英特爾在半導(dǎo)體行業(yè)具有獨(dú)特地位，是唯一一家主要的邏輯芯片類的集成設(shè)計(jì)制造商（IDM），這意味著其作為一家公司，同時(shí)設(shè)計(jì)和制造自己的先進(jìn)芯片。雖然三星具備這兩種功能，但在大規(guī)模集成電路（設(shè)計(jì)）和代工之間實(shí)際存在一道防火墻。英特爾IDM的獨(dú)特地位是主要的結(jié)構(gòu)性優(yōu)勢(shì)，但也是劣勢(shì)。Semianalysis從技術(shù)和成本的角度討論了英特爾的低效。除了分享英特爾的主張外，也分享其對(duì)英特爾技術(shù)、成本模型和毛利率的獨(dú)立看法。
理論上，英特爾可以優(yōu)化其制造和設(shè)計(jì)，比起像AMD這樣的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手與臺(tái)積電之間的關(guān)系更密切，因?yàn)橛⑻貭柺且粋€(gè)單一的公司，數(shù)據(jù)共享限制較少，可以將最終芯片的價(jià)格定得比AMD低，因?yàn)椴恍枰Ц锻獠颗_(tái)積電代工稅。
幾十年來，這種模式一直行之有效。過去，英特爾在工藝節(jié)點(diǎn)上一直遙遙領(lǐng)先于其所有的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，因此能占據(jù)主導(dǎo)地位。英特爾的利潤(rùn)率也一直高于臺(tái)積電和AMD等公司。假設(shè)是同一家公司與英特爾，下圖是代工廠+無晶圓廠公司的組合樣式。
英特爾工藝節(jié)點(diǎn)優(yōu)勢(shì)在21世紀(jì)頭10年開始在14nm工藝方面瓦解，但隨后在10nm工藝的過渡中完全崩潰，而這原定時(shí)間是在2016年。晶圓代工廠在16nm、10nm、7nm工藝上一路領(lǐng)先，將英特爾3年的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)一掃而光，變成了3年的劣勢(shì)。
其中一些瓦解是由大型IDM造成的。責(zé)任和問責(zé)制沒有適當(dāng)下放到各個(gè)團(tuán)隊(duì)和業(yè)務(wù)部門。英特爾的部分部門逐漸消亡，在性能或成本方面都落后于整個(gè)行業(yè)，但沒人能說得出來，因?yàn)橛⑻貭柼幱谧约旱膲?mèng)幻世界，即在工程領(lǐng)域具有壓倒性優(yōu)勢(shì)。
一旦英特爾失去領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，其效率低下問題就會(huì)很明顯?，F(xiàn)在，英特爾在晶圓制造方面的效率明顯低于臺(tái)積電。由于工具利用率較低，產(chǎn)量較差，英特爾需要更多的晶圓廠空間來實(shí)現(xiàn)相同產(chǎn)量。
與此同時(shí)，英特爾的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)明顯落后于AMD，需要具有更多晶體管的更大內(nèi)核，這樣可以消耗更多能量才能達(dá)到類似性能。此外，英特爾的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要花費(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間和更多成本才能實(shí)現(xiàn)新架構(gòu)的生產(chǎn)，這是因?yàn)樗麄兊牡脑O(shè)計(jì)方法比較差。
英特爾解決這些問題的方法之一就是快速連續(xù)縮小兩次（英特爾4/3和英特爾20A/18A）來追趕工藝節(jié)點(diǎn)。然而，僅憑這一點(diǎn)并不能解決問題，因?yàn)檫€缺少規(guī)模、客戶基礎(chǔ)和運(yùn)營(yíng)效率。
英特爾目前正努力解決其中的許多問題，并對(duì)外轉(zhuǎn)型成為各種客戶的外部代工。雖然從表面上看，這只有在他們能贏得外部客戶的情況下才有幫助，但還有其他好處。
