英特尔前高管谈英特尔如何在从内存芯片转向CPU后在计算机行业取得主导地位,然后随着智能手机的出现而失去主导地位

2020-08-03 07:15:00

上周,英特尔公布了第二季度的财务业绩,轻松超出了分析师的普遍预期。然而,在与管理层召开财报电话会议后,该公司股价立即暴跌了16%以上。七位分析师将该股评级下调至卖出,所有下调评级的共同主题是,他们的10纳米工艺再次被推迟,这意味着英特尔在工艺技术方面落后于台积电,而且远远落后于台积电。

在财报电话会议上,英特尔公布了197亿美元的营收,而华尔街的营收为185.4亿美元,每股收益为1.23美元,而每股收益为1.12美元,但它也带来了更多关于其制造工艺技术的坏消息。在杰富瑞(Jefferies)分析师贾里德·魏斯菲尔德(Jared Weisfeld)财报电话会议后的一份报告中:

但对许多人来说,7 nm的评论是一个主题改变,因为该公司推出了路线图,将CPU制造外包给第三方代工厂是正式对话的一部分。*该公司看到7 nm产品时机与之前的预期相比有6个月的转变,良率是主要罪魁祸首,比目标晚了12个月。该公司发现了导致延误的缺陷,他们声称是问题的根本原因,并认为没有根本的障碍。

这一段有很多需要解开的地方,但它提出的关键问题是,数十年来一直是制造工艺技术无可争议的领先者的英特尔,为什么会如此戏剧性地失去领先地位,使其能够向市场提供用于个人电脑和服务器的最高性能和最高利润率的CPU?

我认为英特尔正处于安迪·格罗夫所说的“战略拐点”(SIP)之中,这个拐点直指其业务的核心。英特尔上一次面临如此事关生死存亡的SIP是在1984年,当时它正在失去内存芯片的市场份额,而内存芯片是英特尔的核心业务,英特尔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变的,并因此在1995年成为世界上最大、最有影响力的半导体公司。显然,格罗夫转向微处理器的决定是正确的,因为这让公司摆脱了竞争激烈的低利润率商品业务,进入了利润率高得离谱的业务,提供了一种高度差异化的专有产品,市场占有率远远超过90%。

英特尔继续保持着全球最大半导体公司的地位,直到2017年三星营收超过英特尔,台积电在制造工艺技术上迎头赶上。要理解英特尔是如何成为占主导地位的半导体公司,并保持了20多年的地位,然后又失去了这一地位,人们必须回到1985年,当时英特尔的386芯片是它在当时新兴的个人电脑市场上的主导产品。

格罗夫在将内存导航到微处理器Pivot时不可能完全意识到的是,这一举措后来会变得多么重要。当时,个人电脑仍然是一个相对较小的市场,运行微软的MS-DOS操作系统,用户界面基于文本,笨拙。与大型机相比,个人电脑的动力不足,只能做一些简单的任务,如文字处理和电子表格,而大型机、小型机和工作站则继续用于“真正的”计算机工作。当时没有人能想象到,英特尔的微处理器在未来几十年里会成为整个计算机行业背后的大脑。当我1983年加入英特尔时,即使在英特尔,也没有人使用个人电脑进行工作。作为一名软件开发人员,我正在为数字设备公司(DEC)的VAX小型机和阿波罗工作站编写代码。这两家公司都不复存在了。

英特尔能够完成的是利用它通过批量制造内存芯片而磨练出来的先进制造专业知识,并创造出一个创新引擎,利用英特尔微处理器设计和制造能力的紧密耦合,使CPU设计师能够制造越来越多的晶体管来制造每一代微处理器,使其速度更快、成本更低。摩尔定律与其说是一条法律,不如说是要求英特尔的制造部门不断改进工艺技术,缩小晶体管的尺寸,以便在单个硅芯片上封装更多的芯片,同时还能以更快的速度对处理器进行计时。客观地说,386有275,000个晶体管,而我工作的下一代486有100多万个晶体管。今天的酷睿i7大约有30亿个晶体管。

我记得去与在大型机和小型机公司工作的工程师开会,听取他们对486的反馈,因为我们当然希望他们在他们的下一代系统中使用这种芯片,他们嘲笑我们,因为我们如此自以为是,认为他们永远都会使用他们认为是玩具的东西。然而,他们非常慷慨地提出了他们的建议,并向我们解释了他们的先进设计是如何工作的,以及为什么我们永远不会满足他们的要求,但他们没有考虑到的是,随着晶体管预算的增长,英特尔工程师能够在其CPU中添加所有这些类型的先进功能,甚至更多,最终在性能上超过他们的专有系统,而且成本要低得多。

