科技猎“难产”的英特尔和落败的芯片制程战争
“难产”的英特尔和落败的芯片制程战争
财经无忌
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旧时代终结，新王诞生。
图片来源@视觉中国
文丨财经无忌，作者丨月落乌堤
7月24日，英特尔（Intel）发布Q2财报，与营业额及净利润均同比超20%的漂亮相比，7nm制程工艺的一再跳票和推迟，则显得格格不入。
由于7nm制程工艺中仍存在“缺陷”，导致了英特尔生产进度落后于其内部产品路线图一年时间。此前英特尔原计划采用7nm制程的芯片将在2021年底上市，现在看来，这一进度将至少会推迟到2022年的年中。
英特尔7nm制程再一次放了市场的“大鸽子”。
两天后，《华尔街日报》报道，英特尔考虑将其部分制造业务外包，使用其他企业的生产力，不必所有程序都亲历亲为。
本周一上午，中国台湾《工商时报》称，英特尔已与台积电达成协议，明年将开始采用台积电6nm制程量产18万片处理器或绘图芯片。受这一消息影响，台积电股票在开盘后迅速拉升，到当地时间10点33分，已经上涨超过9%。
台积电一向不评论单一客户接单及业务发展，英特尔亦表示不评论该市场传言。但是，这并不能阻碍市场的热情。
一路“奔腾”的江湖地位
1993年3月22日，英特尔正式对外发布了奔腾(Pentium)处理器，这是英特尔在品牌和命名上的第一次突破。这打破了此前英特尔发布的四代微处理器均以纯数字如386/486命名的方式，开始真正地建立起属于英特尔的芯片王朝，也是从这一年开始，英特尔成为全球最大的半导体公司，并持续近数十年。
从市值上看，英特尔只被三星短暂地超越过，就很快又重新回到了全球第一的宝座。虽然在今天，英特尔已经被台积电完全超越，在这场处理器制程的战争中，英特尔事实上已经被台积电斩于马下。但在过去几十年中的大部分时间内，英特尔一直是全球最大的芯片制造商。
内部代号为P5的第一代奔腾（第五代x86）微处理器，采用了管线化（Pipe-Lined）的循序（In-Order）超纯量（Superscalar）技术，并以0.8um制程制造；接着推出的是P54，是把P5缩小到0.6um制程；P54之后接著是P54C，使用0.35um制程，这一制程工艺，是全球第一款采用纯粹的CMOS (互补式金属氧化物半导体)技术的微处理器，相对于之前两代奔腾处理器使用的Bipolar CMOS（双极性晶体管和互补式金属氧化物半导体）制程，P54C的集成程度更高、面积更小、晶体管数量更多，而且主频更高，意味着其性能更为强大。
初代奔腾系列微处理器
在P54C上，英特尔规划了笔记本专用版，至此，英特尔初步在“奔腾”上，完成了台式机及笔记本的全面覆盖布局，在90年代初期，依靠这一战略规划，一举奠定了英特尔的江湖地位。
那么，为什么采用0.8um制程、CMOS技术的P5内核，衍生的处理器成为当时最为优异的微处理器呢，并为英特尔的江山立下汗马功劳，这我们就要回到“摩尔定律（Moore’s Law）”下的制程之争。
制程战争推上桌面
半导体产业是诞生于美国的原创性技术，以IBM在1958年12月推出并量产的全晶体管式 RCA 501 微型计算机为代表，美国独家掌握全球最领先的半导体工艺与知识产权长达六十年之久，产业链上下游都遵循 IBM（及其盟友）的研发节奏，推出新制程、新工艺的半导体产品，如微处理器等。
1965年4月19日，仙童半导体创始人之一、工程师摩尔在《电子学》杂志（Electronics Magazine）发表了题为《让集成电路填满更多的组件》的论文，在文中，摩尔预测：半导体芯片上集成的晶体管和电阻数量将每年增加一倍。
