IDM时代，终将过去？

2014年的台北国际电脑展上，Intel发布了*采用14nm工艺的CPU。

而在2017年，虽然Intel主力产品依旧在采用14nm工艺，但在某次投资会议中，Intel却展示了一张PPT，表示自己2014年发布的*代14nm工艺丝毫不逊色于三星和台积电的10nm工艺，整整*了三年。

这时候的Intel，觉得自己的晶圆制造仍然独步于天下，笑傲于江湖，其他晶圆代工厂成不了什么气候，半导体的未来十年依旧属于Intel。

但现实情况往往不如人员，Intel 10nm 7nm接连延期，而老对头AMD却凭借着台积电的工艺，走出了被压制的阴影，而苹果更是弃Intel处理器而去，换上台积电工艺的自研芯片，短短几年时间，Intel就从“先进”的王座跌落，陷入一个又一个泥潭当中。

经历过这番折腾，Intel再也不敢对晶圆工艺夸下海口，连不懂半导体的小白在媒体的连续“轰炸”下，也都知道Intel在制程上的落后了，而痛定思痛的它终于开始考虑起了寻找其他代工厂、分割旗下代工服务的可能性。

2021年3月，Intel CEO帕特 · 基辛格宣布，Intel将采用IDM 2.0的新业务战略，该战略包括投资200亿美元的亚利桑那新工厂，开发用于计算机的 7nm处理器，同时开放其晶圆代工服务，为其他Fabless厂商代工芯片。

拖了两年多以后，Intel首席财务官David Zinsner在6月的投资者电话会议上表示，Intel晶圆代工服务（IFS）会像对待其他客户一样对待Intel内部产品业务，在财报中单独列出损益。

同时Intel重申了之前的目标，即明年超越三星，成为仅次于台积电的世界第二大晶圆代工厂，预计届时代工收入超200亿美元。

有人说这是壮士断腕，有舍才能有得，也有人说这是对扶不起的阿斗彻底死心了，失去了代工服务的Intel就像一只拔毛凤凰，不过是精装版AMD罢了。

但不论如何，曾经统治半导体市场的先进逻辑IDM走下神坛已成事实，另一种模式在十几年的风雨过后终于证明了自己，筑成的工厂让巨头也为之俯首，它就是Foundry。

英特尔的传奇

早期的半导体产业只相信IDM。

至少在1987年以前，叫得出名字的集成电路企业大半都是IDM模式，包括英特尔、德州仪器、三星、美光在内，都是独自完成芯片设计、生产和封装测试这三个主要流程，虽说这些巨头偶尔也会赚一笔外快，在产线利用率较低的时候，也会向其他企业提供少量的代工服务，但市场中基本不存在把代工当成主营业务的企业。

原因不仅仅是敝帚自珍，早期的集成电路并无专门工具可以依赖，由于芯片复杂度较低，设计人员完全可以通过手工操作完成电路图的输入、布局和布线，后面虽然引入了可编程逻辑设计技术，加入交互图形编辑、晶体管版图设计、规则检查等功能，但芯片设计的自动化程度远不能和今天相比，与其说是技术活，倒不如说是用人力堆出来的苦力活。

手搓出来的芯片，效率和标准根本无从谈起，此时的芯片，就好比在印刷术发明之前，大家都是纯手写，你说是自己手写一本书赚钱，还是帮别人誊抄书赚钱呢？当厂商生产自己的芯片更赚钱时，市场就没Fabless的立锥之地。

而这样的情况，却是被IDM的龙头——英特尔自己亲手打破的，美国著名科技记者马隆所著的《三位一体：英特尔传奇》中有这样一句话：摩尔定律是一个社会契约，是半导体行业和世界其他地区之间的协议，即前者将继续努力，尽可能地保持定律的轨迹，后者将为这种飞速发展的成果买单。

为了打败对手，英特尔就必须拿出更先进的芯片，为了拿出更先进的芯片，那就必须循着摩尔定律的步伐，不选择这条定律，那么市场就不会选择你。

1971年，英特尔推出4004处理器，晶体管数量不过2300个，而制程也是老旧的10 微米，到了1985年推出的80386处理器，制程已经更新到了1.5微米，晶体管数量翻了约120倍，来到了27.5万个，实现了指数级别的增长，而这个规模的处理器已经不能用简单地用人力去填补了。

英特尔现任CEO基辛格，当时486项目的负责人，在2012年发表的论文《应对英特尔微处理器设计的复杂性 — CAD 历史》中提到：

在486处理器上，英特尔引入了更彻底的改变，它采用了全流水线设计，集成了一个大型浮点运算单元，并引入了*个片上高速缓存——一个高达8K字节的高速缓存。由于可重复利用的设计大幅减少，晶体管数量增加了4倍，这颗处理器在设计生产率上遇到了巨大的阻力。虽然可以追求简单的人力增加，但问题也随之而至：英特尔是否有能力负担这支远超100人的486设计团队......为了执行更有远见的设计流程，英特尔就需要开发更加得心应手的设计工具。

