2024年2月21日,英特爾在加州舉行首屆IFS Direct Connect 2024 活動,並宣布打造專為AI時代而設的系統級晶圓代工業務。市場開始預期英特爾會藉助系統級代工業務享受到AI 時代的紅利,助力AI公司晶片自研,並實現對台積電的先進製程趕超。
然而,筆者對此並沒有這般樂觀。如果回顧台積電史上對英特爾的追趕,我們會發現市場可能不僅高估了英特爾的創新能力,也低估了台積電的組合護城河優勢。
最新財報平庸無奇
最新財報顯示,英特爾2023財年實現總營收542億美元,年減14%。非GAAP淨利達44億美元,年減41.8%;毛利率達43.6%,較去年同期下降3.7pts。 GAAP淨利達17億美元,較去年同期下降79%;毛利率達40%,較去年同期下降2.6pts。
2023財年第四季,英特爾實現總營收154億美元,年增10%。非GAAP淨利達23億美元,年增263%;毛利率實現48.8%,年增5pts。 GAAP淨利達27億美元,與2022財年相比實現扭虧為盈;毛利率達45.7%,較去年同期成長6.5pts。
細分業務方面,英特爾主要分為五大業務集團,分別為CCG業務(Client Compuing Group,客戶端運算業務):主要是為終端用戶設計的產品,包括為筆記型電腦、桌上型電腦、平板電腦等設計的CPU及GPU等,該業務2023財年第四季實現營收88億美元,年增33%,超過市場預期的84億美元;DCAI業務(Data Center and AI,資料中心及人工智慧業務):專注於提供為資料中心及超大規模解決方案提供CPU、加速卡等,FPGA產品營收也計入該業務;NEX業務(Network and Edge,網路及邊緣業務):為包括雲端網路、電信網路、邊緣軟體和平台市場細分領域設計可編程平台和高效能連接和運算解決方案;Mobileye自動駕駛業務:專注於開發和部署先進的駕駛輔助系統和自動駕駛技術與解決方案;IFS業務(Intel Foundry Services,英特爾代加工業務):提供區別化的全端解決方案,包括晶圓製造、封裝、晶片標準和軟體等。其中,CCG業務、DCAI業務以及NEX業務為英特爾的核心業務以及主要營收來源。
雖然公司2023財年第四季業績超預期,主要是受惠於客戶端PC業務回升。公司指引2024財年第一季營收在122億-132億美元、EPS 0.13美元、經調整毛利率44.5%,均不如彭博一致預期。主要原因是公司寄予厚望的新增長點均不及預期,Mobileye和FPGA業務均在拖累。
值得一提的是,2023財年第四季英特爾晶圓代工服務(IFS)營收2.91億美元,年增63%,低於彭博一致預期。 Intel 3已成為公司提供給IFS客戶的第一個先進節點,正處產能爬坡期。業界首套High-NA EUV光刻機已在俄勒岡州開始安裝。此外,位於新墨西哥州3D封裝廠Fab 9近期開業,專注於先進封裝技術,如3D Foveros。客戶拓展方面,英特爾和聯電合作開發12奈米製程平台,以滿足行動、通訊基礎設施和網路等高成長市場需求;18A過程也已斬獲第四家客戶訂單,該客戶主要從事高效能運算,封裝業務也贏得另外三家客戶。
儘管代工業務小有突破,然而對比台積電就會發現兩者的差距之大:台積電2023年底賬上淨現金有230億美元,而英特爾賬上淨現金為-243億美元,而兩家在先進過程上的資本開支每年已經達到200億-300億美元。雖然英特爾率先拿到了最先進的光刻機,但台積電的資金實力更有後勁。當然,在半導體產業,有資金實力只是基礎,更重要的是技術的累積。
曾憑藉3D電晶體實現領先
當晶片製程來到28奈米以下時,2D電晶體效能已逼近極限,業界開始引進3D電晶體技術。
2001年,台積電的張忠謀邀請胡正明來到台積電擔任CTO。即便在網路泡沫破滅的三年中,台積電仍在不計成本加速消化FinFET工藝,不斷嘗試量產。
