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摘要
近年来，高级微设备(AMD)的表现超过英特尔(INTC)已经不是什么秘密了。AMD的一大推动力是微处理器的发布，与上一代相比，微处理器与英特尔产品的竞争要激烈得多。虽然推土机架构和后来的衍生产品都无法与英特尔匹敌，但禅宗架构却并非如此。 另一个困扰英特尔的问题是工艺技术，即用于制造集成电路的制造工艺和设计规则。工艺节点可以给出一个粗略但不精确的指示，比如14nm处的电路有多小。在很长一段时间内，英特尔始终可以指望自己在工艺技术方面领先于AMD等竞争对手。但英特尔相对于AMD的这一传统优势如今已不复存在。 事实上，英特尔可能很快就会在工艺技术上落后于AMD，因为英特尔正努力从目前的14nm制程转移到10nm制程。然而，值得一提的是，英特尔在10nm处测量晶体管和金属节距的方法与台积电(NYSE:TSM)等铸造厂不同。它们实际上更接近国际半导体技术路线图(ITRS)所使用的定义。
英特尔在工艺技术上的挣扎 尽管英特尔拥有14nm制程技术，但近年来一直难以取得进展。后续的10nm工艺技术应该在几年前就已经准备好了，但是即使在多次延迟之后，仍然没有得到广泛的应用。英特尔原本计划在三年前发布10nm佳能湖微处理器，但这一计划从未实现。 英特尔无法将10nm制程量产归咎于良率低，良率指的是每片晶圆中功能性晶片的百分比。没有足够数量的晶圆片通过所有测试，批量生产是不经济的。因此，英特尔面临的挑战是确保其收益率达到标准。 在CES2019大会上，英特尔表示，10纳米冰湖处理器将在2019年底假期前上市。虽然英特尔过去曾以非常有限的数量提供过10nm处理器的样品，但如果英特尔不像过去那样经历新的延迟，10nm冰湖处理器将是第一个进入批量生产的微处理器。 为了让事情更有趣，英特尔最近在2019年4月2日推出了Agilex现场可编程网格阵列(“FPGA”)。Agilex将在未来几个月接替layx家族的FPGAs。Agilex FPGA的一个有趣的特性是它使用10nm工艺技术制造。这使得一些人认为英特尔最终解决了所有的产量问题，现在准备好推进10nm制程。 为什么英特尔尚未准备好10nm微处理器 然而，也可以提出相反的观点。其最新的FPGA使用10nm芯片，这一事实可能表明，英特尔尚未解决其在工艺技术方面的所有问题。原因有几个。首先要提到的是FPGAs本质上对制造缺陷引起的产量问题更有弹性。 你可以设计一个电路来执行所需的指令，而不是像大多数人那样为微处理器编写软件指令。这就是fpga发挥作用的地方，因为它们有能力成为你想要的集成电路。与逻辑固定的微处理器不同的是，fpga在被制造出来之后可以重新编程，以适应所需的功能。 为了实现这一目标，FPGAs包含大量以网格形式排列的可编程逻辑块。因此在FPGA中有“网格阵列”这个术语。FPGAs可以并行工作，因此对于相同的资源，不同的处理操作不会产生冲突。要执行的处理任务在FPGA中被分配到它们自己的部分，其中包含它自己的一组可编程逻辑块。段外的逻辑块不能影响其操作。 这意味着FPGAs有一定程度的冗余。根据缺陷发生的位置，冗余使FPGAs对通常会使微处理器瘫痪的制造缺陷具有更强的弹性。由于制造缺陷而丢失的一些逻辑单元可以通过重新配置来解决。FPGAs仍然可以使用，只要有足够的空间或门留下。 基本上，即使在微处理器不具备制造缺陷的情况下，FPGAs仍然可以正常工作。因此，如果由于制造缺陷而导致成品率较低，那么FPGAs仍然可以投入生产，即使普通微处理器无法做到这一点。 当产量较低时FPGAs的经济效益优于微处理器 需要注意的第二件事是，尽管有廉价的FPGAs可用，但根据提供的特性，高端FPGAs的成本可能高达数万美元。由于FPGAs非常昂贵，如果每个晶圆片只有相对较少的芯片可用，那么FPGAs仍然是可以接受的。 将微处理器批量生产变得不经济的成品率仍然适用于FPGAs的生产。请记住，一个晶圆片所产生的好晶片数量必须能够支付该晶圆片的制造成本。如果fpga的售价更高，你就不需要那么多fpga来支付成本，因为微处理器更便宜。 FPGAs对英特尔的贡献并不大 近年来，英特尔的收入一直在增长，这主要得益于其以数据为中心的业务。2018年营收为708亿美元，比2017年增长80亿美元，增幅13%。下表显示了英特尔的收入进展情况。注意，以数据为中心的业务比以pc为中心的业务更强大。
