英特爾所面臨的十面埋伏｜半導體行業觀察

來源：內容來自「非凡創芯力」，謝謝。

Intel (英特爾) 的 10nm 工藝遲遲無法投入大規模量產，各條產品線的演進都受到了極大阻礙，如今只能以各種過渡性產品撐場面，PC (個人計算機) 產品如此，伺服器 (Server) 也是如此。

Intel 的營運業務分成兩大事業群 PC-Centric 及 Data-Centric，共有五個事業單位。

2018 的營收份額：PC-Centric 包含個人計算機 (CCG，占營收 54.21%)；Data-Centric 則有數據中心 (DCG，占營收 32.42%)、IOT 物聯網 (IOTG，占營收4.88%)、存儲器 (NSG，占營收 5.85%)、FPGA (PSG，占營收 2.64%)。

其中 CCG 貢獻了超過 80% 的利潤，而數據中心的營收大幅成長，歸功於今年 AI 及雲計算市場的爆發性需求成長。

2016 年，Intel 數據中心部門銷售額為 172 億美元，營運利潤高達 75 億美元，Intel 對此十分自豪，並在廣告上稱：「98% 的雲伺服器都使用 Intel 的晶片」。

雖然，目前 Intel 在 PC 和伺服器 (Server ) 晶片兩大市場依然占據著超過 80% 的市場份額，但是全球 PC 出貨量已經從高峰時期的 3 億 5000 萬台下降到了 2 億 6000 萬台，留給 Intel 的已不是份額增長的空間。

自從 2016 年起，ARM (安謀)、Qualcomm (高通)、Google (谷歌) 與 Microsoft (微軟) 合作，推進 Windows on ARM (WOA) 及 Chrome OS on ARM (COA) 的 PC 產業新生態鏈。

在 Qualcomm 推出第一代驍龍 1000 (Snapdragon 1000) 全時互聯計算機 (Always Connected PC，ACPC) 後，也宣告了手機與平板生產商們取得了加入 PC 市場競爭的入門票。

細數 2018 年半導體產業的工藝進步與新玩家進入 PC 與伺服器的晶片生產 : 如 AMD (超微)、Apple (蘋果)、Google、Amazon (亞馬遜)、Qualcomm、Microsoft 等大廠蟄伏伺機出擊 CPU 市場。

昔日的 PC 晶片霸王，在大廠們的十面埋伏下，是否將面臨烏江之擇呢 ?

一、AMD 來勢洶洶，欲搶下 40% 的 x86 處理器市場份額

當前 x86 架構處理器 (CPU) 市場，就只剩下 AMD、Intel 兩家公司了。

在 PC 處理器市場，Intel 始終是占著龍頭地位，並壓著 AMD 猛打。

不過從 2017 年 AMD 推出 Zen 架構處理器之後，其性能與相容性大獲改善，讓 AMD 開始一連串對 Intel 的反擊。

主要是在中高階台式計算機及伺服器的市場上開始攻城掠地。

AMD 的 Ryzen 處理器在美國上市之後，市場份額一路上升，已占有美國 PC 處理器市場超過四成的份額，這是自 2007 年以來最好的成績。

雖然在美國市場之外，AMD 尚未取得如美國市場那樣的突破性的進展，但是外界普遍認為隨著 Zen2 架構處理器的推出，AMD 在美國以外的市場也將取得突破。

據 AMD 內部預估，在 2018 年能獲得全球大約 20% 的台式計算機市占率，筆記本處理器則會有 18% 左右的市占率。

根據預測，未來幾年內 AMD 的處理器市占率將翻倍，這樣一來就是 40% 左右的 x86 處理器市場的市占率了。

20% 的市場份額差不多是 AMD 過往的正常水準，主要是沒有成功掠奪到足夠的 Intel 筆電的市場份額。

但這也很合理，PC 市場 (包含筆電及台式業務) 受到智慧型手機的影響，已經連續衰退好幾年了，未來還有 ARM 架構處理器進逼，x86 PC 市場的盛況很可能不再，AMD 清楚自身優勢還不足以翻盤的情況下，將資源投入在數據中心業務是較為合理的選擇。

AMD EPYC 伺服器 CPU 經過一年多市場的檢驗，已獲得許多雲端服務商的青睞，包括 Amazon、微軟、百度、阿里巴巴、騰訊等，而儘管 AMD 並非這些系統廠的主力供應商，累積下來的出貨量也占了整個伺服器晶片業務的 70%，價值累積數十億美元。

此外，還有多達數十家 OEM/ODM、系統整合商與小型雲端服務商決定採用 AMD EPYC 的伺服器，讓 AMD 重回伺服器市場，並打下了良好的根基。

去年 11 月間，在 AMD 自家發布會上，首度公開展示下一代 EPYC ROME 伺服器 CPU 原型，此款 CPU 不只採用全新 Zen 2 新運算架構，更是第一款晉升 7nm 工藝的伺服器 CPU。