最终设计486的工具被组合到了名为RLS （RTL to Layout Synthesis）的系统当中，这是*个在主流微处理器开发项目中从RTL到布局的系统......它的成功主要是结合了三个基本要素：CMOS（实现了单元库的使用）、硬件描述语言（提供一个方便的输入机制来捕捉设计意图）、合成（提供从RTL到门和布局的自动转换）……这就是 "神奇而强大的三足鼎立"，这些元素中任意一个都不可能彻底改变设计生产力，后来EDA行业对这三个元素进行标准化和整合，最终使其成为所有ASIC行业的基础，也是Fabless行业的共同接口。

可以说，正是英特尔在486处理器研发过程中的改进，推动了后来EDA工具的诞生，而EDA的诞生，也为Foundry+Fabless的模式提供了必要条件，早期的人工抄写迅速蜕变成雕版与活字印刷，半导体行业的设计效率迎来了革命，而摩尔定律的威力终得以展现。

代工厂崛起

IDM被颠覆的苗头出现在了中国台湾。

1973年，时任中国台湾地区的经济部长的孙运璿下决心开始工业技术转型，他在参考了当时美日韩在集成电路上的发展路线，最终决定效仿美国硅谷的产学研模式，将分散在中国台湾各处的联合工业研究所、联合矿业研究所与金属工业研究所几家研究机构合并，以财团法人名义成立，工业技术研究院（工研院）就此诞生。

工研院目的只有一个，就是把当时最新的科技成果下放到企业里，不仅组织委派留学生远赴美国，培养在电路设计、光罩制造、晶圆制作、封装测试等方面的人才，还要再引导他们回到台湾，为初期的半导体企业贡献一份宝贵的力量。

1980年，工研院决定以衍生公司的方式，设立中国台湾*家半导体制造公司——联华电子（联电），并将所有IC产品线和技术以低价授权生产的方式全部转移给它，让它在拥有研发能力之前就可以开始生产，其早期主要生产电子表、计算器与电视相关半导体，同时也是*家提供代工服务的台湾半导体公司。

1987 年，工研院电子所与飞利浦合作成立（台湾积体电路制造公司）台积电，张忠谋任董事长，使用的是八年前引进投产的中国台湾*条3英寸晶圆实验线，虽然规模不能媲美联电，但由张忠谋掌舵的它，却在成立之初就坚定了自己的方向——晶圆代工。

这两家被并称为台湾晶圆代工双雄，虽然早期接的是IDM厂商的残羹冷炙，但在90年代Fabless潮流席卷全球之际，他俩就是许多半导体公司心中的白月光，吃的是设计图纸和硅晶圆，挤出来的却是能卖大几百美金的芯片，这样的代工厂，又有哪家不爱呢？

台积电创始人张忠谋在接受SEMI和计算机历史博物馆的采访时表示：

当我在TI和通用仪器时，我看到很多IC工程师想离开并建立自己的企业，但阻止他们离开这些公司的*难题是，他们无法筹集足够的资金来组建自己的公司。当时的人们认为每家公司都需要制造，需要晶圆制造，而这恰恰是半导体公司、集成电路公司中最需要资金的部分。我看到了这些工程师想离职创业的念头，最终却因为缺乏筹集大量资金建立晶圆厂的能力而被扼杀在摇篮里。所以我想，也许台积电，一个纯粹的晶圆厂，可以弥补这一缺陷。在我们的帮助下，这些工程师就能实现创办属于自己的芯片公司的梦想，新兴的公司将成为我们的客户，他们将会为晶圆代工厂提供一个稳定和逐年增长的市场。

1996年，台积电在代工制造的基础上，首次提出了“虚拟晶圆厂”(Virtual Fab)的概念，让客户能随时掌握晶圆制造进度，省去经营晶圆厂所需承担的各项支出。在相应时间、机密性、量产弹性与信息的获取上，让客户感觉有如自己开的晶圆厂一样方便；而在技术、质量和成本上，又让客户感觉晶圆代工厂要优于自己的晶圆厂。

台积电这样的代工厂自此打出了三个关键性优势：首先，由于它们本身不会销售IC成品，因此不会与Fabless产生竞争，两个公司永远是合作伙伴的关系；其次，代工厂可以根据Fabless的需求扩充产能，同时灵活调配产能，更贴近客户已有的生产计划；最后，代工厂基于标准EDA工具建立了生产流程，客户能够完全控制从概念到最终设计的过程。

蓝色巨人之殇

蓝色巨人，通常指的是计算机行业的*，在IBM失去PC市场的主导权后，掌握x86架构话语权的英特尔理所当然地接过了它的衣钵，成为了新一代的蓝色巨人。

90年代伊始，晶圆代工厂如雨后春笋般兴起，但对于英特尔这样的IDM巨头来说，依旧不值一提，时任AMD CEO的杰里·桑德斯甚至在一次会议上喊出了一句名言：Only real men have fabs（只有真男人才会拥有晶圆厂）。