然而,十年後的2011年,英特爾率先宣布已經驗證3D電晶體的商業化,推出業界首個22奈米微處理器。 2012年,英特爾又率先量產22奈米FinFET製程晶片,維持了業界領先優勢,並與兩家做FPGA晶片設計的公司簽署了晶圓代工合約。 2013年2月,英特爾宣佈為FPGA產業排名第二的阿爾特拉代工晶片,頓時業界嘩然:身為半導體產業霸主、IDM廠最堅固的堡壘、多年瞧不上晶圓代工業務的英特爾,竟然對開放晶片代工合約業務開始感興趣,想要成為開放式的晶圓代工廠,力求業界每家公司都能使用英特爾的製造技術。率先掌握3D電晶體製程讓英特爾獲得了切入高端晶圓代工的機會,就像當年IBM用率先掌握的0.18微米銅製程技術搶佔高端市場一樣。
對於失去阿爾特拉這樣的大客戶,張忠謀一邊表示“非常遺憾”,一邊表示英特爾涉足晶圓代工是“把腳伸到池子裡試試水溫……相信英特爾很快會發現,水很冰冷的」。之所以這樣說,是因為英特爾習慣了當老大,從來都是別人服務它,它難以放低姿態去適應自己的全新定位。作為IDM廠,英特爾自有產能一定優先滿足自己的電腦CPU,因此,它做代工服務時必定不會高效服務外部客戶。更重要的是,台積電的大客戶多數是英特爾的競爭對手,他們不可能將訂單交給英特爾生產,英特爾的訂單只能來自微軟、谷歌、亞馬遜和思科等系統企業,訂單品種多、數量少,業務做起來很麻煩。
高通董事長的評價是:英特爾的業務模式是大量生產單一晶片,而台積電在生產晶片方面採用不同的模式,非常靈活,能同時製造多款不同產品,生產過程由軟體控制。在此之前,英特爾就已經錯失了賈伯斯真誠遞來的手機處理器晶片訂單,而且他們沒有料到,iPhone的實際銷量比任何人想像的都高出100倍,英特爾本以為這筆訂單無利可圖,這才給了三星電子的機會。當時晶圓代工的全球市場規模僅有100多億美元,這麼小的規模當然不會被年營收300億美元的英特爾放在眼裡,一個新業務往往一開始的量並不大並且利潤微薄,拒絕蘋果訂單是「理所當然」。
思維慣性使英特爾的領先優勢消退
壟斷電腦CPU的英特爾擁有60%以上的毛利率,可以容忍較低的生產良率,並且能率先採用新技術生產。而台積電的毛利率50%左右,必須在達到較高的良率之後才能為客戶量產。近年來,半導體產業兩次根本性創新(2007年的HKMG技術與2011年的FinFET技術)都源自於英特爾率先取得技術突破,台積電則用3-4年才跟上,英特爾一向是台積電追隨的標桿企業。但是,相較於只擅長造電腦CPU的英特爾,台積電的多客戶、多領域使其擁有更大的學習曲線優勢,在先進製程上慢慢追上了英特爾。
過去,英特爾的製程經常領先台積電1-2代,但從45奈米開始,台積電開始搶先半步,幾乎比英特爾快半個節點。若以同樣的路線演進,台積電做的別人也能做,那就佔不到市場優勢;若搶在前面,就有了優勢。由於全球排名前20的IDM和晶片設計企業都與台積電有合作,他們都在按台積電的製程標準進行晶片設計,這就讓台積電的製程路徑成為業界標準,迫使其他晶圓代工廠在製程標準上向台積電靠攏。
到了3D電晶體時代,比台積電提前3年量產的英特爾,本可以再次從容拿下蘋果的訂單,連阿爾特拉這樣與台積電合作超過20年的老客戶,都能被英特爾搶走,誰都認為蘋果A+處理器訂單落入英特爾手中是早晚的事。然而,令人難以置信的是,英特爾打算利用3D電晶體的巨大領先優勢複製自己在CPU上的成功經驗,繼續走IDM道路,力推自己主導的CISC路線的X86架構,進而壟斷智慧型手機和平板電腦市場,通吃移動領域CPU的所有利潤。為了讓自己擅長的X86架構成為行動領域的主流技術路線,英特爾不惜血本對合作夥伴進行大量補貼,2013年和2014年在行動領域虧損73億美元。然而,如此代價,獲得的市佔率也僅有1%,因為相較於ARM架構,能耗的硬傷無法解決。