且擁有 64 核心，128 線程，還能支援更大容量的內存及更高速的 I/O，不只運算效能翻倍，且比 EPYC CPU 提高多達 4 倍浮點運算效能，可以用來處理更高度複雜運算任務。

未來將鎖定企業單路、主流 2 路伺服器市場，預計今年推出上市。

數據中心最重要的是講求穩定性，且轉移成本高，初期購置價格反倒是其次，因此，許多大型公司仍會選擇 Intel 已經成熟的資料中心產品，而不敢躁進採用 AMD 新推出的 Epyc 解決方案。

但 Intel 前 CEO - Brian Krzanich 曾公開表示，AMD 還是可能會在伺服器市場上搶走 15-20% 的市占。

加上近期 Intel 10nm 工藝技術的延期，在 2019 年仍將以 14nm 工藝為主力，相對 AMD 將在 2019 年使用 7nm 工藝，這讓 AMD 取得十足的優勢。

即便 Intel 指出自家 14nm 工藝依然比其他對手更好，但先進位程難產，良率不佳，證明其技術可能受阻，無法突破。

至於 Intel 10nm 工藝，要等到 2019 年底的 PC 處理器 Ice Lake 才會登場，這意味著 Intel 現行的 14nm 工藝還要再撐至少一年，藉此緩衝 10nm 工藝開發不力的挑戰。

比技術、比產品核心數和對手降價搶市的壓力，Intel 都面臨嚴峻的挑戰。

二、Amazon 走上「雲芯一體化」與「多芯比價化」之路

全球最大的在線零售商和最大的雲計算公司 Amazon，於 2018 年 11 月 Amazon Web Service (AWS) 全球網路會議中發表，能夠提供全球數據中心內的數百萬台伺服器所使用的伺服器 CPU 晶片 2.3GHz 64-bit Graviton 及 AI 晶片 Inferentia。

其實 Amazon 一直在部署晶片戰略，早在 2015 年，以 3.5 億美元的價格收購了晶片製造商 Annapurna Labs，並曾在其內部開發 "Alpine" 系列雙核和四核的 ARM 晶片，為其伺服器機群 "造芯"。

AWS 伺服器機隊中，除了獨占的 Intel Xeon 和剛引入 AMD Epyc 晶片外，加上自家的 Graviton 處理器的開發成功，這樣一來，一方面能將降低對 Intel 伺服器 CPU 需求的依賴，另一方面也是能增加價格的談判籌碼。

Amazon 全球基礎設施和客戶服務副總裁 Peter DeSantis 表示，使用 Graviton CPU 能讓 AWS 虛擬機部分工作負載的價格降低 45%。

雖然 Amazon 還無法自行構建所有的晶片，而仍然需要向 Intel 購買，但它已經有選擇權，並且有與 Intel 討價還價的能力。

作為世界上最大的伺服器處理器買家而言，決定採用自研晶片路線的決定，會對 Intel 產生重大影響。

Amazon 其實還有更大的野心：走上 "雲芯一體化" 路線，儘可能掌控更多的核心技術。

Amazon 在雲計算上雖然占有較大的優勢，但是競爭壓力也無可避免地擴增。

隨著AI訓練對雲計算的需求不斷加大，Microsoft 與 Google 早已推出自家的 AI 晶片的情形下，Amazon 推出 AI 晶片 Inferentia 就是為雲伺服器升級 AI 能力。

自研雲端 AI 晶片，一方面可以避免對第三方廠商的依賴，另一方面由於其體量龐大，所以自研晶片可降低成本，贏得價格上的優勢。

對於 Intel 來說，Amazon 進入 CPU 與 AI 晶片領域，意味著一個長期的大客戶一夕之間變成強大的競爭對手。

十年前，Intel 被智慧型手機和平板電腦市場所擊敗，重重受傷了一次。

如今科技行業發生了前所未有的進步，Intel 當年的獨門生意卻步上被淘汰的危險之中。

三、NVIDIA 是 AI 與無人駕駛領域的領導者

NVIDIA 靠 DRIVE Constellation 與 DRIVE Pegasus 兩大平台，正與 370 多家汽車工業合作夥伴 (並非所有合作夥伴都將使用 DRIVE Constellation) 合作，顯而易見的，NVIDIA 正獨霸自動駕駛市場。

DRIVE Pegasus 平台將支持 4 級和 5 級無人駕駛能力。

事實上，它現在的無人駕駛和 "移動即服務" 平台已經非常接近現實。

戴姆勒和博世 (Bosch) 也都選擇在 DRIVE Pegasus 這個平台上，建立他們的無人駕駛計程車服務。

NVIDIA 在伺服器晶片市場的擴張是依託 GPU 在 AI 領域所擁有的領先優勢而取得的，當下 AI 是各方的重點，而全球的 AI 神經訓練網絡大多是基於 NVIDIA 的 GPU 所搭建的。

