英特尔开放 x86？事情恐怕没这么简单……

近来，芯片专利巨头英特尔在开放合作的方向上动作频频。先是高调宣布加入 RISC-V 基金会，前不久又对外透露将要开放 x86 授权……

而这一切都指向英特尔的多 ISA（指令集）战略。

10 亿美元“拥抱” RISC-V

今年 2 月初，英特尔正式宣布以 Premier 成员的身份加入 RISC-V 国际基金会，后者是一个非营利组织，支持免费和开放的 RISC 指令集体系结构和扩展，此举被认为是英特尔持续投资开源 RISC-V 架构的一部分。

与此同时，英特尔还将成立一个 10 亿美元的 IFS（英特尔代工服务）创新基金，用于帮助合作伙伴在其 IFS 技术上制造 RISC-V 芯片。目前全球半导体行业正面临芯片供给不足的局面，而全球主要的芯片代工企业，例如台积电和三星，其芯片产能主要由苹果、英伟达、高通等芯片巨头垄断。英特尔的入局将帮助众多发展中的 RISC-V 芯片厂商获得来自英特尔 IFS 的芯片产能，为 RISC-V 阵营带来难得的发展机遇。 

RISC-V 国际基金会的首席执行官 Calista Redmond 表示：“几十年来，英特尔一直是微处理器创新的领导者，今天的公告表明，对开源的大规模投资具有改变历史进程的力量。RISC-V 中的开放式协作已经引领了半导体行业的转变，这种伙伴关系将加速开放计算的创新。“

值得一提的是，自此之后英特尔的芯片代工服务也成为了唯一一家同时支持 x86、Arm 和 RISC-V 三种业界领先指令集架构的代工厂。

“破天荒”开放 x86

仅仅不到一个月后，英特尔 Foundry 客户解决方案工程副总裁 Bob Brennan 向外媒进一步披露了英特尔的多 ISA 战略，该战略的重点是“创建 x86、Arm 和 RISC-V 多架构内核协同工作的单封装处理器。”

这一次的信息听起来比英特尔大力投入 RISC-V 阵营更令人震惊 —— 英特尔将首次对外开放授权 x86 架构。

“我们拥有所谓的多 ISA 战略，这是英特尔历史上第一次向希望开发芯片的客户同时授权 x86 软核和硬核。”Brennan 介绍，英特尔将把旗下最重要的资产 x86 架构授权给那些想要制造定制芯片的客户。据悉，根据应用的不同，客户将能够在英特尔制造的定制设计芯片中混合 x86、Arm 和 RISC-V CPU 内核以及硬件加速单元。 

所谓软核，通常以硬件描述语言 HDL 文本的形式提交给用户。它已经过 RTL 级设计的优化和验证，但不包含任何具体的物理信息；而硬核则是一种基于半导体技术的物理设计，具有性能保证，提供给用户的形式是黑盒的形式，即电路物理结构的掩模布局和一套完整的工艺文件，可以作为一套完整的技术。简而言之，软核对于芯片设计厂商进行芯片的原型设计和定制很有用，而硬核更适合于直接交付生产。 

Brennan 提供了一个开放 x86 授权的示例：客户将能够构建具有许可 Xeon 内核的芯片，并将其与基于 RISC-V 或 Arm 的 AI 加速器相匹配。英特尔还创建了所谓的小芯片机箱，其中可以将 x86、Arm 和 RISC-V 内核的裸片放在一起并封装成一个具有综合功能的芯片。 

Bob Brennan表示：“从广义上讲，这是为了发展我们的晶圆代工和封装业务，因为英特尔代工服务部门正在努力成为世界上优秀的代工企业。这表明英特尔如何致力于在所有这些不同的 ISA 向前发展的情况下发展代工业务。” 

从 Bob Brennan 的介绍来看，英特尔开放 x86 内核授权的核心目的，也是为了更好的顺应目前异构集成的 Chiplet 大趋势，激发 x86 内核与 Arm 内核和 RISC-V 内核组合上的芯片设计创新，同时依托英特尔在先进制程工艺、先进的 2.5/3D 封装技术（EMIB/Foveros）、芯片间互联技术（CXL）上的强大优势，更好的开拓英特尔的代工业务，并在与台积电等全球主要芯片代工厂商的竞争中取得优势。

腹背受敌，押注代工业务

早在 2006 年，英特尔就放弃了当时基于 Arm 的 CPU 开发项目，制定了以 x86 架构作为旗下所有处理器基石的战略，并以绝对谨慎的态度维持着 x86 生态的封闭，构筑专利护城河。 

而随着移动时代的兴起，以 Arm 架构为基础的移动端芯片厂商扶摇直上，AMD、英伟达、苹果等厂商也纷纷转向开放授权的 Arm 阵营；另一方面，更加开放中立的开源 RISC-V 指令集横空出世，在物联网等工业芯片领域崭露头角。 

这些发展伴随着 Arm 和 RISC-V 的兴起在一定程度上削弱了 x86 在 PC 和服务器领域长达数十年的主导地位。从日渐疲软的市场增长数据来看，英特尔对 x86 封闭的弊端开始显现：曾经英特尔最大的客户之一苹果正在将 MAC 系列的 CPU 转移到 Arm 阵营，亚马逊、谷歌和微软等软件服务商也在偏向用于家庭和服务器系统的基于 Arm 的芯片。 