就像許多歷史上輝煌的公司一樣,過去的成功經驗往往成為新業務拓展的障礙。英特爾從反面完美詮釋了這句話。英特爾在行動領域CPU市場上屢戰屢敗,不僅一無所獲,還給了台積電和三星追趕的時間。可見,只是技術領先,若沒有生態支持,或轉變商業模式和管理思維,同樣不會勝出,PC時代的蘋果與微軟系統之爭也曾證明過這一點。
2019年10月,隨著蘋果iPhone11的熱賣,台積電市值也突破2,500億美元,再次超過英特爾。美國《金融時報》評論:這標誌著英特爾長期領導地位的結束。
過快的追趕技術未必是好事
英特爾的技術目標訂的很超前,半導體業界在評價三星電子時也會用到「技術激進」「科技冒險」等字眼。但台積電從沒有得到這樣的評價,在晶片製造工藝向前演進的歷程中,行業曾經有多次重大技術路線決策,台積電每一次都走對了風向,擁有無懈可擊的常勝紀錄,這不能簡單歸結為運氣好。胡正明認為,大型專業晶圓代工,有幾百個客戶,應鼓勵代工廠取得更小的技術進步,因為總有一個客戶會感興趣。這些客戶的產品週期並不同步,幾乎任何時候,只要台積電擁有新技術,就有一些客戶願意採納付費。當你取得更大的技術進步時,比取得更多的小進步反倒更有可能滑倒。
半導體製造的成功在很大程度上依賴於規模,更多的銷售意味著有更多完善製程的機會,而完善的製程有助於晶圓代工廠進入下一個製程節點。因為客戶數量眾多,台積電擁有更多的試誤機會,更容易應用新技術,然後將一個個微小的改善累積成巨大的進步。這是專業晶圓代工廠相對於IDM廠的一大競爭優勢。胡正明最後指出,如果不涉足代工業務,英特爾就無法維持技術領先。推動摩爾定律前進的不再是英特爾,而是台積電。
2020年,當英特爾將部分6奈米GPU和5奈米處理器訂單秘密尋求台積電測試的時候,相當於事實上確認了英特爾在先進工藝競爭上的落後地位。台積電股價連續大漲,2020年7月28日,台積電市值突破12兆新台幣,美股達4,317億美元。對應的是英特爾市值下跌,僅2,200億美元,差不多只有台積電的一半。如今,台積電市值超過7,000億美元,而英特爾不到2,000億美元。
3奈米製程鏖戰正酣,2奈米製程已狼煙滾滾。 2021年5月,IBM宣布推出全球首個2奈米製造技術。 IBM預期2奈米製程最早的生產時間是2024年底和2025年初,此後過渡到量產,逐步爬坡。
IBM的2奈米技術是由其奧爾巴尼研究中心與三星電子、英特爾聯合研發出來,採用GAA架構。基於此,英特爾才敢宣稱將於2024年量產20A埃製程(相當於台積電的2奈米製程)。
但消息宣布之後,台積電的股價不跌反漲。沒人相信這會動搖台積電的製造優勢,2奈米製程新技術不僅需要設計工具、搭配以智慧財產權為核心的生態系統,還需要檢驗量產成品率、生產成本及客戶接受程度。台積電已經縱橫全球專業晶圓代工市場30多年,擁有多元化且穩定的客戶群,外加相當成熟的供應鏈系統。這些優勢令台積電在快速提升成品率、降低生產成本和縮短新製程研發週期等方面的能力無人可比。台積電早在2019年就開始研發2奈米工藝,2021年在GAA架構上也取得了重大突破,預計在2025年實現2奈米製程的量產。
且台積電已宣佈在1奈米以下製程研發上取得突破。 1奈米已經逼近矽的物理極限,半導體界一直在尋找可解決高電阻、低電流問題的二維材料來取代矽,尋找更好解決漏電、發熱等問題的介電解質材料來取代銅。這些還需要ASML的支持,其數值孔徑0.55的光刻機將在2025-2026年大規模應用。 ASML全球副總裁和研發總監嚴濤南預計,到2030年左右將會有整合3,000億個電晶體的晶片出現。晶片設備中僅次於光刻機的是蝕刻機,中微半導體董事長尹志堯表示,當等離子刻蝕機可以達到1-2個原子級別的精確度時,實現1奈米製程沒有問題。
美國金融研究InvestorPlace認為:毫不誇張的說,台積電是世界上最重要的公司──它在製造業的優勢,造就了這樣的地位。
因此,即便英特爾在最新的先進製程中領先,也可能只是暫時的,從長期來看,台積電會憑藉更深的學習曲線、製程製造的累積優勢以及廣泛的客戶合作厚積薄發,最終將會再次領先。
文章來源:證券市場週刊