NVIDIA 在 2018 年公布的圖靈 GPU 架構，對數據中心、AI 雲計算、遊戲和汽車業務都顯示令人印象深刻的吸引力。

據國外媒體報導，NVIDIA 正在開發代號為 Project Denver 的 PC 和伺服器處理器內核，Denver 將採用 ARM 架構，其內核將集該公司圖形處理器的並行處理能力，以及 ARM 的低能耗特性於一體，讓產品未來也可用於移動設備。

NVIDIA 的 Tesla 業務部門首席技術官 Steve Scott 說，Denve 內核未來將用於 Tegra 晶片，將對伺服器版晶片進行特殊優化。

採用 ARM 架構的 CPU 與 GPU 相結合，且利用處理器和圖形晶片的並行處理能力，進行複雜的計算，能夠提高伺服器運行的速度，並降低能耗和運算成本。

ARM 處理器進軍伺服器市場的一大障礙是軟體兼容性，因為大多數數據中心的軟體都面向 x86 伺服器。

四、Apple (蘋果) 操之在己的自用晶片與作業系統

Apple 擁有 Mac OS 與 iOS 的兩大作業系統平台與完整的產品生態鏈，近年來更積極朝自製晶片努力，成果包含處理器、繪圖晶片等，各項用在行動裝置里的晶片，例如 : iPhone 和 iPad 中的 A 系列 CPU 晶片，MacBook Pro 的 T1 與 iMac Pro 中的 T2 加密晶片、AirPods 中的 W1、Apple Watch 中的 S 系列晶片和 W2 晶片、電源管理 IC 和自行研發 iOS 設備專用的 GPU 晶片。

唯一美中不足的是，其筆電與桌電仍採用 Intel CPU。

Anandtech 近期對 iPhone Xs/Xs Max 進行全面基準測試，研究了 A12 Bionic 與其他處理器的比較，Apple 的處理器在更省電的情況下效能領先 2 倍，甚至在同一耗電狀況下，效能可以領先 3 倍。

Anandtech 形容 A12 晶片效能提升結果遠超過 Apple 的宣傳，其跑分測試效能接近桌上型 CPU。

Apple 於去年即傳出計劃最快 2020 年開始，在 Mac PC 上採用自家晶片，取代 Intel 的處理器。

這項計畫被 Apple 稱為「Kalamata」，仍在初期階段，若現在連 Mac 都轉用自家設計的晶片，將讓 Apple 在產品發布上掌握更大的自主權，不必再等 Intel 發布新處理器。

Intel 晶片是 Apple 少數在自家產品上，採用由其他企業設計的晶片之一。

考慮到 Apple 與 Qualcomm 雙方曠日持久的高額專利費訴訟，2018 年新款 iPhone 將全面停止使用 Qualcomm 基帶晶片。

不過，Apple 在發動這場訴訟之前一年，就開始準備擺脫對 Qualcomm 的依賴。

從 2016 年 iPhone7 開始，Apple 就引入了 Intel 的基帶晶片。

此後在 iPhone 7S 系列、iPhone 8 系列、iPhone X 系列一直加強與 Intel 的合作。

Apple 的選擇將改變 Intel 5G 基帶晶片的命運，也可能延續了 Mac CPU 繼 續採購的命運。

但最理想的狀態是 Apple 自己親手解決基帶的問題，那就是自建生產線，將關鍵零部件收回到自己手中，這是風險最低的做法。

然而，2018 年底福建省福州中級人民法院授予了訴中臨時禁令，要求 Apple 立即停止針對 Qualcomm 兩項專利、包括在中國進口、銷售和許諾銷售未經授權的產品的侵權行為，可以預見，這一變化將影響 5G 時代基帶晶片的格局。

五、ARM 5nm 筆電晶片架構強勢逆襲，Windows 及 Chrome OS 叛逃

手機和平板用的晶片一般都是用 ARM 架構的 RISC (Reduced Instruction Set Computing，精簡指令集) CPU，而一般台式或筆電用的是 Intel 和 AMD x86 架構的 CISC (Complex Instruction Set Computing，複雜指令集) CPU。

RISC CPU 的特點是指令相對簡單。

完成一個運算功能需要多個指令，但有一些功能編程不容易實現，所以必須使用真實電路控制。

其好處是省電，發熱小，成本低等。

相反的，CISC CPU 的特點是可以用較少的指令就可完成一個運算功能，大部分的功能通過編程後都能實現，但電路架構則較為複雜。

這兩種 CPU 各有優缺點，但隨著電路設計與半導體工藝的進化，ARM CPU 原本在浮點運算 (FP) 能力落後的情形，已獲得明顯改善，現在兩者架構的 CPU 運算能力正逐步接近中。

