Сотрудник Intel на фабрике в Ирландии

Intel анонсировала, что потратит 20 млрд долларов на новые фабрики по производству чипов в США. Этот шаг выглядит запоздало и даже немного отчаянно, но демонстрирует намерения нового руководства вернуть мировое лидерство в полупроводниковых технологиях. Ситуация для Intel сложилась непростая: конкуренты наступают, старые партнёры отказываются от её технологий, а сама компания находится в позиции догоняющего. О том, как монополист превратился в аутсайдера и как он планирует выбираться из этой ямы — под катом.

В последний раз построить фабрику микросхем в Аризоне Intel обещала в феврале 2017 года — чуть меньше чем через месяц после избрания Дональда Трампа президентом США. Тогда гендиректор Intel пришёл ^[1] в Овальный кабинет и пообещал, что компания потратит около 7 млрд долларов на строительство современной фабрики. Была всего одна проблема: это обещание не стало новостью. Впервые идею о появлении Fab 42 начали продвигать ^[2] в 2011 году, на её стройку приезжал ^[3] позапрошлый президент США — Барак Обама, — а запустили ^[4] её только в октябре 2020 года.

Экс-президент США Барак Обама на стройке Fab 42 в 2012 году

На момент открытия фабрика уже успела устареть. Изначально Fab 42 должна была производить чипы по 7-нм техпроцессу. К открытию размер технологии подняли до 10 нм, и почти в тот же момент тайваньская TSMC объявила ^[5], что потратит 12 млрд долларов на строительство завода, готового к производству 5-нанометровых чипов там же, в Аризоне. Чтобы разобраться, как Intel потеряла хватку, нужно заглянуть в прошлое.

Рождение Intel и сытые годы

Intel Corporation основали в 1968 году Роберт Нойс — один из изобретателей интегральной схемы — и Гордон Мур — автор того самого закона ^[6] своего имени. С первого дня к компании присоединился Эндрю Гроув — блестящий менеджер, с которым оба инженера успели поработать в Fairchild Semiconductor ^[7]. Следующие 40 лет этот человек отвечал за применение закона Мура на практике, разработал и внедрил методологию управления OKR ^[8] и сумел вывести компанию из нескольких кризисов.

Эндрю Гроув, Роберт Нойс и Гордон Мур в 1978 году

Название компании появилось из слов „Integrated“ и „Electronics“. Свой микропроцессор ^[9] в ней сделали в 1971 году — и он стал первым коммерчески успешным продуктом в своём классе. Чип, который тогда называли «микрокомпьютерным набором» по числу выполняемых инструкций был сопоставим с компьютером ЭНИАК ^[10]. ЭВМ сороковых занимала 280 м², весила 27 тонн и работала на 18 тысячах вакуумных ламп, но всего через тридцать лет, в семидесятых, сопоставимая с её мощностью микросхема умещалась на ладони.

В 1974 году вышел первый универсальный микропроцессор для продвинутых калькуляторов, терминалов ввода-вывода и автоматов бутылочного розлива — Intel 8080 ^[13]. Чип был так популярен, что со временем его начали выпускать по лицензии.

Несмотря на успехи в микропроцессорах, вплоть до 1981 года большую часть бизнеса Intel составляли производство и разработка чипов памяти SRAM и DRAM ^[14] для мейнфреймов. Учитывая контекст времени, это логично: в те годы ещё только прогнозировали, что полупроводниковая память скоро вытеснит магнитные ленты.

В 1972 году микросхема 1103 ^[17] завоевала первое место по популярности на рынке полупроводниковой памяти, но конкуренты уже наступали. Японские компании привлекли поставщиков оборудования к непрерывному совершенствованию техпроцесса. Таким образом они обогнали американские компании и начали выдавливать их с рынка.

Отвечая, Intel внедрила несколько инноваций в проектировании и выпустила DRAM следующего поколения. Но момент уже был упущен, и компания начала терять ^[18] позиции на рынке памяти. За десятилетие доля Intel на рынке памяти упала с 83 % в 1974 году до 1 % в 1984.

Спасли ситуацию первые IBM PC на процессоре 8088 ^[19]. Партнёрство между Intel и IBM зафиксировали в декабре 1982 года, когда IBM за 250 млн долларов выкупила 12 % производителя процессоров.