FPGAs属于可编程解决方案集团(PSG)，该集团去年实现收入21亿美元。相比之下，英特尔2018年全年营收为708亿美元。因此，PSG部门贡献了约3%的收入。巴黎圣日耳曼的营业收入仅为5亿美元。如果所有部门的营业收入都是233亿美元，那么巴黎圣日耳曼集团的贡献仅为2.1%。下表列出了PSG段的相关数字。
此外，该部门的营业收入几乎保持不变，为5亿美元。巴黎圣日耳曼集团2018年的营收仅增长了2亿美元，低于其他增长强劲得多的行业。下表列出了2018年与2017年相比，各部门对英特尔增长的贡献。 请注意，客户端计算组(“CCG”)和数据中心组(“DCG”)是对增长贡献最大的两个部分。两家公司分别出资30亿美元和39亿美元。如果收入增加了80亿美元，那么这两家公司就占了69亿美元，即86.3%。
当其他产品贡献更多的时候， 英特尔会优先考虑10nm制程FPGAs吗? 显然，fpga对英特尔并不像上面的数字所显示的那么重要。然而fpga是首批使用英特尔最新工艺技术的产品之一。有一种观点认为，最好是把资源和最新技术留给能带来最大收益的产品。 特别是由于最新流程节点的fab容量有限，因此最大限度地利用可用资源是明智的做法。这包括将尽可能多的制造能力分配给对利润贡献最大的产品。14nm制程的cpu已经供不应求，将资源转移到10nm制程的fpga似乎没有意义。 一种可能的解释是，英特尔尚未完全掌握10nm制程技术。它可以很好地生产FPGAs，但它可能还没有准备好批量生产微处理器。这是不可能肯定的，因为只有英特尔知道肯定。英特尔表示，10nm处理器将于2019年底上市。英特尔这次有可能推出10nm处理器，并将批量生产。 问题在于，英特尔在过去几年也做出过类似的承诺，但没有兑现。除了英特尔，没有人真正知道其工艺技术的确切状况。它的收益率可能已经提高了，但它是否足以批量生产cpu仍是一个悬而未决的问题。英特尔一直对10nm制程低产量的确切原因含糊其辞，这引发了质疑。 英特尔可能还没有准备好，10nm FPGA可能就是一个反映。如果英特尔还没有准备好迁移到10nm处理器，并且进一步的延迟正在进行中，那么这将对英特尔与其竞争对手AMD的竞争产生影响。 英特尔在工艺技术上落后于AMD意味着什么? 假设其他条件相同，晶体管越小，性能越好。因此，如果AMD在工艺技术上有优势，并结合Zen 2的预期改进，那么AMD可能很快就会推出性能优于英特尔的产品。 英特尔上一次明显在处理器性能上落后是在20年前，当时AMD推出了Athlon系列产品，尤其是雷鸟(Thunderbird)，对手是奔腾III。不久之后，AMD的领先地位推动其股价升至约44美元的高点，此后该股从未触及这一水平。 英特尔最终用奔腾4取代了奔腾III，但是奔腾4并没有把英特尔重新推上顶峰，原因是一系列的问题，包括Netburst微架构造成的过度功耗和散热。 直到2006年推出Core 2系列，英特尔才有理由声称其处理器再一次明显优于AMD。英特尔在每一代新一代核心系列产品中或多或少都保持着这一地位。相比之下，AMD基于推土机、Piledriver、蒸汽压路机和挖掘机微架构的处理器无法与英特尔匹敌。 但AMD现在有机会重复20年前的做法，即将在2019年推出Zen 2。基于Zen 2处理器，采用台积电(TSMC) 7nm工艺技术制造的处理器，很有可能与英特尔(Intel)拉开性能差距，而这是AMD多年来从未享受到的。如果AMD升级到台积电将在2020年向代工客户提供的5nm制程节点，这一潜在的领先优势可能会变得更大。 20年后历史还会重演吗? 英特尔的产品往往比AMD的产品更贵，理由是它们提供了优越的性能。但是，如果客户在支付溢价的情况下仍然获得较差的性能，那么英特尔就会遇到客户投奔AMD的问题。在未来一到两年内，AMD可能有很大的机会以英特尔为代价大幅提高其市场份额。 生产问题可能是推动AMD超越英特尔的催化剂。因此，至关重要的是，英特尔解决其生产问题，以防止它落后于AMD。如果英特尔不这么做，那么它的市场份额、营收和利润将出现萎缩，与英特尔上次允许AMD获得性能桂冠时的情况类似。 |
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