日前，ARM 對外界公布了一份關於 CPU 的規劃路線圖，顯示他們野心勃勃的要將原本手機市場的生態圈，帶往筆電的市場去，且計劃將在 2020 年實現對 Intel 筆電晶片技術的趕超。

ARM 預計於 2019 年推出基於 7nm 工藝代號為 Deimos 的處理器架構，並在 2020 年正式發布 5nm 工藝代號為 Hercules 的處理器架構。

Deimos 及 Hercules 都是基於 Cortex-A76 核心架構的精進版，號稱計算性能上，每一代都可以提升超過 15％。

Cortex-A76，可搭配 10nm、7nm 工藝、在機器學習性能上能比前一代提升 4 倍。

其架構的晶片在單線程性能上面，已經可以與 Intel Core i5-7300U 相媲美，而且功耗僅為 5 瓦，遠低於 Intel 的 15 瓦，能大大延長電池續航時間。

由於功耗的降低，筆電也會像手機一樣可以持續長時間移動辦公，加上未來在 5G 全時連網的網絡環境下，筆電和手機會連結的更緊密。

自從 20 世紀末，Microsoft 的 Windows 成為主流的計算機作業系統以來，全球 PC 市場都搭載了 Windows 運行，占有全球個人電腦市占率的八成以上。

智慧型手機和平板的主要作業系統主要有兩種，分別為 Google 的 Android 和 Apple 的 iOS，其中 Android 就占了 88%。

如果說，Microsoft 與 ARM (Windows On ARM，WOA) 的合作是希望由 PC 作業系統的霸主，重新進軍移動設備市場；那麼 Google 與 ARM (Chrome OS on ARM，COA) 的合作恰恰相反，希望由移動設備的作業系統掠奪 PC 市場。

Microsoft 和 Google 各自覬覦對方的市場已久。

去年底微軟採用基於 ARM 架構的 Snapdragon 835 處理器推出了多款 Windows 系統筆電，雖然性能上還有欠缺，但是在與手機的連接性以及功耗方面的表現都是讓人滿意的。

不僅如此，ARM 在 2018 年年底推出的 Google 全新 Chromebook (Chrome OS on ARM，COA)，也會採用 Snapdragon 845 處理器。

雖然 Chrome OS 只占有 0.5 % PC 市場份額，約 130 萬台 PC，對 Google 的營收來說雖然只是零頭數字，但 Chrome OS 在美國「K-12市場」，也就是從幼兒園到高中的學生教育市場，其教育單位所購買的電腦硬體，有將近 60% 都是搭載 Chrome OS。

而 Windows 在 2017 年底，才只占有 22%。

雖然在全球的教育市場，Chrome OS 只占有 2%，但美國市場一向引領全球，這股趨勢遲早會蔓延到國際上。

在 2017 年，Google 先是取消了搭載 Android 的平板，並且改為發布搭載了Chrome OS 的個人平板，這等於是告訴大家，Google 選擇讓 Chrome OS 成為平板和 PC 的未來方向，主要是因為 Chrome OS 本質上是支援 Intel x86 處理器的作業系統，而且 Chrome App 是 Windows 上最大的 App。

另一原因則是，Windows 最受歡迎的那些 App 只能在 Chrome 上運行，但卻不能在 Android 上運行。

考慮到 Google 只需透過內建模擬器 (Emulation) 的處理方式，就可以讓大多數 Android 上的 App 在 Chrome OS 上運行。

如此一來，Chrome 反倒成為 Windows on ARM 的連結關鍵，從真正的實用角度看，應該是 Chrome App for Windows On ARM (CAWOA)。

Google 建立起 Windows、Android 與 Chrome OS 三大作業系統的統合平台，未來的某一天，88% 消費性個人智能裝備，不論是移動或台式機，都得靠 Google 來驅動，他可能才是真正的大贏家。

現在 ARM 發布 CPU 路線圖之後，CAWOA PC 在性能方面也會有很大的提升與競爭力，而這一切對擁有自主筆電與手機品牌的微軟與 Google 而言，只是一個開始。

對所有的手機品牌業者而言，也開創了一片新的天地。

六、Qualcomm 將手機晶片成功應用於 PC

WACOA 平台的重要推手 Qualcomm 的目光不只放在移動晶片市場而已，他進軍 PC 晶片市場的想法從未減少過。

Qualcomm 早前公布的 Snapdragon (驍龍) 1000 晶片，相較於 x86 處理器的效能仍有較大的差距。

近期以來，ARM 推出以 ARMv8.2-A 微架構設計的 Cortex-A76，是一款 64 位元的運算核心，大幅提升了整數與浮點運算的速度。

2018年 12 月初，Qualcomm 宣布推出八核全新處理器 Snapdragon 8cx，適用於 Windows筆電、平板和 All in one 機型。

從硬體的角度來看，它配置了 Qualcomm 迄今為止設計的最強大的 7nm CPU 和 GPU，使用新的 Adreno 680 Extreme GPU，速度是 Snapdragon 850 處理器的兩倍，能源效率提高了 60%，還可以同時支援兩個 4K HDR 外部顯示器 (以前只能支持一個)。

