，相反还是比台积电牛。这个就是 Finfet 时代 tricky 的地方，也是 Intel要搞一个 ...

是啊，FINFET比较tricky，不能再纠结这个线宽。你是做fab的吗？不会是Intel的吧？

我想要是真的只衡量线宽，TSMC应该也能做到Intel一样，因为大家都是靠设备。不过yield就难说了。TSMC对yield应该比Intel要敏感很多，毕竟TSMC是靠卖die挣钱的。

冰蚁

江淮客 发表于 2017-4-6 01:25
是啊，FINFET比较tricky，不能再纠结这个线宽。你是做fab的吗？不会是Intel的吧？

我想要是真的只衡量线 ...

不是Intel的，不干fab，不过对 Intel 还算有些了解。Intel的良率要求比台积电要高，还是在参数误差范围更紧的情况下。良率上也是可以玩的。

江淮客

冰蚁 发表于 2017-4-6 19:09
不是Intel的，不干fab，不过对 Intel 还算有些了解。Intel的良率要求比台积电要高，还是在参数误差范围更 ...

既然如此，那你能不能说一下Intel为啥在PC之外没有突破？Altera也买了。如果这条路走得通的话，估计Intel现在应该大把的买小公司才对。怎么要代工了？

冰蚁

江淮客 发表于 2017-4-6 20:34
既然如此，那你能不能说一下Intel为啥在PC之外没有突破？Altera也买了。如果这条路走得通的话，估计Intel ...

intel 对移动是一开始没看上，觉得手机不会有大发展，天下还是 pc 的。intel 内部当年是做过预测的，觉得给 mobile 开发芯片和相关工艺不划算，无法收回成本。你不开发，别人就会开发。台积电，三星立刻就发了。一堆芯片设计公司也发了。intel 本身的工艺和芯片设计是给 pc 这种高性能芯片服务的，即使是给笔记本等用的芯片。而移动用得是低功耗（性能差点）的芯片。intel 因为在 pc 的垄断，工艺选择上比较贵。而代工是要尽量便宜。总之，进入移动时代，intel 是种种不适。决策一再失误。领导层的眼光极差。

intel 目前是两条腿走路。一条是传统的pc 芯片的设计制造，一条是 data center 和围绕 data center 的 eco system。毕竟 intel 自己的 server 也是很强的。但 server 的芯片需要另一条腿的支持。可是 pc 这条腿太软，还基本会越来越软，为了维持这条腿代工也是一个选项。这对 server 和 data center 业务也算是有力的支撑。

看客

冰蚁 发表于 2017-4-7 10:08
intel 对移动是一开始没看上，觉得手机不会有大发展，天下还是 pc 的。intel 内部当年是做过预测的，觉得 ...

Intel当年可是XScale在手的，06年却转手卖给了marvell！我当年看到这个新闻时下巴都要惊掉了。转年苹果就发布手机了——Intel整个一49年加入国民党！

冰蚁

看客 发表于 2017-4-6 21:25
Intel当年可是XScale在手的，06年却转手卖给了marvell！我当年看到这个新闻时下巴都要惊掉了。转年苹果就 ...

intel 现在疯狂收购VR/AR 和 AI 相关公司。看看能不能盘活吧。但我感觉不乐观。AI 启动得有点迟了。而VR/AR不知道会不会又重蹈 mobile 覆辙。