在如日中天的 Arm 和后起之秀 RISC-V 的双重夹击下，昔日的芯片巨头急需寻找一条新的道路。目前来看，芯片代工业务似乎是英特尔下一阶段的押注点。 

台积电是目前全球第一大晶圆代工厂，并且在先进制程技术上居于领先地位，预计将于今年下半年将量产 3nm 工艺。自去年 3 月宣布重启晶圆代工业务之后，英特尔就在相关技术上积极追赶，并且宣布将在 2024 年量产 Intel 20A（相当于台积电 2nm）工艺，2025 年量产 Intel 18A（18 埃米）工艺，这将使得英特尔在先进制程上实现对台积电的超越。此外，英特尔目前在先进封装技术上居于领先地位。 

在提升晶圆代工业务所需的产能上，英特尔于去年 3 月下旬宣布，投资 200 亿美元在美国亚利桑那州建设两座先进制程晶圆厂。去年 9 月，英特尔还对外透露，未来 10 年将在欧洲投资 800亿美元，将建设至少两座先进的晶圆厂。今年 1 月下旬，英特尔又宣布将在美国俄亥俄州投资200 亿美元建设两座新的晶圆厂，计划于今年开建，2025 年投产。英特尔表示，未来整体投资金额可能增至 1000 亿美元，总计建设 8 座晶圆厂，这将是俄亥俄州有史以来最大投资案。 

从目前英特尔已公布和透露的计划来看，为了发展晶圆代工业务，英特尔已经确定的，至少将新建 4 座晶圆厂，如果按照英特尔的预期，可能将会新建超过 10 座晶圆厂。显然，这些晶圆厂将足以满足英特尔代工业务的未来的增长。 

当然，对于英特尔来说，要想在代工市场挑战台积电，仅凭借先进制程技术、先进封装技术及产能上对于台积电的追赶是不够的。这就有了前面提到的多 ISA 战略。

剑指台积电

据半导体行业专家铁军介绍，半导体产业总体可以分为原材料、设备、设计、制造、封装测试几个领域，而以台积电为首的台湾企业在原材料、设计、制造和封装四个领域具有一定市场份额和影响力，在晶圆制造方面尤为突出。 

就半导体制造而言，全球前五的芯片制造商分别为台积电、三星、格罗方德、联电、中芯国际。根据 2021 年一季度数据，台积电以 56% 的市场份额遥遥领先于三星（18%）、联电（7%）与格芯（7%），市场份额是中芯国际的 10 倍有余。就技术水平来说，台积电的制造工艺已经超越了美国老牌公司英特尔，在制造工艺方面处于全球领先水平，是名副其实的行业霸主。 

就封装测试而言，呈现出台湾地区、美国、大陆地区三足鼎立之态，台湾地区日月光、美国安靠、大陆长电科技、台湾地区力成科技和矽品位列营收前五位，营收前十的企业中有 5 家台湾地区企业，3 家大陆企业，1 家美国企业，1 家新加坡企业。 

台湾半导体产业的强势领域在于芯片制造和封装测试，半导体原材料、设备大部分需要从美国、欧洲、日本进口，在商业模式上主要以接受美国半导体设计公司订单提供代工服务为主，其核心竞争力在于能够提供具有较高性价比和较高技术水平的代工服务。 

目前，全球半导体产业分工呈现“雁行”状态，美国及其欧洲盟友占据技术门槛和利润最高的半导体设备和设计环节，日本、美国、欧洲、韩国公司占据了原材料环节，台湾地区和韩国占据了制造环节，台湾地区和中国大陆占据了封装测试环节。虽然台湾地区诞生了台积电这样的明星企业，但探究其本质，是美国进行技术转移的结果。 

从股权上看，台积电第一大股东是美国花旗银行，持股比例为 20.5%，外国人、外国机构总持股比例高达 78%，“台湾行政院”持股仅 6.4%。从技术上看，台积电必须遵从于美国所主导的全球半导体产业分工，在关键技术、设备、原材料方面高度依赖美国、欧洲和日本，这也是在此前的中美贸易摩擦和最近北约对俄罗斯一系列的技术制裁中，台积电惟美国马首是瞻参与制裁的原因所在。 

由于美国对台积电精华集中于台湾岛内表示担忧，受政治因素影响，未来台积电很可能会进一步加大其在美国的投资，或者是将一部分产能转移到欧洲和日本，以应对台湾回归中国的情况发生。一旦发生这种情况，将会进一步增强美国对全球半导体产业链的控制，我国将面临更加严峻的形势。

而英特尔近来不断拥抱开放，大力布局台积电所擅长的晶圆制造代工市场的举动，或许正是美国企业开始削弱台湾半导体影响力的标志。

参考链接

https://mp.weixin.qq.com/s/8ISrUH8YGFZ9AZNEDYuCpQ

https://www.theregister.com/2022/02/14/intel_x86_licensing/

https://www.oschina.net/news/181630/intel-riscv

https://www.theregister.com/2022/02/18/intel_gelsinger_plan/