在 CPU方面，Qualcomm 宣稱其 Snapdragon 8cx 的性能，可以與大多數輕薄筆電上的 Intel 15 瓦 U 系列處理器相媲美，且其晶片的能源消耗僅是 Intel 的一半。

對於 "全時連網計算機" (Always Connected PC，ACPC) 而言，減低晶片功耗及提升能源續航力是相當重要的事。

CAWOA 晶片進軍 PC 市場的真正攔路虎，是應用軟體生態鏈尚未建立完整。

而 Qualcomm、Microsoft 與 Google 更深度合作，為了改善第一代 Snapdragon 1000 在作業系統與應用軟體上的短版，第二代 Snapdragon 8cx，不僅加入支持 DirectX 12 API，與更多應用服務平台連結，同時因為加入了支持 Windows 10 Enterprise，更大幅提升筆電處理器運算平台的效能表現，藉此增加全時連網筆電 (ACPC) 的實際可用性。

進入 7nm 工藝時代後，CAWOA 晶片的性能進一步提高，且功耗降低，其條件非常適合輕薄的筆電產品。

據業內消息人士稱，Apple、華為、三星、聯發科、紫光展鋭均有望在高通之後，進入 CAWOA 筆電新領域。

然而，與 Intel、NIVIDA 和 AMD 的遊戲筆電晶片相比，Snapdragon 8cx 的性能並非最強。

然而，Microsoft 與 Google 的遊戲新實驗，正在掀起ㄧ波遊戲產業的商業模式革命新浪潮。

Google 最近推出的「Project Stream」，企圖顛覆電玩遊戲的商業模式，讓玩家們不用再購買昂貴的硬體配備，也可以透過網路和雲計算，直接享受最新、最高畫質的遊戲。

Project Stream 透過「邊緣計算」的原理，將雲計算移轉到離玩家物理位置比較近的地點，以降低網路延遲。

但即使如此，玩家的網路頻寬也可能變動，或其他因素所影響。

Project Stream 可以依據玩家當下的頻寬，改變傳遞給玩家的遊戲畫質，以維持遊戲進行的順暢程度。

Microsoft 在 2018 年電子娛樂展也公布 Project xCloud，透過 xCloud，讓玩家只要有網路，並且購買遊戲，就可以在任何有網路連結的硬體上開始玩 Xbox 的遊戲。

未來的遊戲軟體商業模式將可在類似現在 Netflix 的訂閱服務下，想玩遊戲只需要定期支付一筆訂閱費，就可以在任何有網路連結的硬體上享受遊戲服務。

重點是 Qualcomm 不只是手機晶片的供應商，更是 5G 與邊緣計算的主要推動者。

QAMG (Qualcomm、ARM、Microsoft、Google) 的緊密結合，成功應用在筆電的晶片設計上，除了符合 Qualcomm 的商業利益外，顛覆的不只是傳統物聯網 (IoT) 的概念，更意味著智能物聯網 (AIoT) 未來的商業新模式。

七、台積電正是「脫英絆英」的關鍵

台積電在 7nm 代工幾乎拿下了所有國際大客戶的訂單，上面提到的 AMD、Amazon Graviton、iPhone A12 處理器、NVIDIA、Qualcomm 外，博通、Xilinx、華為等，也全是台積電的客戶。

使得代工廠排名第二和第三的格芯與聯電因接不到高階訂單，只好相繼暫停先進工藝開發的窘境。

在 7nm 節點上，台積電已經占據了優勢地位。

不僅如此，台積電總裁魏哲家更宣布，2019 年第二季 5nm 將進入風險試產，2020 年將導入量產；而 3nm 工藝也已就位，就等廠房的環評通過，並計劃在 2022 年底量產。

使用 5nm 工藝生產的 ARM Cortex A72 晶片，在速度上比 7nm 提升了 14.7% - 17.1%，而且晶片面積進一步縮小 1.8 倍。

反觀三星 10nm 工藝的代工訂單，有很大部分是靠著三星自家的產品，其中包括手機、家電及消費性電子產品等需求所堆砌出來的。

三星抓不到國際大客戶的最大原因是難以取得客戶的信任，因為三星過去的經營風格，一直以來都是為了取得關鍵技術而不擇手段，與其合作的廠商幾乎都曾面臨自己的產品或技術被 "參考" 的經驗，即便 是 Apple 也難以倖免。

2018 年 10 月中，三星宣布量產 7nm LPP 工藝，但 11 月中所推出的新一代旗艦型移動處理器 Exynos 9820，出乎市場意料的採用 10nm 加強版的 8nm LPP 工藝來生產。

針對這樣的結果，市場人士推測，如果不是三星 7nm 工藝的推出趕不及 Exynos 9820 的設計，那就是三星本身的 7nm 工藝還有許多的發展瓶頸需要克服，或者其號稱量產的 7nm LPP 是一項沒有產品的驗證工藝 ?