1968年7月16日，摩尔从仙童半导体辞职，以集成电子 (Integrated Electronics)之名，创建英特尔。三年后，推出了第一款名为i4004的产品，这颗处理器的问世，成为了推动“摩尔定律”前进的开端，即便他仅仅集成了2250个晶体管，采用的是4位、10um制程、每秒仅可处理92000条指令。虽然其频率只有108kHz，但是i4004的出现，代表了英特尔在产品技术上践行创始人摩尔对技术的认识的步伐。
另一方面，英特尔在i4004的设计上，将集成电路划分为RAM、ROM和CPU。i4004微处理器成为了全球第一颗真正意义的CPU，也就是说，他能用于通用计算机。同时，以RAM/ROM为代表的储存器芯片，也成为了英特尔的另一块重要业务，英特尔将半导体产业，分成了储存器与处理器。
另一个半导体巨头TI（Texas Instruments，德州仪器）在1970年3月推出了第一个单芯片上完整的4位 ALU（算术逻辑单元） —— SN74181集成电路，这是TI在芯片上制造计算机的第一步。1971年7月，TI推出 TMS-0100微控制器，这是世界上第一个MCU（单芯片微控制器）。这种芯片确实是一种“芯片上的计算机”，因为它在一块硅上包含了计算机的所有功能。
不过，他们接下来的项目，和英特尔一样，走向了微处理器的研发。在i4004样品面世的三个月后，TI也推出了一款叫TMX 1795的微处理器，这是全球第一款8位的处理器，当他们将样品交到客户CTC（后改名为Datapoint）手上，以满足他们需要针对设想的产品——可编程桌面终端来开发的8位 MOS 芯片，最终，TMX 1795被拒绝，TI随后放弃了这颗微处理器，也就是说，TMX 1795从来没有进行过商业销售，TI眼睁睁的将一个引领世界的机会，拱手让给了英特尔。
同年11月，创造历史的i4004正式销售，半年后，英特尔的第一颗8位微处理器i8008推出，不过，i8008还是10um，但是集成的晶体管上升到了3500个，最高频率提升到800kHz。
1975年12月，摩尔在IEEE国际电子组件大会上，根据当时的实际情况对摩尔定律进行了修正，把“每年增加一倍”改为“每两年增加一倍”，后来，摩尔定律更为让人熟知的，是“每十八个月增加一倍”的说法。但1997年9月，摩尔在接受一次采访时表示，他从来没有说过“每18个月增加一倍”，而且SEMATECH路线图跟随24个月的周期。
也就是说，摩尔定律的定义归纳起来，主要有以下三各方面：
一、集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便增加一倍；
二、微处理器的性能每隔18个月提高一倍，或价格下降一半；
三、相同价格所买的电脑，性能每隔18个月增加一倍。
由于晶体管的排列摆放可以近似于放在正方形之上，要使这个正方形面积缩小一半，晶体管的集成密度要成倍增长，就一定需要考虑到晶体管尺寸和面积的关系，而密度和面积是呈倒数的，晶体管尺寸变为1/sqrt（2）=1/1.414（根号二分之一），这样计算面积平方相乘正好就是二分之一的面积，而根号二分之一≈0.7，≈0.7便成了“摩尔定律”中的一个比较神奇的数字。根据摩尔定律，制程节点将以≈0.7倍递减逼近物理极限，从0.8 μ m、0.5 μ m、0.35 μ m、0.25 μ m、0 .18 μ m、0.13 μ m、90nm、65nm、45nm、32nm、22nm、16nm、10nm、7nm，一直发展到未来的5nm、3nm都是如此。在正常演进节点中间，还出现一些最为常用的半节点制程，如28nm、20nm、14nm。
事实上从0.13um制程演进到90nm制程节点出现了一些针对制程节点定义的争议。在此之前特征尺寸基本上对应制程进展的物理长度，自65nm开始各厂商节点名称的定义越来越模糊，已不能完全对应器件的物理尺寸。
我们可以这么理解：摩尔定律的核心，是处理器的制程、集成度和价格。
