【編者按】本文有兩位作者，半導體老兵周曉陽（Gilbert），西安交大微電子校友，和西安交通大學管理學院教授周曉陽；文章首發于微信公衆号老周公号，集微網經授權釋出。
1. 內建電路的商業模式
為了更好的表述筆者的邏輯和結論，我們先給大家介紹內建電路産業的商業模式，一般有兩種，見圖一，一是垂直整合模式（IDM，Integrated Design and Manufacture），最典型的就是我們今天的主角英特爾（Intel）公司。在這種模式下，産品的定義、設計、晶圓制造、晶圓測試、封裝測試等都是由同一家公司來完成的。
圖一 內建電路産業的商業模式
二是專業分工的模式。在這種模式下，産品的定義和IC的設計是由fabless的設計公司完成，而晶圓制造、晶圓測試、封裝測試等則分别交由專業代工廠來完成。例如，典型的IC設計公司包括美國的高通和中國的展銳，典型的晶圓制造代工廠包括台積電（TSMC）和中芯國際，典型的晶圓測試封裝測試包括長電，華天和通富微電等。當然，部分IDM在自己設計完成後也找晶圓代工或（和）封測代工，比如英特爾的FPGA和自動駕駛晶片的制造就是利用了在外的晶圓及封測代工。
2. 數字/邏輯電路的競争力
若論某個數字/邏輯電路有沒有競争力，那麼第一要看這個IC的設計，其功能是否全面強大，效率是否高，第二也要看它所采用的工藝節點，一般來講，工藝越先進，IC的速度更高，功耗更低，效率更高，成本更低。沒有好的設計，就沒有好的數字/邏輯IC，同時，若沒有好的工藝支撐，好的IC也不可能實作。摩爾定律很好地诠釋了數字/邏輯電路的發展規律，也清晰地指引了未來數字/邏輯電路的疊代演進。
3. 數字/邏輯電路IDM症結難治
筆者之一在2018年12月西安IC高峰論壇上作演講時，就提到了以下觀點（演講截圖見圖二）：由于先進Fab建廠成本随着摩爾定律迅速增加，5nm建廠成本約100多億美元，3nm建廠成本約200億美元。邏輯IC将逐漸向專業分工過渡，專業分工的商業模式，相當于很多設計公司合夥投資晶圓代工廠，是以，在新工藝開發上，英特爾的IDM難以和“高通＋蘋果＋AMD＋博通＋NVDIA+華為＋比特币玩家＋台積電”競争。由于TSMC任何一代的新工藝都會有足夠多的客戶（至少高通＋蘋果＋AMD＋博通＋NVDIA+華為＋一衆比特币玩家）支撐，能上量，能讓台積電有足夠大的量提高效率和成品率，能讓台積電賺到足夠多的錢投資下幾代的新工藝産能及研發，是以英特爾的先進工藝落後于台積電便成為曆史的必然。
圖二 筆者之一西安演講PPT截圖
由于英特爾先進工藝的落後，AMD、NVIDA、蘋果等都能做出比英特爾功耗更低、成本效益更高的産品，進而不斷蠶食英特爾的市場佔有率。
先進制程工藝帶來的性能提升是立竿見影的。以目前英特爾與AMD的兩款頂級處理器為例：AMD在2020年釋出的銳龍9-5950X晶片，由于采用了台積電7nm工藝，其多核性能甚至比英特爾在2021年釋出的i9-12900K強約10%。據報道，英特爾在今年即将釋出的獨立顯示卡DG2的生産中将采用台積電的6nm工藝，但若采用英特爾自家的10nm工藝，理論頻率可能會降低0.2GHz左右。
另外，像英特爾這樣的IDM，其自身産品永遠都需要采用最先進的工藝制造，需要不斷投資最先進（自己能做出的最先進的）工藝，一旦新工藝開發成功并成功量産，老工藝的生産線就需要淘汰和改造，導緻折舊負擔一直很重，自己的産量又不足以支撐最先進工藝賺到足夠多的錢投資下一代或幾代先進産能。而台積電的情況則完全不同。台積電作為代工廠，由于需要滿足不同的客戶以及不同工藝水準的生産線，其裝置甚至也可以數字轉模拟或轉傳感器，是以盡管其8吋生産線已全部折舊，也照樣可以實作滿産。源于此，台積電的綜合成本驟降，公司毛利率高企。相較之下，單一IDM的工藝差距和台積電越來越大，而如今已經大到無法趕超！
4. 數字/邏輯電路IDM的窮途末路
首先，讓我們看晶片代工巨頭台積電近三年時間營收狀況以及各制程收入占比，見表一。
表一 台積電2019-2021年營收狀況以及各制程收入對比
（資料來源：台積電财報）
可以看出，2019-2021年台積電總營收不斷上漲，先進制程（7nm及以下）收入占比從2019年的27%增長到2021年的50%。這主要得益于台積電在先進制程技術上的投資，背後是每年均超過50%市場占有率帶來的高收入對先進制程研發的支撐。
其次，我們再看過去20年Intel、AMD、NVIDA、TSMC等四家半導體公司的股價和市值變化，見圖三。
圖三 Intel、AMD、NVIDA、TSMC過去22年股票變化
可以看出，資本市場已經對這兩種商業模式投下了自己重重的一票。專業分工的AMD、NVIDA、TSMC在股價及市值上，在2015後都相繼超越英特爾，這在十多年前是不可想象的事。而AMD的真正騰飛也是在完成對自己的晶圓制造分拆後做到的（從一個數字/邏輯IMD華麗轉身為專業分工的Fabless）。當時很多人都認為AMD的分拆是為了活命不得已而為之，沒有料到這其實是一次從落後的商業模式向與時俱進的商業模式的華麗轉變。