虽然桑德斯说这话是针对当时另一家Fabless处理器厂商Cyrix，但台积电这样的代工厂不受传统IDM厂商待见也是事实，当时代工厂的技术普遍落后两到三代，只有那些新兴半导体企业才会找上代工厂，更多厂商还是倾向于自建晶圆厂，毕竟制造是半导体的命根子，被别人攥在手里总是有些不踏实。

但时代的变化，超过了所有人的想象，90年代还是个人电脑的时代，但在千禧年过后，世界往移动时代打了左满舵，而伴随2007年iPhone的发布，智能手机掀起了普及浪潮，世界对于半导体的需求呈现出了一个指数级别的增长。

需求变大了，本来对于IDM厂商来说是天大的好事，躺着赚钱的生活，不正是它们梦寐以求的吗，但可惜的是，智能手机这块蛋糕，英特尔这样的IDM厂商，却没吃到*的一块，甚至作为附属产物的平板电脑，都和它们无缘，高通、联发科、苹果和海思等，统统都是Fabless，它们联手，瓜分掉了一年数亿台移动设备的处理器市场。

而背后*的受益者，就是台积电这样经过多年技术投入后，掌握了先进制程的代工厂，每年苹果上亿手机里搭载的芯片，均出自台积电的晶圆厂，苹果从移动市场攫取利润，而台积电跟着苹果喝汤，顺势不断升级工艺来满足苹果的需求……

英特尔不是没有过挣扎，Atom这一产品序列就是为了移动市场而生的，但在手机上接连失利，最后甚至想出了补贴硬件厂商这样的昏招，整整70亿美元砸到了搭载Atom处理器的Windows平板上，连个浪花都没翻起来。

而英特尔的老朋友和老对手，90年代的真男人AMD此时早已雄风不再，2009年就把晶圆厂全部卖给了阿布达比的主权基金，成立晶圆代工厂商格芯（GlobalFoundries)，自己摇身一变，成为了新的Fabless。

2014年，昔日的蓝色巨人IBM更是以15亿美元的价码，把旗下的微电子部门（含晶圆厂）半卖半送给了独立出来的格芯，它一心所求的，就是为了让晶圆厂能持续生产，从而保障员工的权益。

在这些巨头忙着分割自家曾经的晶圆厂的背后，是成本的飙升，1965年，摩尔定律刚发布时，一家20mm晶圆厂的建设成本约在100万美元左右，到了90年代，200 mm晶圆厂的成本为 7 -13 亿美元，进入21世纪后，300mm晶圆厂的成本更是到了20-30 亿美元，至于7nm先进制程的工厂，光一家工厂就耗资120多亿美元，没有足够的现金流，根本无力支撑起如此巨额的资本投入。

倘若不是英特尔始终占据x86市场的主导地位，在服务器和个人电脑市场拥有*的话语权的话，7nm工艺之后的开发根本无从谈起，更不用说更新每年的技术路线图了。

90年代的时候，英特尔背后站的是惠普、康柏、戴尔、NEC等一众PC厂商，还有微软在一旁为它撑腰，2015年后，台积电背后站的是苹果、高通、联发科、AMD、英伟达……而此时英特尔背后的那批人却没什么变动，不论是市值还是产值，都无法与之比拟。

英特尔在2014年时攻克14nm工艺时满是骄傲，因为它在半导体工艺上做到了举世*，但没过多少年，它再也没有自傲的资本了，因为它心知肚明，工艺优势已经被追平超越，Foundry击败了IDM。

英特尔第三任安迪·格罗夫在《只有偏执狂才能生存》一书中写到：

记得1985年年中的一个时候，在英特尔因为DRAM受到冲击而徘徊了将近一年之后，我和英特尔的董事长兼首席执行官戈登·摩尔在办公室里讨论公司的窘境，两个人的情绪都很低落。我看着窗外远处大美洲游乐园的摩天轮在旋转，然后回头问他："如果我们被踢出公司管理层，董事会任命的新CEO会怎么做？"戈登毫不犹豫地回答："他会放弃DRAM业务。"我盯着他然后说："为什么你和我不走出门，自己来做这件事呢？"

对于英特尔来说，分割代工业务，放弃IDM厂商的身份，就和80年代时舍弃DRAM业务一样，是不亚于自断一臂的痛苦，自己亲手终结曾是世界*的业务，没有比这更让一家公司受打击的事了，相信经历过辉煌的基辛格在宣布IDM 2.0时，也有过和格罗夫一样的反复犹豫，对格罗夫的痛苦更加能感同身受。

但这位CEO还是在2021年3月做了这个决定，并稳步地推进它。

他知道自己要做的，就是推开眼前这扇门，舍弃掉一部分先进，来走向另一种伟大。

对于IDM而言，如前所述，先进逻辑IDM终将成为历史，但对于像TI这样模拟厂商还有功率器件厂商来说，因为IDM模式对于其所专注的业务具备天然的优势。换句话说，属于他们的时代，才刚刚开始。

但和*时期相比，IDM时代终将过去已成定局，也许在张忠谋刚成立台积电的时候，也并没想到如此结局。

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