i8008发布后两年，i8080发布，这颗采用6um制程的微处理器，和上代相比，进步了约10um的0.7倍。
之后的i8085、i80186、i80286、i80386，基本上都遵循了这个定律。
奔腾的出现，将制程战争，真正的推到了桌面，而他最初的竞争对手，除了TI和IBM外，便是1987年成立的台积电。可以说，台积电与英特尔制程之战，从台积电的成立，就已经开始，这是IDM厂商与晶圆代工厂两种形态的竞争。
“碾压”中成长的台积电与“群山计划”
1987年，《美日半导体协定》生效一年，美国对日本电子产品如电脑征收100%关税，美日贸易战打到顶峰。为承接美国主导下的半导体产业分工转移，台积电在中国台湾工研院的投资下成立，除中国台湾工研院之外，各大半导体巨头中，只有飞利浦（Philips）一家向台积电投资。
之后，借助中国台湾工研院投资1000万美元的“RCA计划（美国无线电公司（RCA）技术移转授权计划）”引入的技术、飞利浦的资金与台积电创始人张忠谋的个人资源，台积电用了一年的时间，从美国、日本及欧洲，买来了设备，搭建了产线。
飞利浦的半导体部门，自然而然成为了台积电最先的客户。
后来，飞利浦半导体部门剥离出来，独立成了两家巨头，一家就是专供光刻机设备的ASML，另一家就是NXP (NXP Semiconductors，恩智浦)。
但飞利浦的订单，怎么能满足台积电的产能呢？虽然“晶圆代工厂”模式在当时的日本和美国都有公司在做，但是这些公司并没有专门只做代工，而是将代工作为业务板块之一，并没有特别重视。包括台积电一直的代工竞争对手联电，也是在1995年前后才转型为“晶圆代工厂”。
转机，来自于美国当时“扶台抑日”的政策，在半导体产业上游的设计、设备、原料无法与日本、美国竞争的情况下，台积电选择了半导体产业链末端的制造。而美国所给予的支持，初期主要便是由英特尔提供，只不过英特尔没有想到的是，自己在30年后，会被台积电在制程上超越。
产线建立后的台积电，制程只有3um和 2.5um两种生产工艺，全年产能不到 7000 片、6吋晶圆，良率也不高，基本接不到大公司的晶圆订单，整个台积电在以亏损的状态运行。
1988年，年轻的格鲁夫接替摩尔成为了英特尔的CEO，张忠谋凭借与格鲁夫的私交，将格鲁夫邀请到了台积电，想让英特尔救救亏损中的台积电。
此时的英特尔，正在进行断臂求生的自救。在东芝（Toshiba）、尼康（Nikon）、日立（HITACHI）等日本半导体公司的竞争下，格鲁夫对英特尔进行了大手术，砍掉了储存器业务，向电脑处理器（CPU）业务转型，集中力量“要做地表最强CPU”。
格鲁夫在参观完台积电工厂后，发现台积电的制程工艺比当时英特尔的落后两代半，但格鲁夫最终还是决定将一部分落后制程的生产任务给了台积电，前提是要通过英特尔的认证。
格鲁夫是个真正的朋友，英特尔是个严格的师傅，他们给台积电制定了魔鬼检测。在当时半导体制程工艺还仅有二百多道环节的情况下，格鲁夫要求英特尔的工程师们至少要在台积电的产线上，找出二百个问题。对于这种命令，英特尔的工程师们对每道工序要带着“放大镜”一个细节一个细节的去抠，而台积电的工程师们，则面临着前一个问题刚刚解决，下一个问题接踵而至。
最终，台积电通过了英特尔的生产认证，这使得台积电终于获得了主流厂商的认可。不过，此后的十余年中，台积电依旧是在英特尔主导的技术进程下生存。
1990年，台积电突破6吋、1um制程，而英特尔的0.8um，在1985年的i80386上已经量产。
1993年，对于台积电来说，是个制程急剧进步的一年，这一年，在英特尔的帮助下，台积电实现了0.8um制程的量产，并逐步解决了0.6um的一些问题，突破了0.6um的重要技术，依附于英特尔技术支持的台积电，不仅通过了英特尔关于ISO 9001的质量体系认证，依靠张忠谋的资源，获得了TI的订单。