在先進封裝領域，台積電的腳步走的相當快速且前瞻，儘管 CoWoS 鎖定量少質精的極高階晶片，從 2.5D 技術延伸的 InFO (集成型晶圓級扇出封裝)，早已因為 Apple 的採用而聲名大噪。

台積電所提出的系統級集成晶片 (System-On-Integrated-Chips) 技術，將配合 WoW (Wafer-on-Wafer) 與 CoW (Chip-on-Wafer) 製程，替晶片業者提供更能夠容許各種設計組合的服務，特別能夠結合高帶寬存儲器 (HBM)。

其研發並推動植基於 2.5D/3D IC 封裝製程延伸的新技術，更講究「彈性」與「異質集成」，往系統級封裝 (SiP) 概念靠攏。

為進一步布局次世代先進封裝，持續替摩爾定律延壽，台積電預估投資 100 億美元蓋先進封測廠，最快在 2020 完工。

以目前的趨勢來看，先進的 IC 工藝無外乎支持 AI 機器學習、視覺計算、邊緣計算。

5G 應用帶來爆量的數據傳遞，直接使雲伺服器需求看增，至 2023 年伺服器 CPU 的複合年均成長率為 4.25%，智能城市的應用產值 2018 年為 370 億美元，在嵌入式「伺服器」驅動下，2025 年將增加至 880 億美元。

而 Intel 到 2019 年底都未必能夠將 CPU 晶片工藝縮小至 10nm ，技術改進的間隔時間是有史以來最長的。

但在同樣的時間內，台積電的生產技術已經從 16nm 大幅縮小到 5nm。

這樣的需求、挑戰與機會，一再考驗 IC 設計商與代工廠的技術精進與長期的合作默契，台積電儼然已經成為一眾科網企業「脫英絆英」的關鍵，扳倒 Intel 這家 CPU 晶片巨人的最大威脅。

八、三星半導體將持續世界第一的榮光

如同 Intel 主宰 CPU 的世界，台積電主宰代工的市場，三星則號令著存儲器、手機、電視與顯示屏的天下。

產業研究機構 IC insights 發表 2018 年半導體業營收排名，三星半導體不僅被看好連續兩年奪冠，且進一步拉大與 Intel 的差距。

三星半導體營收預估達 832.58 億美元，其中存儲器營收預估 700 億美元，占整體半導體營收比重達 84%。

與此同時，Intel 預估 701.54 億美元，兩者營收差距從去年 7% 擴大至近 19%。

Intel 營收成長主要來自數據中心，三星則持續倚重存儲器。

由於三星產品在 DRAM 和 NAND Flash 領域都處於全球領先的位置，最近兩年手機容量升級、數據中心和人工智慧等情況的興起，也推動了存儲器需求的增長。

三星半導體利用其先進的 IC 工藝為自家產品提供處理器與微控制器晶片，這其中包括手機、家電及消費性電子產品等。

但三星似乎仍不滿足，一直積極尋找與 GPU 有關的軟硬體人才，最近聘請來 NVIDIA 老將 Chien-Ping Lu 擔任 GPU 業務副總裁，負責領導 GPU 研發團隊。

其事業版圖很快將延伸進繪圖晶片 (GPU) 領域。

從三星集團整體的戰略來看，它是手機製造商、晶片設計商及晶圓代工廠商，加上原本在基頻晶片、存儲器與顯示器上的優勢，一旦未來應用處理器與繪圖處理器也都可以自制的話，三星建立起完整的手機垂直集成體系。

作為全球除了 Apple 之外，唯二使用 ARM 架構，卻又有獨立設計 CPU 核心能力的廠商。

三星 2018 年 11 月中發表的 Exynos 9820 SOC，採用自家 8nm LPP 工藝。

CPU 部分，選擇了 2+2+4 的三叢簇架構，有兩顆自研的 Mongoose M4 超大核心、兩顆 Cortex-A75 大核心、和 4 顆 A55 小核心，具體頻率不詳。

GPU 部分，採用 ARM 的 Mali-G76，MP12，這使得更多單元可同時執行計算、通道數也提升。

三星還宣稱 9820 的單核提升了 20%，多核提升了 15%，能效提升了 40%。

其獨立的 NPU 設計，讓 AI 性能比 Exynos 9810 提升了 7 倍。

Qualcomm 的 Snapdragon 5G 晶片願意在三星的代工廠下單，部分原因是害怕三星手機產品全面採用自有的 Exynos 方案，畢竟三星是 Qualcomm 高端晶片方案的最大客戶，如果雙方合作不愉快的話，彼此掉單是很有可能的事情。

