2021-02-05Photo: 圖片由作者提供

【半導體版圖大洗牌】Intel霸權衰落，AMD、Apple背靠台積電強勢崛起！

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　　無論是大家枱面上的筆記簿型電腦，抑或雲端數據中心的伺服器，絕大部分是採用英特爾（Intel）處理器（CPU）。但最近英特爾霸主地位卻顯得有點搖搖卻墜：既不斷被超微（AMD）蠶食市場，又要面對蘋果（Apple）、亞馬遜（Amazon）自研晶片，「跳船」出走的局面。舊將帕特·基爾辛格（Pat Gelsinger）臨危受命，回巢接任執行長一職，期望可以力挽狂瀾。到底這位新任執行長能否幫助Intel力保江山？抑或是狂瀾難挽，半導體產業將會出現數十年未見的大變局？

Intel製程延宕落後對手

　　近年來，Intel在14奈米（Nanometer）、10奈米和7奈米的晶片生產技術上屢遇挫折。英特爾的14奈米系列打磨了足足5年；10奈米製程研發又拖延了3年，直到2019年始能面世，使Intel在處理器製程上逐漸陷入劣勢。當管理層宣布下一代7奈米製程延宕後，公司股價暴跌，讓這個半導體霸主有步下神壇之勢。

　　英特爾的最大競爭優勢是採用「IDM」（Integrated Device Manufacturer）垂直整合製造模式，一手包攬晶片設計、製造、封裝與測試等產業鏈環節，好處是不受上游供應鏈的限制，又可讓設計與生產共同配合，保證更高的產品性能與質素。然而，一旦某環節的技術工藝出了問題，有機會令自家產業鏈處於進退兩難的困局。

　　目前英特爾正是被7奈米工藝製程卡住，變得進退維谷：AMD已推出7奈米的Ryzen系列處理器，Apple也為Macbook研製出5奈米的M1晶片，惟Intel拿得出手的最新產品——Tiger Lake H系列處理器，仍屬於10奈米製程的產物，遠遠落後於對手。

英特爾新任執行長基爾辛格擁有豐富的技術背景，了解科技的重要性，明白公司一定要自行把7奈米晶片造出來，否則就會變成跟AMD一樣的晶片設計公司，喪失獨有的競爭優勢。（圖片來源：Intel官網）

在CES 2021展會上，英特爾發表最新的10奈米+製程Tiger Lake H處理器，宣稱效能可獲雙位數提升，預計2021年稍後時間出貨。你沒有看錯！Intel的年度新製品仍是停留於10奈米階段。（圖片來源：翻攝Intel官方YouTube影片）

AMD搶下桌面電腦市場

　　Intel製程屢次延宕期間，AMD乘虛而入，不斷蠶食其市場份額。根據PassMark Software電腦評測網站的數據，及至2021年1月， AMD在桌面電腦平台的全球市佔率已攀升至50.8%，Intel則下跌至49.2%。

　　回顧昔日，在全球處理器市場上，AMD所佔份額不足20%，長期處於虧損狀態；2009年迫於財困，把晶圓製造部門分拆出來，成立獨立公司格羅方德（GlobalFoundries），以甩掉財政包袱。自此，AMD從IDM轉型到「Fabless」（無晶圓廠）營運模式，只專注於晶片設計與研發。

　　時移勢易，如今AMD股價一路上揚，更已超越英特爾，前景一片光明。AMD得以「鹹魚翻生」，箇中關鍵是華裔美國人蘇姿丰於2014年接任執行長，推行大刀闊斧的改革。

AMD擁抱台積電先進製程

　　蘇姿丰上任之初，正值手機的黃金時代，但她仍選擇鞏固AMD在電腦平台上的核心優勢，投放資源開發全新的Zen架構，並以此為基礎，製造出Ryzen個人電腦處理器與Epyc伺服器處理器。2017年2月，Ryzen處理器誕生，性能暴增40%，成功吸引市場目光，結果全年收入增長25%，凈利潤達4,300萬美元（約3.35億港元），公司開始轉虧為盈。

　　2018年8月，AMD晶圓代工廠格羅方德宣布放棄7奈米製程研發，蘇姿丰遂決定轉投台積電（TSMC）懷抱，此後AMD的製程技術發展恍如加裝了增速引擎。2019年7月，Zen 2架構處理器正式發布，用上台積電7奈米製程，同期Intel CPU只是剛剛進入10奈米。

　　2020年10月，AMD發表7奈米強效版的Zen 3架構，基於此架構的Ryzen 5000系列處理器，遊戲效能力壓同級Intel CPU，使AMD成功打進電競電腦市場。現正開發中的Zen 4架構處理器，將會採用台積電5奈米製程，預計2022年投產。至於英特爾下世代的7奈米產品，則規劃在2023年上半年推出。如此看來，AMD在未來兩、三年仍會領先Intel逾一個半導體世代。

擁有麻省理工電機工程博士學歷的蘇姿丰，自2014年接任AMD執行長後，公司股價翻漲近30倍，市值更在2020年首度突破千億美元，因而獲《哈佛商業評論》評選為全球最佳表現執行長100強之一。（圖片來源：AMD官網）

AMD於2020年10月以350億美元（約2,730億港元）收購賽靈思（Xilinx），藉此強化其伺服器研發領域。市場預期2021年底AMD在伺服器平台的市佔可望站上兩成大關，撼動英特爾獨霸伺服器市場的格局。（圖片來源：AMD官網）