英特尔在x86 CPU性价比方面的快速创新和改进的结果是,它为整个计算机行业创造了一个战略拐点。为了解释这一点,我将回顾格罗夫的唯一一本偏执狂生存书,他在书中写道:

“电脑业过去是垂直排列的。如下图所示,这意味着一家老式计算机公司将有自己的半导体芯片实现,根据自己的设计,在自己的工厂里围绕这些芯片建造自己的计算机,开发自己的操作系统软件(对所有计算机的工作至关重要的软件),并销售自己的应用软件(做应付账款或机票或百货商店库存控制等事情的软件)。公司自己的芯片、自己的电脑、自己的操作系统和自己的应用软件的这种组合,然后将由公司自己的销售人员作为一个包出售。这就是我们所说的垂直排列。请注意“拥有”一词在本说明中出现的频率。事实上,我们不妨说“专有”,这其实是旧电脑业的代名词。

这种垂直整合的方法有利有弊。这样做的好处是,当一家公司自己开发每一个部分时,各个部分作为一个整体可以更好地协同工作。缺点是客户被锁定在一个供应商中,这限制了选择。另一个更重要的缺点是,创新速度只与链条中最慢的一环一样快,而且市场更加分散,这使得任何一家公司都无法实现规模经济。最终的结果是,计算机行业是由独立的孤岛组成的,没有互操作性,也没有规模。一旦客户选择了一种解决方案,他们就会坚持很长一段时间,并支付更高的费用。

然后,微处理器出现了,因为它成为了该行业的基本构件。规模经济开始发挥作用,极大地加快了改进的速度,这也极大地扩大了个人电脑的市场,然后是后来的服务器,最终取代了专有系统。回到格罗夫:

随着时间的推移,这改变了整个行业的结构,出现了一个新的横向行业。在这种新模式下,没有一家公司拥有自己的堆栈。消费者可以从水平芯片条中挑选芯片,从计算机栏中挑选计算机制造商,从操作系统栏中选择操作系统,从零售店或电脑超市的货架上抓起几个现成的应用程序中的一个,并将这些东西的收藏带回家。然后他或她点燃了他们的热情,希望他们都能一起工作。他可能很难让它们工作,但他忍住了这个麻烦,更加努力地工作,因为他刚刚花了2000美元买了一个旧方法无法用不到十倍的成本交付的计算机系统。这是一个如此令人信服的主张,以至于为了利用这种新的经营方式的力量,他忍受了这些弱点。随着时间的推移,这改变了计算机行业的整个结构,出现了一个新的横向行业,如下所示。

由于行业从纵向到横向的重新定位,许多计算机公司未能在战略拐点中幸存下来。12月,Unisys,Apollo,Data General,Prime,Wang,以及许多其他公司,要么破产,要么被PC公司收购,如康柏收购DEC。正如格罗夫所解释的那样,计算机行业的这场巨大变革的关键教训之一是:

“凭借盛行的功能专业化,横向行业往往比垂直行业更具成本效益。简而言之,在几个领域要比在一个领域更难做到一流。

随着行业从垂直模式转向水平模式,每个参与者都将不得不以自己的方式度过一个战略拐点。因此,随着时间的推移,越来越多的公司需要按照这些规则运营。“。

这种模块化理论也在克莱顿·克里斯滕森(Clayton Christensen)关于分裂、瓦解和可微性消散的论文中得到了彻底的阐述,并在他的著作“创新者解决方案”(The Innovators Solution)中进行了更详细的探索,他在书中指出:

模块化对行业结构有着深远的影响,因为它使独立的、非集成的组织能够销售、购买和组装零部件和子系统。在相互依赖的世界中,你必须制造系统的所有关键元素才能制造其中的任何一个,而在模块化的世界中,你可以通过外包或只提供一个元素来实现繁荣。最终,模块化接口的规范将统一为行业标准。当这种情况发生时,公司可以混合和搭配来自同类最佳供应商的零部件,以便方便地对个别客户的具体需求作出反应。“。

到1995年,这一转变正在如火如荼地进行,完成了从“旧计算机产业”向“新计算机产业”的过渡,英特尔取得了胜利。然而,英特尔错过了下一个转折点,错过了这个转折点,埋下了它今天面临的问题的种子。

英特尔错过的战略拐点是移动设备,更具体地说是2007年1月推出的苹果iPhone。由于Intelx86CPU耗电太多,苹果选择了基于更省电的ARM架构的芯片。碰巧的是,英特尔推出了基于ARM的Atom处理器,这是一款专为移动设备设计的低功耗芯片。英特尔当然有工程和制造能力来设计和供应苹果在新iPhone中需要的芯片。苹果已经从IBM PowerPC芯片转换到Mac的x86芯片,史蒂夫·乔布斯与安迪·格罗夫(Andy Grove)和后来的保罗·欧德宁(Paul Otelini)关系非常好,后者在设计iPhone时已经成为首席执行官。正如欧德宁2013年在大西洋月刊接受亚历克西斯·马德里加尔(Alexis Madrigal)采访时所描述的那样:

我们最终没有赢得它,也没有把它传递出去,这取决于你想要如何看待它。欧德宁在英特尔工作的最后一个月,在两个小时的谈话中告诉我,如果我们做到这一点,世界将会大不相同。你必须记住的一件事是,这是在iPhone推出之前,没有人知道iPhone会做什么……。到头来,有一个他们感兴趣的筹码,他们想要支付一定的价格,而不是多付一分钱,这个价格低于我们的预测成本。我看不见它。这不是你可以通过数量来弥补的事情之一。事后看来,预测的成本是错误的,销量是任何人想象的100倍。

不愿意争取苹果意味着英特尔被排除在参与手机市场之外,但更重要的是,这给了台积电一个机会,成为苹果iPhone和所有其他基于Android的移动设备芯片的首选制造商。它把英特尔在半导体领域控制的水平层分成两个更窄的层:一个是基于ARM的CPU架构,最终主导了手机市场,另一个层是这些设备的制造,台积电最终占据了最大的份额。由于ARM将其设计授权给其他所谓的“无晶圆”芯片设计公司,如高通(Qualcomm),它大幅增加了围绕ARM架构进行创新的公司数量,其规模之大是英特尔做梦都无法企及的,这加快了创新和多样化的速度,但所有公司都仍与ARM架构兼容,因此为手机设计的软件有了更大的市场。此外,台积电作为芯片制造厂的首选,能够扩大规模并享受到巨大的规模经济,这使得它能够以更快的速度推动其工艺技术向前发展,并最终像最近那样超过英特尔。即使是三星也能够赶上英特尔,先是作为内存芯片的供应商,然后是更先进的逻辑芯片。其结果是,移动时代的领导地位已经从英特尔和微软(有时被称为Wintel)转移到ARM和台积电。

本·汤普森在他的Stratechery博客“芯片、地缘政治和英特尔与整合的危险”中对这一趋势进行了非常透彻的分析,这是对台积电如何能够在先进半导体产品制造方面领先于英特尔的出色分析。

雪上加霜的是,英特尔还遭遇了布莱恩·克尔扎尼克(Brian Crzatic)领导不力的不幸,导致高级管理层更替的速度加快。最近,苹果成功地吸引了以色列和俄勒冈州的许多英特尔顶级VLSI芯片设计师,致力于为下一代iPhone和iPad,甚至很快甚至Macbook设计苹果的处理器。

英特尔今天可能面临与1984年一样大的战略拐点,但主要的不同之处在于,由于云计算的持续强势,英特尔的核心数据中心业务利润很高,而且仍在增长,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。然而,包括亚马逊、谷歌、华为在内的越来越多的无厂房芯片设计集团,以及安培等初创企业正在为数据中心开发基于ARM的高性能CPU,随着5G网络边缘计算的未来增长,这个市场将变得更加巨大。由于台积电将生产这些ARM服务器芯片,而Macbook中基于ARM的新芯片据传比英特尔的CPU更快(且功耗更低),英特尔的优势甚至在其核心数据中心业务中也会受到侵蚀。

在杰富瑞(Jefferies)股票分析师马克·利帕西斯(Marc Lipacis)1月份的一份研究报告中,他提出了强有力的理由,认为英特尔应该剥离其制造业务,这样才能直接与台积电竞争。他的分析是,英特尔通过减少制造成本,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,英特尔不仅失去了市场份额和收入,还失去了它在下一个计算和通信时代的领导地位。英特尔在个人电脑时代的角色不仅仅是提供CPU,因为它控制着生态系统,这使得它能够影响技术的方向,使其受益。在移动计算时代,英特尔缺席了,它将移动生态系统的领导角色留给了ARM和台积电。

正如前面提到的,英特尔还失去了大量高级管理人员,并从可能更愿意剥离英特尔制造部分的无晶圆厂公司招聘了新的管理层。新任CEO鲍勃·斯旺是从公司外部请来的,先是担任CFO,后来升任CEO,因此他可能不那么依恋老路,而是勇于做一些大胆的事情。另一方面,董事会仍有很多遗留董事,他们可能不会接受这样一个大胆但必要的举措。随着股价的反映,市场肯定已经表明了自己的立场。历史与英特尔在制程技术方面以及台积电和ARM的外部10倍力量追赶的机会背道而驰。正如格罗夫在他的书中提到的这些类型的变化,只有偏执狂才能生存,不能被愿望赶走。即使英特尔有足够的惯性继续走目前的道路,宏观趋势最终也会赶上它,如果它不设法度过这个战略拐点,它将失去在科技行业的卓越地位。