這裡想講的是，Qualcomm 與三星之間的深層默契，不是外人所能完全得知的。

因此三星若是比照 Qualcomm 7nm 的兩個晶片方案 : Snapdragon 855 手機晶片，及 Snapdragon 8cx PC 晶片，雖然三星沒有透漏未來採用 7nm LPP 工藝晶片的客戶是誰，但我們可以合理猜測這些晶片會先流向移動端和高性能計算應用 (HPC) 的產品，也就是說 7nm LPP 工藝將可能首先應用在其自家的筆電產品上。

九、來自中國的 CPU 狼群

2018 年 10 月公布的全國高性能計算機 TOP 100 榜單，全部由國產品牌囊括。

廠商份額方面，中科曙光、聯想分別以 40 台超算系統入圍並列第一，浪潮集團其後，"國產三強" 占據整個榜單份額的 92%。

此外，此榜單最大的亮點是 3 個 E 級超算的原型機系統 — 神威E級原型機、"天河三號" E 級原型機、曙光 E 級原型機，均進入性能排行榜前十 (分列第四、第六和第九位)。

根據歷史數據擬合推算，E 級超級計算機將可能 "在 2019 年左右出現"。

高性能計算機從應用領域來看，"大數據/機器學習" 仍是當下超算的應用熱點，在 TOP 100 的超算系統中，共有 27 台系統用於大數據分析與機器學習，用於科學計算的系統數量由去年占比僅 11.3% 上升至今年的 14%。

神威 E 級超算原型機，主要由硬體、軟體和應用三大系統組成。

其處理器、網絡晶片組、存儲和管理系統等核心器件全部是國產化。

原型機的系統軟體，由完全自主研發的神威睿思作業系統，及神威睿智編譯器等構建。

運算系統全部採用 "神威 26010＋" 眾核處理器，高速互連網絡系統全部採用申威網絡交換晶片、申威消息處理晶片，這些關鍵部件均具備完全自主智慧財產權。

存儲和管理系統由申威多核處理器構建，實現對該領域產品的國產化替代。

超算天河三號原型機的 CPU 可能將採用飛騰系列 FT-2000 或其後繼產品作為主控 CPU。

在 2012 年前後，飛騰選擇了ARM 陣營，可以基於 ARM 64 指令集設計自己的 CPU，並在數年時間內先後開發出 FTC66、FTC661 兩款 CPU 核，以及 FT-1500A/4、FT-1500A/ 16、FT-2000、FT-2000 plus 等 CPU。

雖然在單核性能上和 Intel 還存在一定的差距，但在多核性能上，已經達到 Intel 伺服器 CPU E5 主流產品的水平。

除了高性能計算機眾核架構的 CPU 外，兆芯、申威、龍芯、飛騰、華為、海光、宏芯等 PC 和伺服器企業，具備 x86 與 ARM 架構的授權或擁有自主智慧財產權的國產 CPU 晶片。

可惜的是，PC CPU 長期在 WIntel (Windows + Intel) 的產業生態鏈壟斷下，與技術工藝的落後，國產 CPU 廠商苦無一展身手的機會。

反觀智慧型手機已成為中國乃至全球消費者的第一智能終端，華為海思與紫光展銳的手機 CPU 總產量已擁有世界上數一數二的地位。

中國本身就是 PC 的生產大國，"缺芯" 之痛已在此次貿易戰中首當其衝地暴露無遺，CAWOA 的出現正是對 WIntel 產業鏈破壞式創新的一次大好時機，也是見證中國 CPU 狼群反撲的重要節點。

這幾年來半導體產業積極布局與投資在 5G 通訊、人工智慧與物聯網的硬體、韌件與軟體的應用產品開發與布建。

期望藉由全球 5G 通訊大規模啟用後，能快速提升國產半導體晶片的產品多元性、技術性、高值性與進口替代。

中國是筆電及智能終端產業全球製造的王國，從手機、PC 到超算等計算機應用的 CPU 設計、智財權與製造，晶片國產化的能力與程度已大幅提升。

QAMG (Qualcomm、ARM、Microsoft、Google) 致力於 CAWOA PC 的市場導入初期，而高階的遊戲 PC 有可能因為 5G、邊緣計算與新商業模式的發展，降低對 CPU 晶片的規格要求。

其中 Windows、Chrome OS 與 Android 三大作業系統，是一道短期內跨不過去的坎。

而 ARM 的智財授權，牽扯到 RISC (精簡指令集) 架構的根基，雖然 RISC-V 聯盟已日益壯大，短期內要擺脫 ARM 授權這第二道坎，也不是容易的事。

畢竟作業系統與 RISC 架構有著幾十年的積累，加上晶片生態系統的龐大及複雜性，與其擺脫舊框架，重新建立新的生態聯盟，不如借力使力，加速去短板，也許是比較務實的作法。