再次，根據主要半導體公司過去兩年的銷售情況，見表二，可以看出：（1）英特爾是表中全球主要半導體公司唯一在2021年基本沒有增加的。（2）英特爾是表中唯一的純數字／邏輯IDM（存儲器除外）。
表二 主要半導體公司過去兩年的銷售情況
（2021年為估計值）
同樣的問題也反映在近年來兩家公司的利潤增長上，見表三，可以看出，AMD從2016年至2021年的總營收及淨利潤基本保持了快速增長，僅在2019年基本與上一年持平。反觀英特爾，已經連續三年出現了淨利潤下滑的局面。
表三 英特爾與AMD 2016-2021财年營收狀況對比（資料來源：公司财報）
基于以上分析，我們可以認為：存儲器和模拟／功率半導體，IDM到現在為止，還是最好的商業模式。
綜上所述，數字／邏輯IDM會越來越沒有前途！
5. 英特爾的岔路口和新選擇
英特爾是筆者之一貢獻了10年青春的公司（1997-2006），也是讓筆者學到東西最多和進步最快的公司。英特爾在過去50多年的曆史裡創造了很多改變世界的奇迹，随着曆史的變遷及最優商業模式的變遷，在這個輪回裡相對落後了，然而重新回歸的英特爾CEO充分地認識到了時代對英特爾的挑戰和機遇，正在上司英特爾為重回尖峰而努力。
2022年2月15日，英特爾宣布以總價54億美元的現金價格收購位于以色列的高塔半導體（Power）。值得注意的是，該公司目前市值約為35億美元，這筆交易的溢價将達到驚人的60%。
英特爾此舉或是為了改變近年來公司利潤增速不斷下降的現狀，或是為了對抗剛剛拿下賽靈思的AMD，或是為了放棄傳統IDM（垂直整合型）模式，推進新任CEO帕特·基辛格提出的IDM 2.0戰略，發力晶片代工。在筆者看來，英特爾收購高塔是為了健全英特爾的代工業務，英特爾高調提出了發展代工業務（IFS）的發展戰略，但英特爾現有的晶圓廠（Fab）工藝選擇非常有限，以一家家政服務中介為例，客戶需要它能提供各種家政服務者的中介服務，而不是其中某一種或兩種。收購高塔無疑是英特爾新戰略推進的不錯開始。
同時，英特爾在美國政府的支援下，加大力度投資晶圓廠，見表四，規模空前！
表四 英特爾全球晶圓廠投資計劃
但是業界可能有各種疑惑，英特爾為什麼要大力發展代工業務，無外乎有幾種原因，（1）僅有英特爾自己一家的規模（對先進工藝的需求），無法支撐賺足夠的錢，投資更先進工藝，再賺錢，再投資更先進工藝的良性正回報（循環），英特爾希望有更多使用先進的工藝的客戶使用自己的代工服務，雖然高塔的工藝還不夠先進，但卻可以為英特爾注入代工服務的DNA，提供一整套代工服務的系統流程思想态度，也為英特爾帶來了不少現成的代工業務客戶；（2）增加自己代工服務的種類與産品線；（3）增加自己工廠的地理分布廣泛性，避免地緣政治風險。
但是因為高塔的業務量非常低，引進收購高塔對英特爾的改變會非常小。是以接下來，英特爾有兩條路可以走，（1）繼續收購其他的代工商，比如聯電（UMC）等；（2）自己加大對晶圓廠的投入（從英特爾已經釋出的投資戰略裡已經能夠看到端倪）。
我們假設，英特爾的代工業務和先進工藝發展非常順利，在未來幾年工藝的先進性趕上台積電，兩邊服務的成本效益相當，那麼問題來了，和英特爾競争的這些公司，比如AMD、NVIDA、蘋果甚至高通，是願意自己的流片交給沒有任何競争關系的台積電，還是和自己競争的要死要活的英特爾？讓英特爾利用代工業務，賺到足夠多的錢，發展更先進的工藝，然後把自己幹翻，答案不言而喻！
那麼，為什麼英特爾明知山有虎，偏向虎山行？既然如本文所述，數字／邏輯IDM是沒有前途的，這個全球唯一大塊頭的數字／邏輯IDM（存儲器除外），未來最佳的商業路線在哪裡？筆者認為，最佳路線就是代工業務和晶片設計業務的分拆（華爾街也有類似這樣的建議），那麼英特爾為什麼不走分拆之路，而要拼命做大做強代工業務？其實原因很簡單，雖然英特爾的設計和工藝研發都非常強，但是代工業務卻非常弱（以前基本上沒有實質性的做過大規模的代工服務），要經驗沒經驗，要體系沒體系，要流程沒流程。如果現在馬上分拆（收購高塔前），這就好比讓公主不經過鍛煉直接從事家政服務！如果這樣分析，那麼現在英特爾所做的所有努力都符合邏輯，而且非常必要。英特爾要在分拆前，讓公司的代工業務有經驗、有體系、有流程、有客戶、有産能。如果英特爾能夠走到這一步，由于英特爾本身的強大，由于美國政府強有力的支援，由于地緣政治的需要，分拆後的英特爾（兩個獨立的公司）或将重新輝煌。
6. 後記
近日，外媒stratechery采訪了英特爾CEO Pat Gelsinger。在采訪裡，不但有關于競争對手的讨論，也有對公司未來的分析，CEO Pat Gelsinger也直截了當地否定了分拆的可能性，并強調“IDM使 IFS（英特爾代工服務）更好，IFS也使IDM更好”，并堅持認為IDM是英特爾的最佳選擇。但事實和結果究竟為何，我們拭目以待。總之，即使在認真地讀了英特爾CEO的答記者問全文之後，我們仍然相信數字／邏輯IDM沒有前途的論斷！