1991年成立的博通（Broadcom）和1993年成立的英伟达（NVIDIA），成为了第一代无厂半导体公司的代表，他们借助台积电的工厂，开始生产不同于英特尔CPU的产品，并迅速成长为行业巨头。1994年，台积电获得了刚刚在美股上市的ST（ST Microelectronics，意法半导体）的订单，也是从这个时候开始，台积电真正的成为无厂半导体公司们的“虚拟工厂”。
这一时期，无论是台积电，还是三星，其发展的制程工艺技术，都是委身和依附于以IBM/英特尔为代表的美国公司之下，他们一方面要依靠美国公司的技术支持，另一方面，在半导体产业合并浪潮和2000年互联网泡沫之前，半导体公司大多还在坚持IDM模式来进行发展，台积电的制程，一定程度上会落后于IBM/英特尔，毕竟最新的技术，肯定是要自己优先使用。
1995年11月1日，奔腾Pro发布，与奔腾Pro前后发布的Windows95，与之构建了Win-Tel软硬件联盟，成为了个人电脑时代，最为强大的壁垒。
1997年1月8日，奔腾MMX发布，这颗处理器，成为了奔腾I的绝唱，也是英特尔新制程的试验品，他同时采用了0.6um与0.35um制程，最高频率也飙升到了200MHz，集成的晶体管数量，达到了450万个。
1997年5月7日，英特尔推出基于全新核心架构“Klamath”的奔腾II，奔腾II的发布，延续了英特尔在制程上的持续领先，全系0.35um制程，并开始导入0.23um制程。
1998年是英特尔全面开花的一年。
首先，英特尔在1月19日发布了基于“Deschutes”核心架构的奔腾II，启用新系列命名，是为了完全的与上一年采用0.35um制程的“Klamath”区分开来，这一系列，全部采用0.25um制程，在131mm²的面积上，集成了750万个晶体管。
其次，在6月29日，英特尔推出了全新的至强（Xeon）品牌，以替代之前的奔腾Pro，其目的是用于服务站，至强的推出，是英特尔进入专业服务器处理器的前奏，在之后的日子里，至强进过数代的迭代，成为了使用最为广泛的服务器处理器。直到今天，在全球主要的超级计算机中，除了中国的之外，几乎都采用了至强的处理器。
8月15日，英特尔推出全新的、面向低端用户的处理器品牌赛扬（Celeron），至此，英特尔围绕处理器，搭建了覆盖低端市场、中高端市场、服务器市场的产品布局，借助这一布局，英特尔进一步扩大了自己的优势。
随着Windows 98的发布，Win-Tel联盟的优势进一步扩大，而英特尔在制程上对台积电的优势，随着个人电脑的普及，形成了全面的碾压。
受到碾压的，除了台积电，还有台积电的兄弟们，比如英伟达。在这一年的3月，英伟达与台积电达成全面战略合作协议，英伟达将所有的图形加速显示适配器交给台积电生产，这一局面，直到2003年英伟达以IBM签订长期代工合约，才被打破。
这一年，台积电终于实现了0.25um的量产，并将之用到英伟达推出的全新显卡RIVA TNT上。
为了扩大对晶圆代工厂的优势，和缩小与IDM（尤其是与IBM及英特尔）的差距，台积电在1998年开始实施酝酿了长达五年时间、名为“群山计划”的战略：
台积电给5家使用先进制程的IDM厂商制定专属的技术支撑计划，来适应每家企业不同需求。
这一战略实施的本质就是“先做技术服务、辅助技术升级、更新设备产能，然后获取订单”。这五家IDM厂商包含了TI、ST、摩托罗拉、NXP等，都是当时并延续到现在的半导体巨头公司。台积电通过与他们的合作，打磨技术、降低成本、提高良率，让自己成为IDM厂商的备用生产车间。而对于无厂半导体公司来说，台积电本身就是他们的“虚拟工厂”。
这一战略从1998年开始实施后，成为了后期台积电独立体系的基础。
1999年2月26日，英特尔发布奔腾III系列处理器，在最初的四款产品中，英特尔保守的选择了0.25um制程。从奔腾III 500E开始，英特尔导入了0.18um制程。