IBM PC ^[20] 1981 года — компьютер, который подарил Intel лидерство на рынке процессоров

В 1983 году оборот Intel достиг миллиарда долларов, а сотрудников стало больше 15 тысяч. За этим последовали сытые годы вальяжного монополизма под знаком Intel Inside. В 2006 году Intel заменила чипами микроархитектуры x86 процессоры PowerPC в компьютерах Apple. Изначально планировалось, что переход начнётся в июне 2006 года, а закончится к концу 2007-го — но по факту это произошло гораздо быстрее.

Стив Джобс и экс-гендиректор Intel Пол Отеллини представляют первый Mac на новой платформе (2006 год)

Первое поколение Макинтошей на Intel появилось в январе 2006 года — одновременно с Mac OS X Tiger (10.4.4). Поддержка PowerPC окончательно исчезла через одно мажорное обновление Mac OS — в версии Snow Leopard (10.6). Поддержка приложений для PowerPC, которую обеспечивала Rosetta, исчезла через ещё одно обновление.

Архитектура x86 стала индустриальным стандартом для PC, и её авторы ослабили хватку. Но теперь история повторяется ^[21] — правда, уже не в пользу Intel. Можно догадаться, сколько времени пройдёт перед тем, как «Макинтоши» на старой архитектуре превратятся в тыкву — к тому же, конкуренты Apple тоже начали ^[22] разрабатывать чипы на ARM.

Что же пошло не так

Память об Эндрю Гроуве — гендиректоре Intel, который мастерски вытаскивал компанию из передряг вплоть до конца прошлого века, до сих пор нависает над брендом. Название одной из его книг — «Выживают только параноики ^[23]» — превратилось в инструкцию к тому, как избегать потрясений, если управляешь IT-компанией.

После ухода Гроува компания довольно долго держалась в лидерах на заложенном им ДНК. Сейчас же всё чаще встречаются заголовки в духе «Intel снижает цены перед выходом новых AMD Ryzen ^[24]». Даже звание самого дорого производителя чипов из Америки прошлым летом перешло ^[25] к Nvidia, которая из создателя видеокарт для любителей поиграть превратилась в важный бренд для машинного обучения. Сейчас она стоит больше 320 млрд ^[26] долларов против 257 млрд ^[27] у Intel.

Значительную опасность для Intel представляют компьютеры на основе ARM-чипов, развитие которых простимулировали Mac на Apple M1

Половину десятилетия назад Intel стоила ^[28] как AMD, Nvidia и Google вместе взятые — около 250 млрд долларов. Сейчас стоимость Intel почти не изменилась, а эти трое в сумме переросли отметку в 620 млрд.

TSMC успела обогнать по уровню капитализации и Intel, и Nvidia. Сейчас тайваньский гигант стоит больше полутриллиона ^[29] долларов, и это не единственное проблема, перед которой ставят акционеров Intel конкуренты из-за океана. Другие производители процессоров и видеоускорителей не выпускают чипы самостоятельно, а только создают дизайн, который затем отдают на завод своему подрядчику. TSMC производит чипы для всех основных конкурентов компании.

Именно заводы TSMC производят Ryzen, видеоускорители AMD и Nvidia, процессоры M1 для новых Mac и системы на кристалле для iPhone. Мобильные чипы MediaTek и Qualcomm, некоторые процессоры из линейки «Эльбрус» — всё это делают тайваньские заводы.

В мире осталось всего четыре крупных производителя сложных чипов. Это Samsung, GlobalFoundries, TSMC и Intel. Последняя находится в уникальном положении: имея всего три серьёзных конкурента, только она до сих пор строила фабрики исключительно под свои нужды и не собиралась делиться мощностями.

Бизнес, основанный на производстве x86 был слишком прибылен, а поэтому менять его формат и отдавать мощности на аутсорс до сих пор не планировалось. Первые подвижки начались только в 2021 году — но в совсем другом направлении. Тогда Intel обратилась ^[30] в TSMC и Samsung, чтобы обсудить производство на чужих фабриках. По слухам, тайванцы уже предложили Intel запуск 4-нанометровых чипов в четвёртом квартале 2021 года.

В закате Intel обычно винят два фактора. Самый опасный из них — неспособность компании поддерживать качество своих чипов на должном уровне.

Несмотря на то, что 10 нанометров у Intel не сильно крупнее ^[31] 7 нанометров у TSMC, американцы заметно отстают по технологичности производства, из-за чего и страдало качество. Например, до этого года в Intel не прибегали к высокоточной фотолитографии в глубоком ультрафиолете (EUV).