通過轉(zhuǎn)向內(nèi)部代工廠模式，英特爾可以開始結(jié)束將成本分配給整個(gè)業(yè)務(wù)單元而不是個(gè)人設(shè)計(jì)和團(tuán)隊(duì)的無意義做法。這將有助于解決一些主要的效率低下問題，將問責(zé)制下降到較低水平，這將有助于管理產(chǎn)品和晶圓廠方面的成本。
當(dāng)前低效問題
這些不同的問題是壓倒性的，并導(dǎo)致了semianalysis現(xiàn)在所看到的英特爾的狀態(tài)。一般來說，英特爾的產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)可以隱藏在其制造能力背后，并擺脫分配給整個(gè)業(yè)務(wù)部門的成本。
熱門批次
在半導(dǎo)體制造中，晶圓是批量生產(chǎn)的。這些批量是晶圓的集合，在轉(zhuǎn)移到下一個(gè)可用的制造工具之前，這些晶圓通過工具進(jìn)行連續(xù)加工。因?yàn)橐粋€(gè)晶圓廠要耗資數(shù)百億美元，所以晶圓廠的工具必須得到最大限度的利用。一般來說，由于晶圓是成批生產(chǎn)的，所以前沿晶圓需要花費(fèi)10周時(shí)間來處理。
另一方面，若不考慮成本，前沿晶圓也可以在幾周內(nèi)完成加工，但由于工具需要不斷等待晶圓以便能盡快加工，所以效率極其低下。這稱之為“熱門批次”，指一批晶圓優(yōu)先處理，而且與標(biāo)準(zhǔn)批次相比，加工速度更快。
“他們想做多少熱門批次就做多少熱門批次，想做多少樣本就做多少樣本?！?/p>
——英特爾首席財(cái)務(wù)官David Zinsner
這可能是出于多種原因，例如加快對(duì)新工藝步驟或工具的驗(yàn)證，或者為新設(shè)計(jì)或技術(shù)制造測(cè)試芯片。這個(gè)術(shù)語來源于這樣一種觀點(diǎn)，即這些晶圓是“熱門的”，因?yàn)樗鼈円员M可能快的速度推進(jìn)制造工藝。
然而，運(yùn)行熱門批次確實(shí)會(huì)降低工具利用率和整體晶圓廠效率。因此，在快速處理特定晶圓的緊迫性與制造工廠的整體效率和吞吐量之間需要權(quán)衡。
英特爾正解決這個(gè)問題，轉(zhuǎn)向內(nèi)部代工廠模式，向業(yè)務(wù)部門收取熱門批次的費(fèi)用，就像其他代工廠向其客戶收取熱門批次的費(fèi)用一樣。
英特爾認(rèn)為，僅這一改變每年就可以為其節(jié)省5億至10億美元。
步進(jìn)（Stepping）及樣本
設(shè)計(jì)芯片是非常昂貴的。一旦有了完整的設(shè)計(jì)，將其投入生產(chǎn)包括將設(shè)計(jì)發(fā)送到晶圓廠、將這些設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成數(shù)十個(gè)物理光掩膜放入光刻工具中、并在數(shù)千個(gè)工藝步驟中運(yùn)行測(cè)試芯片。一旦收到測(cè)試芯片，就可以審查是否存在漏洞/問題，并且可以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整。
semianalysis已經(jīng)詳細(xì)討論了這個(gè)行業(yè)的設(shè)計(jì)成本問題，但目前英特爾的一個(gè)主要劣勢(shì)是他們需要更多的迭代。步進(jìn)是指將修改后的設(shè)計(jì)發(fā)送給晶圓廠，然后為新測(cè)試芯片創(chuàng)建新光掩模。
“他們想做多少步進(jìn)就做多少步進(jìn)。”
——英特爾首席財(cái)務(wù)官David Zinsner
英特爾用了12個(gè)步進(jìn)才將Sapphire Rapids推向市場(chǎng)，而AMD通常只需要2到3個(gè)步進(jìn)就推出了Bergamo和Genoa等競(jìng)爭(zhēng)芯片。這大大增加了英特爾制造所有這些額外光掩膜的成本，同時(shí)也大大增加了將新設(shè)計(jì)推向市場(chǎng)的時(shí)間。