同一时期，台积电量产0.18um，这一制程最先用在了英伟达8月推出的GeForce 256，这是全球第一款真正意义上的GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）。
0.18um制程的量产，是台积电第一次与IDM厂商在制程数字上实现同步，不过其产能和良品率一直受到影响。而且，其技术仍旧是来自于IBM/英特尔主导的技术联盟，从一定程度上来说，现阶段的台积电依旧是作为IDM厂商技术的延伸，还不足以成为自身“制程之战”的武器。
不过，这一情况很快会被改变，因为，台积电打造的武器，正在形成。
英特尔不疾不徐，台积电加速
1997年，IBM率先切入0.13um制程的研发，随后，英特尔、TI也选择进入新制程的竞争中去，如何在新制程的研发中获得先机，成为了摆在台积电面前最大的挑战。
此时，被半导体业昵称“蒋爸”的蒋尚义入职台积电，这位半导体技术大牛，成为了台积电0.13um突破的最重要的领导者。
1998年时，张忠谋表示：“摩尔定律在过去30年相当有效，未来10到15年应依然适用。”
2000年，IBM率先将0.13um铜制程推向市场，IBM找到台积电，试图将该技术卖给台积电，使台积电继续成为自己技术联盟中的一员，继续依附于自己的技术体系之中。
在通过一段时间的沟通后，台积电以IBM的0.13um制程不成熟而婉拒，转而进行自主研发0.13um制程。
0.13um制程之所以重要，是因为这一制程是第一个沟道长度小于用于光刻的波长的制程，而且也是摩尔定律演进的重要的跨度制程，从大于光刻光波长到小余光刻光波长。
恰恰在这个时候，互联网泡沫破裂，无数互联网公司破产倒闭。半导体产业也受到极大的波及，台积电营收在这一年首次出现了下滑。不过，台积电的“群山计划”开始取得成效，此时的IDM厂商，搭建一条12吋、0.13um的产线需要25~30亿美元，处在危机之中的IDM厂商们，切实感受到自建厂房的压力，张忠谋的“群山计划”，在几年的持续操作下，得到了收获，台积电开始收获IDM厂商的订单。
另一方面，台积电将3D晶体管技术（FinFET（Fin Field-Effect Transistor，鳍式场效应晶体管）和FD-SOI（Fully Depleted Silicon-on-Insular，全耗尽型绝缘上覆矽））的主要发明人胡正明聘任为CTO。这项技术，简单说来就是把晶体管排布方式从原来的平铺改为立体堆栈，使得单位面积内能容纳的晶体管数量更高。
蒋尚义带领的团队，依靠胡正明的带来的技术，迅速找到了0.13um制程的突破口。同时，以余振华为核心的研发团队在新制程的研发中，还引入了Low-K Dielectric（低介电质绝缘）技术，全新的0.13um系统单芯片（System-on-a-Chip，SoC）铜/低介电系数（Cu/Low-K Dielectric）制程技术在台积电诞生。
这一技术，成为了台积电发展史上最为重要契机，他使得台积电第一次以IDM厂商在制程上并驾齐驱，而且重新将晶圆制造技术，定义为IBM/英特尔体系与台积电体系。
已升任台积电COO的蒋尚义力排众议，决定跳过0.15um制程，直接量产0.13um制程。
此后，在胡正明任CTO的三年多时间里，台积电形成了以胡正明为主导、蒋尚义为核心、余振华为执行人的技术团队，他们加速消化胡正明带来的新技术，并不断的在实验室和量产过程中进行尝试，以寻找更新的制程。
在摩尔定律的推动下，处理器在经历了0.18um制程后，在2001年直接进入了0.13um制程时代。公开数据显示，与0.18um制程相比，0.13um制程的氧化层可减少30%以上，工作电压可达到更低，芯片面积更小，每块芯片的成本变得更低，处理器/显示芯片的竞争进入到最为激烈的时候。0.13um取代0.18um成为大势所趋，而铜/低介电系数技术的引入，成为了芯片制造界历史上一次重大的变革。