十、偏離摩爾信仰的定律創始者

前面九個埋伏說的是 CPU 霸王 Intel 的外部危機，其中 Amazon、Google、Microsoft、阿里巴巴等雲服務企業，走上「雲芯一體化」與「多芯比價化」的道路，讓 Intel 伺服器晶片的獨霸地位鬆動。

由 QAMG 推動的 CAWOA PC 生態鏈，更是直接挑動 Intel 的營收穫利的核心，而貿易戰開打讓 Intel 失去中國 CPU 市場的事實，開始倒數計時。

然而，埋伏在 Intel 內部的核心戰略收縮才是不可忽視的潛在危機。

Intel 創辦人之一的 Gordon Moore 在五十年前提出的摩爾定律，是矽基半導體產業創新與發展的基礎之一。

幾十年來，半導體行業一直遵循著摩爾技術微縮定律、產品升級降價、以及建立經濟門檻的節奏，一步一步地往前蓬勃發展。

Intel、三星與台積電是最忠實的摩爾定律護法使者，時至今日 5nm 工藝也將在不久與世人相見。

半導體的技術微縮並不是一代接著一代，每兩年增加一倍的電晶體，而是「六代同堂」同步研發的大軍團綜和作戰方式前進的。

理論與基礎研究一代、極限工藝探索一代、極限電晶體元件探索一代、預研次世代、試產代及量產代，半導體廠商若已知落後其他同業的技術，就會馬上調整資源，跳代轉進次世代技術，加速跟上微縮賽道。

技術落後一代，所代表的是 20 年的追趕，除非像這次 Intel 在 14nm 彎道打滑出軌，才會讓台積電及三星有了超車的機會。

更讓人納悶的是，Intel 宣稱 10nm 將在 2019 年底 Ice Lake 才會登場，而不是宣告 5nm 的時程 ? 在 5nm 或 7nm 的半導體材料、裝備與工藝技術沒有障礙的情況下，Intel 卻 喪失跳代追趕的能力，這只能猜測其內部制度與人才斷層已出現危機，且無法及時補救。

失去了對摩爾微縮的信仰後，其投資擴廠的腳步也出現了猶豫，Intel 第一次成為技術追趕者的角色，市場戰略的收縮也就在預期之中。

Intel 運營的五個事業單位中，IoT、存儲器與 FPGA 都遠遠落後在 Qualcomm、三星與 NVIDIA 等強敵的競爭之後。

根據 Gartner 市調數據，六年來 PC 市場首次出現成長，由於受到企業升級到 Windows 10 的商業市場成長需求，2018 年的 CPU 短缺將持續到 2019 年。

但 Intel 優先考慮的是提高單價，供應企業用高端 PC 的 CPU，以及企業用伺服器的 CPU。

與此同時，一般消費者使用智慧型手機進行更多日常工作，例如社交媒體、行程安排、銀行帳號管理和購物，因而減少了對 PC 的需求而呈現負成長。

此時 AMD 取代 Intel 無法提供一般中低端消費用 CPU 的市場份額。

這些改變表示 Intel 的商業模式已由原先的 B2B & 2C (Business to Business and to Consumer) 轉換到專注高獲利且穩定營收的 B2B (Business to Business) 模式。

其 87% 的營收來自 PC 與伺服器的 CPU 將受到影響，這是戰略上的退縮，守成有餘，攻擊不足，其影響在市場換機潮過後，將出現營收上的大幅衰退。

當然，在 Intel 營收與獲利雙雙創下歷史新高的時點，卻唱衰其未來的展望。

若不是無的放矢，便是捕風捉影、譁眾取寵的天方夜譚。

走過半個世紀的 Intel 半導體帝國，曾遇過各種的風雨，及無數的征戰與淬鏈，相信它絕對不會是個省油的燈。

2019 國際消費電子展 (CES 2019)， Intel 透露了自家的 AI 處理器 Nervana、10nm 伺服器處理器、10nm 5G SoC 系統級晶片、下一代 Cascade Lake 至強處理器等等一系列計劃。

在展會期間的主題演講中提到了，大量面向下一代計算的新技術，包括 10nm 基於 "Sunny Cove" 微架構 PC 處理器平台 "Ice Lake"、下一代超輕薄 PC "Project Athena"、全新混合 CPU 架構和 3D 封裝技術的平台 "Lakefield" 等等。

Intel 宣稱，Project Athena 將是一種新型高級筆電，使用 "Ice Lake" 處理器、超長 25 小時續航時間，並將充分利用 5G、人工智慧等新一代技術，而且這一次不僅有 Windows 平台，還納入了 Chrome 系統，預計在 2019 年聖誕季前夕推出一系列的新設備。

反攻的號角已然吹響，讓我們拭目以待 Intel 如何扭轉乾坤，衝破十面埋伏!