Apple棄用Intel處理器

　　Intel不要但應付從後追趕的AMD，還要面對盟友紛紛「跳船」的問題；當中帶來最大影響的跳船者，非蘋果莫屬。2020年6月，Apple宣布將於兩年內把Mac電腦所用的處理器，從Intel CPU轉換為自家研發的晶片。同年11月，蘋果正式發表首款應用於MacBook的自研晶片「M1」。

　　有別Intel傳統的x86架構， M1晶片採用手機處理器的ARM構架，同時單一晶片內含CPU、圖像處理器（GPU）、記憶體、匯流排等建構電腦系統的基礎零件，即是常用於手機的單晶片系統（System on a Chip）；換言之，蘋果把自家最擅長的手機晶片設計技術，套用到電腦處理器之上，並找來台積電代工，以5奈米製程生產出來。

M1面世掀自研晶片浪潮

　　參照Apple官方數據，M1的運算效能是同級Intel CPU的兩倍，惟耗電量卻僅有Intel的四分之一：M1版MacBook Air續航時間長達15小時，MacBook Pro甚至達到17小時，幾乎可以一整天不用充電。蘋果此舉向其他電腦廠商做出了一個很好的示範——筆記簿型電腦不一定要採用Intel處理器，廠方可以自行研發更合用的晶片。

　　每逢英特爾有新處理器發表，Dell、HP等電腦廠商才可取得新的Intel CPU，以供設計新產品。由於各廠拿到手的都是同一款處理器，所以新產品之間的差異性自然有限，於是唯有外形設計或品牌行銷方面多下工夫。當電腦廠商們把M1晶片的情況看在眼裡，或許會開始思考是否要自研晶片，這樣既可擺脫對Intel的依賴，又可針對自家電腦作出優化，創造更具競爭力的新製品。

長久以來，ARM架構處理器被認定為低耗電，也低效能，只適合用於智能手機。但蘋果M1晶片的出現卻打破此迷思，代表著各大電腦廠商都可以用ARM架構來自行研發處理器，或對未來電腦市場帶來顛覆性影響。（圖片來源：Apple官網）

AWS加入自研晶片行列

　　另一方面，亞馬遜旗下全球最大雲端服務平台Amazon Web Services（AWS）亦已靜靜起革命。2020年12月，AWS發表自家研發、由台積電代工的Graviton2伺服器處理器，盡管效能不及Intel同類產品，但勝在耗電量較低，兼且價錢便宜得多：最高階的Intel CPU售價動輒數千美元，Graviton2則不到1,000美元。

　　更有甚者，被視為英特爾最堅實盟友的微軟（Microsoft），也有意為旗下雲端服務Azure的伺服器、針對消費者與企業用戶的Surface系列電腦，研發以ARM架構為基礎的自家處理器。

　　Apple、Amazon與Microsoft的舉動表明，半導體產業話語權可能會漸次從Intel手上，轉移至有資源自研晶片的科技廠商。英特爾現已失去桌面電腦的半壁江山，如果連筆記簿型電腦、伺服器市場份額也加速流失的話，其半導體霸權勢將遭受瓦解。

基於ARM架構的Graviton2處理器採用台積電7奈米製程，現已應用於亞馬遜AWS雲端服務平台。因其耗電量比Intel CPU為低，讓數據中心的電費開支下降，有助減輕營運成本。（圖片來源：Amazon官網）

舊將回巢救駕未必有用

　　面臨如此重大危機，英特爾以高達1.16億美元（約9億港元）的年薪把舊將基爾辛格請回公司坐鎮，將於2021年2月15日出任執行長一職。基爾辛格是該公司的首任技術長（CTO），帶領團隊研製出80486處理器，藉此奠定Intel CPU的霸主地位。因此，外界對這項人事任命一致好評。

　　本來市場預期，英特爾在新人事、新作風之下，或會放棄既有IDM模式，仿效AMD採用自行設計、外包生產的營運方式，繞開7奈米製程卡關的難題，台積電更被視為最合適的代工廠選擇。可是，基爾辛格還未正式上任，卻在2021年1月的分析師電話會議上率先表態，宣稱7奈米開發取得良好進展，相信Intel在2023年前的大部分產品仍是由內部製造；換言之，IDM營運格局保持不變。

真正最大對手是台積電

　　縱使基爾辛格有此豪言壯語，但外界反應卻不甚看好，只因英特爾的真正最大對手，其實不是AMD、Apple或Amazon，而是其背後的代工廠台積電。因為沒有台積電幫忙的話，這些科技巨擘自行研發的晶片根本造不出來。

　　預計2022年下半年，台積電便會開始量產3奈米晶片。就算基爾辛格能讓英特爾的製程工藝重回正軌，7奈米晶片要到2023年上半年始能投產，意味著英特爾已被台積電拋離了兩個世代。摩根士丹利認為，即使有基爾辛格加入，但Intel要追上台積電的先進製程技術，起碼要3年以上時間。

　　華爾街分析師預估，英特爾2021年營收將下跌7%，或會成為逾10年來最大跌幅；至於台積電，預計2021年營收可望增長20%，達至544億美元（約4,240億港元）。由此視之，雙方的此消彼長之勢看似是不可逆轉了。

蘋果自研的M1晶片與AMD設計的Ryzen處理器，能夠快速進入5奈米與7奈米製程領域，背後歸功於台積電的先進製程生產技術。如果日後各家電腦廠商要自研處理器，也離不開台積電的幫助。（圖片來源：台積電官網）

當3奈米晶片規劃於2022年量產後，台積電已積極投入2奈米製程技術研發。雖然台積電表示，尚無具體量產時間表，但外界估計2奈米晶片可望於2025年前量產。假如猜測屬實，Intel可說是拍馬難追。（圖片來源：台積電官網）

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