与台积电取得的成就相比，英特尔的步骤，依旧走得不疾不徐。依靠前三代奔腾系列的热卖，和赛扬、至强的布局，以及好基友微软的给力，英特尔世界第一的位置，根本无法撼动，即使在台积电0.13um取得长足进步的时候，英特尔依旧按照自己的节奏，更新着奔腾系列。
奔腾IV系列，这颗英特尔历史上，生命周期最长、产品序列最多、销量最大的处理器诞生，自2000年11月20日推出，2001年1月3日发售，到2006年1月16日最后一个产品序列Pentium 4 HT 661推出并停止更新。
奔腾IV前后延续了至少5年，发布了至少110颗不同型号的处理器，其制程横跨了0.18um到65nm。既是英特尔在PC市场攻城拔寨的利器，也是英特尔在制程战争中持续领先的砝码，同时也是英特尔新制程的试验田。奔腾IV系列，是英特尔处理器发展史上的重要一环，是英特尔承上启下快速发展的中坚力量。
与Pentium 4 HT 661在2006年1月16日一同出现在发布会上的，是英特尔全新架构的全新品牌：酷睿（Core），这个品牌名，本身就是“核心”的意思。
带着65nm制程到来的酷睿，拉开了小余波长光制程新的战争。
2000年与蒋尚义同时来到台积电的，还有一位真正的科学家，林本坚。
2002年全球芯片产业进入发展瓶颈期，摩尔定律也因此止步不前，如何从65nm制程，跨入到45nm，成为了阻挡在所有半导体厂商门口的拦路虎。
这一年7月，受比利时微电子中心（IMEC）负责人阿诺德（Bill Arnold）邀请，林本坚出席在比利时布鲁塞尔(Brussels)举行的157nm微影技术的研讨会，林本坚在介绍“浸润原理”的专题演讲时，说了句“不得了，我找到了134nm波长的光波”，当大家听到134nm波长的时候，157nm技术研讨会，让林本坚成为了主角。
此时的ASML依旧投入7亿美元用来研发157nm光刻机，而英特尔的投入，超过了10亿美元，加上尼康、佳能的投入，各大厂商在“卡壳”的157nm波长、45nm制程上，投入巨资仍不见成绩。
林本坚回到中国台湾后，在张忠谋及蒋尚义的支持下，开始了“浸润原理”商业化的研究。尼康第一家宣布加入193nm、通过浸润原理，利用水1.44的折射率，实现193nm÷1.44≈134nm波长的“浸润式光刻机（Immersion Lithography）项目”，随后，ASML宣布放弃157nm的研发，也加入到193nm浸润式光刻机的行列。
2004年12月，日本半导体展（SEMICON Japan）开幕，台积电正式推出已顺利使用浸润式光刻机生产的90nm芯片、并通过了相关的功能验证。这台浸润式光刻机，便是台积电与ASML联合研发，由ASML生产的。
浸润式光刻机技术的使用，是台积电第一次在制程上实现领先。如果说，张忠谋奠定了台积电前二十年的基础，那么，林本坚的浸润原理，则使台积电在接下来的二十年中保持领先。
FinFET技术与193nm浸润式光刻机在台积电的技术组合，使得“摩尔定律”得以续命，也使得制程得以继续推进，“浸润原理”得到了英特尔等半导体龙头、设备商采用，并顺利跨入了45nm制程节点，这一解决方案，也成为了国际半导体蓝图架构成为主流。
在台积电的官网上，这么介绍90nm制程：
“浸润式曝光技术改写了全球半导体产业的光刻机规格。此项创新不仅进一步强化台积公司的技术领导地位，更协助全球半导体业突破摩尔定律的挑战，得以继续推进更先进的制程技术。”
一飞冲天的“夜鹰”
之后的故事就简单多了。
台积电在蒋尚义的主持下，在2005年实现了65nm制程的量产、2008年实现了45nm量产、2009年实现了40nm量产。
英特尔方面，也同样不甘人后，并驾齐驱，台积电的成就，并没有掩盖英特尔的光芒，英特尔世界第一的江湖地位，台积电还不足以撼动。
