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繼10奈米之後,7奈米製程也宣布延後。昔日號稱擁有外星人科技的半導體巨擘為何走下神壇

7月 2020年31
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(圖片來源:shutterstock)

英特爾 (INTC-US) 執行長史旺 (Bob Swan) ,

在 7 月 23 日召開的財報記者會上表示其七奈米製程因為良率問題,

無法如期在 2021 年量產,

將延宕至 2022 年下半年甚至 2023 年初才能順利量產,

並表示不排除尋求第三方晶圓代工廠協助生產 CPU 。

消息一出,隔天英特爾股價大跌

競爭對手 AMD (AMD-US)

以及晶圓代工廠台積電 (2330-TW) 則雙雙大漲

反應出市場對於晶片業龍頭的前景看衰。

資料來源:CMoney法人決策系統

針對英特爾製程延宕以及可能委外生產,

目前市場上的分析論點,

多著墨於英特爾釋單對晶圓代工產業的影響

以及主要競爭者 AMD 的受益程度

少有人探究英特爾為何近年來屢屢在先進製程上延誤。

本文認為若無法了解其製程延後的原因,

便無法準確的預期英特爾不管是在技術研發、業務擴展抑或是商業模式上未來可能的走向,

因此在進一步分析後續對於市場影響前,

勢必要先釐清近年來究竟有哪些因素造成了英特爾逐漸失去過往在先進技術上的領先地位,

主要從技術製程、發展策略以及人事組織三個面向切入。

 

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以下正文繼續…

 

一、技術製程:新節點目標過高,生產良率無法跟上

技術方面的問題主要在於良率無法順利拉升,

而良率拉升的難易程度則與英特爾對於製程設定發展目標息息相關。

半導體產業普遍依循的摩爾定律 (Moore’s Law)

指的是每 18 個月晶片上單位面積的電晶體數量 (number of transistor) 變為 2 倍,

在過去數十年間,摩爾定律持續指引著半導體產業最新製程的發展,

然而隨著半導體製程持續微縮的難度提高,先進製程已逐漸無法追上摩爾定律,

因而陸續有業者提出異質整合的概念,透過高階封裝技術將許多異質性的晶片封裝在一起,

作為延續半導體產業發展的動能。

然而英特爾從 14 奈米到 10 奈米則設下高達 2.7 倍的電晶體提升目標,

由於目標過高,導致英特爾從 2014 年推出 14 奈米製程後,

一直到 2019 年 8 月才正式推出 ICE LAKE 處理器進入 10 奈米世代,

然而即便正式量產、產品上市後,

今年初 (2020) 隨即傳出十奈米製程,

因多重顯影 (multi-patterning) 以及疊對問題造成良率不佳,

產能無法順利提升,導致市場上的 CPU 供貨仍處於吃緊的狀態。

 

轉進 EUV 微影製程面臨製造瓶頸

也許是記取前一代製程良率不佳的教訓,

七奈米製程的發展目標,

英特爾回到業界普遍採用的 2 倍電晶體數量作為目標。

針對七奈米製程延後原因,雖然官方尚未給出答案。

但根據其他廠商的發展路徑推測,

應與其七奈米轉進深紫外光 (EUV, Extreme Ultraviolet) 微影製程有關

在利用 EUV 作為曝光光源之前,

半導體產業主要以浸潤式微影製程搭配氟化氬 (ArF)193nm 波長的雷射光源,

然而隨著半導體製程持續微縮,

浸潤式製程所需的曝光次數持續上升,

連帶拉長了晶片生產的時間,

在七奈米製程節點,

業者開始轉向 EUV 作為光源以降低所需曝光的次數、生產時間以及成本。

台積電在導入 EUV 製程之初也飽受良率偏低之苦,

因而台積電才選擇先在七奈米加強版練兵,部分關鍵層採用EUV曝光,

直到五奈米才全面採用EUV微影。

 

二、發展策略:技術快餐化,業務多元成效有限

2019年2月 MIT 科技評論給予前一任執行長科再奇 (Brian Krzanich) 任內的評價為,

走向技術快餐化,缺乏深刻的布局,常常看到特定市場已經升溫後,才試圖以 X86 架構分一杯羹,然而投入數十億的研發與營銷費用後,結果往往是成績慘淡

一語道出近年來英特爾在發展策略上的困境。

 

二次進出通訊市場仍鎩羽而歸

最明顯的例子便是過去數年間,

英特爾對智慧型手機市場遲遲無法忘懷,

然而面對高通與聯發科兩個勁敵,

英特爾 X86 架構的產品並不具競爭力,

最終在 2016 年宣布終止已經投入數十億美元,

專攻移動市場的Atom行動處理器,

並在 2019 年 7 月宣布以 10 億美元,

將智慧型手機數據機晶片部門出售給蘋果,

為其智慧型手機部門停損止血,

因此在英特爾出售數據機部門後,

市場上分析師多持正面看法,

認為英特爾藉此反而能專注於本業。

除了智慧型手機市場,

過去英特爾也曾試圖跨入晶圓代工產業

然而多年後也不見起色,

已於 2018 年宣布不再接受代工訂單。

 

多角化經營,尋覓下一個成長動能

英特爾近年來大筆投資發展新興產品,

2015 年以 167 億美元併購可編輯程式晶片廠商 Altera,

2018 年以 153 億美元併購自駕車晶片新創 Mobileye ,

然而多邊出擊的成效目前仍相當有限,

導致最終不僅本業停滯,

新併入的企業發展也青黃不接,

以 Altera 為例,併入英特爾之後,

由於英特爾本身 14 奈米製程產能有限,

導致 Altera 的產品在製程上落後競爭對手塞靈思 (XLNX-US),

又持續對外投資也相對的擠壓既有產能與研發資源的投入。

 

三、企業組織:接連裁員改組,內部士氣不穩

內部人事的動盪無形中更加劇了英特爾營運上的不確定性。

自前一任執行長科再奇離職後,執行長一度懸缺了七個月,

近年來英特爾已經歷兩次組織更動,

2018 年 10 月,史旺代理執行長期間將旗下技術和製造部門一分為三個不同的部門,

並統一向首席工程師倫杜欽塔拉 (Murthy Renduchintala) 報告。

然而今年 7 月 27 日,在宣布七奈米進度延宕數日後,英特爾隨即宣布倫杜欽塔拉即將離職,

並重新整頓原先由他所帶領的技術部門組織架構,

將原本的系統技術、系統架構與客戶事業三個部門部,

拆分成技術開發、製造和營運、設計工程、架構軟體和圖形及供應鏈管理 5 個單位,

各單位負責人直接向英特爾 CEO 報告。

 

冰凍三尺非一日之寒,未來何去何從?

英特爾近年來競爭力轉弱絕非單純先進製程落後的技術層面問題,

不管在過往在研發技術的目標選擇、良率提升,

抑或是企業發展策略上都影響英特爾的營運績效。

在下一篇文章中,

我們將檢視製程延誤,

對英特爾近年來營運表現的影響,

並分析面臨超微越來越猛烈的挑戰,

在伺服器、高階、低階等市場中,

兩者近年來的此消彼漲,

最後分析釋單對晶圓代工產業的影響,

進而預測英特爾未來何去何從。

資料來源:CMoney法人決策系統

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