Проблема доросла до таких масштабов, что в 2021 году её публично признал ^[32] новый гендиректор Intel и назвал главной причиной злоключений последних лет. Компания не поверила в EUV, когда технология была незрелой. В результате на техпроцессе 10 нм начались трудности с качеством и переносы ^[33] запуска производства, а затем история повторилась и на 7 нм. Из-за этого промедления у TSMC появился шанс вырваться вперёд, которым тайванцы с радостью воспользовались. Ещё прошлым летом они отчитались ^[34], что закупили 50 % от всего доступного EUV-оборудования.

Второй фактор, из-за которого Intel оказался в позиции догоняющего — бум больших данных и рост рынка машинного обучения, где сейчас лидирует Nvidia и присутствует AMD.

В Intel не только не предугадали, что рынок GPU станет важен для данных, но и не смогли реализовать свой альтернативный план. В нём делали ставку на специализированные чипы-ускорители ^[35] для обработки интенсивной части вычислений. Под это дело в 2016 году корпорация выкупила ^[36] за 400 млн долларов стартап Nervana, но разработки на его базе не принесли желаемых плодов. Следом за этим Intel приобрёла ^[37] ещё более дорогую компанию — Habana. На этот раз сумма сделки составила 2 млрд долларов.

И хотя ситуация выглядит довольно грустно, надо признать, что Intel продолжает оставаться лидером на нескольких ключевых рынках. Под конец 2020 года его процессоры отвоевали ^[38] 80,7 % на рынке настольных ПК, устанавливались в 81 % ноутбуков и 92,9 % серверов.

Что дальше

В феврале Intel наняла ^[39] гендиректором своего ветерана — Пэта Гелсинджера. Впервые он пришёл в корпорацию в 1979 году. Начав 18-летним специалистом по контролю качества, он проработал в компании 30 лет и сменил много технических и менеджерских должностей. Пэт был инженером процессорных проектов, возглавлял Intel Labs, а затем дорос до технического директора корпорации.

До февраля 2021 года Пэт Гелсинджер возглавлял VMware

Новый гендиректор считает ^[32] проблемой, что 80 % чипов производятся в азиатском регионе и настроен переломить ситуацию в пользу западного полушария. Для этого в новые аризонские фабрики инвестируют 20 млрд долларов, а также серьёзно расширят ^[40] завод в Ирландии.

«Производство 80% микросхем в Азии просто неприемлемо для технологии, критически важной всему миру. <…> Всё становится цифровым и работает на полупроводниках. Это фундаментальная основа всех аспектов человеческой жизни на фоне научно-технического прогресса. Миру нужна более сбалансированная цепочка поставок. Мы поможем решить эту проблему».
— Пэт Гелсинжер

Завод Intel в Лейксипе под Дублином. В 2021 году в его развитие инвестировали 7 млрд долларов

В конце марта 2021 года в Intel заявили, что планируют не только построить новые фабрики, но и сделать их мощности доступными для других компаний. Среди потенциальных клиентов Пэт Гелсинджер назвал Apple, Nvidia, Qualcomm, Broadcom, Microsoft и IBM.

При этом некоторые чипы Intel будут выпускаться на заводах TSMC. Виновата в этом всё та же фотолитография в глубоком ультрафиолете. По иронии судьбы тайванцы могут собрать больше компьютерной мощи на одном чипе, чем американцы.

Ещё одна мера, которая должна вытащить Intel из пропасти — сотрудничество ^[41] с IBM. 25 марта этого года две корпорации объявили, что будут исследовать новые конструкции чипов и способы упаковки их компонентов. У IBM есть несколько исследовательских групп, которые работают над свежими подходами к проектированию микропроцессоров. Это может подтолкнуть Intel к запуску технологий нового поколения.

Наконец, нельзя упускать из внимания заинтересованность американского правительства и натянутые отношения с Китаем. В феврале 2021 администрация Байдена объявила о принятии ^[42] акта «Чипы для Америки», в котором предлагается потратить 37 млрд. долларов на обустройство в стране современного производства микросхем.

«Мы попали в яму. Сейчас мы из неё выбираемся. И я с нетерпением жду десятилетий непрерывного лидерства в этой области. Паритета. А затем устойчивого лидерства. Таков наш путь.»
— Пэт Гелсинжер

Автор: Кирилл

Источник ^[43]