而与台积电、英特尔同时期的，三星、联电及格芯的差距，在这一时期并没有拉开。
在2009年台积电量产40nm制程的时候，英特尔的32nm已经量产，在制程上，虽然使用的是同样的技术，但是，英特尔无疑是领先台积电一个代次的。
真正的转折点，是16nm/14nm制程，2011年英特尔选择了发展14nm制程，而台积电则选择了16nm制程作为这一代次的演进技术。
最终，经历三年的研发，英特尔在2014年实现了14nm制程量产，一年后，台积电的16nm制程到来。
2014年，成为整个半导体行业的分水岭。
一方面，英特尔进入到了发展的瓶颈期。
这一瓶颈的源头，可以追溯到2007年实施的“Tick-Tock”战略，即“工艺年-构架年”模式。
“Tick”代表制程工艺提升，而“Tock”代表工艺不变，芯片核心架构升级。一个“Tick-Tock”代表完整的芯片发展周期，耗时两年。
按照Tick-tock节奏，英特尔可以跟上摩尔定律的演进，大约每24个月可以让晶体管数量翻一倍。
这个节奏，在2014年的时候，随着14nm制程的量产，遭遇到了最大的阻碍。随后，英特尔调整这一战略，宣布实施“架构、制程、优化” (APO，Architecture Process Optimization)的三步走战略，也就是说，英特尔的一个更新周期变成“一年作为架构升级、一年作为制程升级、一年作为优化升级”。这意味着英特尔新制程的推进，变成了每36个月，晶体管数量才会翻一倍。
自2015年开始，英特尔在14nm制程节点上，已经停留超过4年时间，从Skylake内核（14nm）、Kaby Lake内核（14nm+）、CoffeeLake内核（14nm++），一直在更新14nm制程。原本其原计划于2016年推出的10nm制程，经历了多次推迟后，直到2019年年底才实现量产。
另一方面，同样在2014年，台积电在张忠谋回归后，启动了“夜鹰计划”，其目的是为了在突破16nm制程后迅速进入10nm制程。为此，台积电召集了近 400 位研发人员，辅以丰厚的报酬和优渥的条件，让这些工程师按照24小时三班倒的工作节奏，进行新制程研发工作，最终，他们胜利了，台积电解决了所遇到的技术挑战，并在2017年实现10nm制程的量产，这一制程，最先应用到了iPhone 8上搭载的A11 Bionic芯片上。
台积电终于实现了对英特尔在制程上的全面超越，而且，与新老对手三星、联电也拉开了一定的差距。
2018年，台积电率先推出7nm制程，可见台积电会继续按照摩尔定律，推进晶圆制造的制程升级。
2019年将极紫外光刻 (EUV) 技术的7nm+制程量产，2020年5nm量产。接下来还有3nm和2nm也宣布取得突破。
而英特尔，则一再推迟新制程的发布。
旧时代终结，新王诞生
2014年8月，一本名为《制造繁荣:美国为什么需要制造业复兴》的书籍出版，作者在书中问到，美国重振制造业背后的真实意图是什么？制造业对于美国经济发展具有何种战略意义？产业公地到底是什么？美国到底应该以哪种方式支持制造业发展？这些问题，成为了对奥巴马政府的“灵魂拷问”。
作者坚称：“当一个国家失去制造能力，就意味着丧失了创新能力。”
在台积电之前，大部分半导体公司都是自己设计芯片、自己建厂生产芯片的，这种就是所谓的IDM厂商，AMD、英特尔都是如此。不过，AMD在2009年剥离了CPU生产业务，成立了格芯（Global Founderies，GF），AMD变成了无厂半导体公司，主要靠格芯和台积电代工 。
放眼到全球的半导体产业中，英特尔几乎是唯一的自产自销的半导体巨头了，并且在22nm制程节点，就量产了3D FinFET晶体管技术，领先台积电2年、1.5个代次的时间。
但是IDM的模式代价也很大，那就是一旦工艺出问题，就会影响到一系列产品路线图。更重要的是IDM模式的成本越来越高，现在建造一座10万晶圆月产能的10nm制程以下晶圆厂，投资是百亿美元级别的。
英特尔投得起么？投得起。
据统计，过去15年中英特尔在研发上一共花了1300多亿美元，约合9118亿人民币。而在2020年，计划投资是150亿美元，除了7nm研发、生产之外，其中大头还是投向了10nm制程。即便如此，英特尔在2020年，预计也只能量产10nm+制程，距离7nm制程，还有很远。
有意思的是，在英特尔陷入制程困境的时候，台积电已经在大规模的扩建工厂和进行先进制程的布局，2020年量产5nm制程，产能已经被苹果、海思等吃掉。2021年上半年，台积电将进行3nm制程试产，2022年量产3nm制程，而且，其投资依旧维持在150亿美元以上的高位，预计2021年更多。
但是相比英特尔全流程的投资，150亿对150亿是不对等的，研发、建厂是台积电的核心，英特尔则还要兼顾设计、封装等流程。
2017年10月23日，台积电举行了成立30周年的盛大庆典，光刻机制造商ASML、IP授权商ARM、GPU巨头英伟达、手机芯片巨头高通、模拟芯片巨头亚德诺、无线设备芯片巨头博通及苹果的高层悉数到场，在各大半导体巨头中，唯独缺少了英特尔。
围绕台积电“晶圆代工厂”为核心，集合了上游的设备商、授权商以及下游的客户，组成的联盟，其牢固程度，似乎已经超过了Win-Tel联盟，在移动互联网时代及智能手机时代到来后，英特尔似乎开始力不从心。
经过数十年的演变，半导体制造业从最初的“一览包干”的IDM模式，在1987年开始分割，其分割的标志就是台积电的建立，他重新定义了半导体产业，也开辟了基于“晶圆代工厂”的制造产业，和“无厂半导体公司”的设计产业。
整合，分工，成为了这个行业最为显著的特征之一，从出席台积电三十周年庆典的高层来看，这些龙头公司们各自在自己细分领域内，依托自身的实力，将自身资源全部投入到最为核心的研发中去，然后相互配合、相互优化、相互信任，在数十年的演变中，不断洗牌、更新和发展，形成了今天牢不可破的庞大产业。
当然，我们用不着为英特尔现在的落寞感到惋惜，即便在制程上落后，但是英特尔依旧是当今全球最强大的半导体公司，依旧是美国半导体的象征，依旧在传统电脑、服务器等领域独领风骚，而且在进入的安全领域、企业级业务中同样领先于全世界大多数的公司。
不过，随着美国政府“重振制造业”及“美国优先”的政策下，英特尔6nm制程、18万片晶圆、近2000万片处理器的订单，有可能成为一个“孤单”。从英特尔一向的作风来看，虽不能说英特尔输掉了这场起始于英特尔的制程战争，但是，英特尔又拿什么来翻盘呢？
要知道，给台积电站台的大佬中，可能随便一位的江湖地位都比英特尔差不了多少，更何况是7位。
用彭博社的话来说，英特尔先进制程委托给台积电这一行为，预示着“一个由英特尔公司和美国主导世界半导体行业的时代的终结”。
而且，台积电的其他客户与英特尔有竞争关系，可能反对台积电优先处理英特尔的订单。如果英特尔未来继续在自己生产芯片，那么台积电会不会为英特尔的订单，进行扩大投资以满足当下英特尔的订单产能呢，我们不得而知。
按照摩尔定律，芯片制程的最小可以演进到0.1nm的物理极限，那么，多年以后，芯片制程世界，还会翻天么？
按照台积电公开信息推演，至少在接下来的五年内，英特尔赶上或超越台积电的可能性几乎为零。悲观一点地说，甚至可能永远追赶不上。
参考资料：
1、姚剑波，杨朝琼，曾羽，龙奋杰 等著.《大数据丛书系列：大数据安全与隐私》. 成都：电子科技大学出版社, 2017.07.
2、韦亚一．《超大规模集成电路先进光刻理论与应用》．北京：科学出版社，2016. 06.
3、謝志峰，陳大明.《一本書看懂晶片產業：給未來科技人的入門指南》.中国台北：早安財經，2019.09.
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