本文來源： 問芯Voice作者：連于慧
半導體界有一句傳統俗語：有晶圓廠的才是真男人（real men have fabs）。然而，這句話放在今時今日，顯得有點不合時宜。
日前，半導體製造巨擘英特爾才因製程落後，拖垮整個企業的競爭力，連「鎮店之寶」 CPU 都要交給臺積電代工，更引發首席工程師 Murthy Renduchintala 打包走人，為 7nm 的重大失誤扛下責任。
近年來英特爾在 CPU 和 GPU 領域上的兩大競爭對手 AMD 和 Nvidia 氣勢如虹，也都是純晶圓廠 Fabless 模式。當年，還沒有剝離格芯 GlobalFoundries 廠房的 AMD ，營運還處於困境，由此可知，是不是「真男人」和有沒有晶圓廠，早已無關係。
相較於英特爾從 10nm 製程出現大延宕，7nm 乾脆考慮外包給臺積電生產，那臺積電的製程是什麼時候開始追上來的呢？
十萬青年十萬肝、臺積輪班救臺灣
這要追溯至2014 年臺積電創辦人張忠謀提出的「夜鷹計劃」，挑選菁英工程師以 24 小時三班制輪班方式，加速 10nm 製程研發。
當時網絡上針對臺積電的「夜鷹計劃」還流行著一句話：「十萬青年十萬肝、GG（臺積電）輪班救臺灣」、「十萬青年十萬肝、一人一肝救臺灣」。
臺積電 10nm 在「夜鷹計劃」鞭策下，終於是如期量產。現在回頭看，英特爾就是從 10nm 製程一延四年開始「掉隊」;這樣一進與一退，成了今日的現況。
一位曾擔任英特爾晶圓代工部門（Intel Custom Foundry）的高階主管對問芯Voice 表示，英特爾這次的危機未必是壞事，因為長期以來內部資源是完全集權於 CPU 製程研發團隊，無視於外部壓力，且永遠慢慢做，導致錯過很多機會，現在有危機才能引導出權力的轉換，才能有轉機出現。
英特爾究竟是如何從不可一世的半導體製造巨擘，走入製程技術一代代延宕的「魔咒」當中？ 在本文中，引用一位曾任職於英特爾的工程師的看法，揭露了當中許多「一錯再錯」的關鍵秘辛。
英特爾內部「橫著走」的TMG事業群
英特爾的技術與製造事業群 TMG（Technology and Manufacturing Group）長年以來是集大權於一身，內部形容 TMG 勢力之大，連歷屆的執行長都「不敢輕易動這個部門的一根汗毛」。
TMG 事業群在英特爾內部會如此呼風喚雨，當然是因為英特爾的製程技術和製造工藝長年以來始終位居領先地位。
一直到 2018 年 10nm 製程一延多年，對英特爾造成前所未有的挑戰，TMG 事業群才有了一次重大改組。
當時，英特爾 TMG 事業群高管 Sohail Ahmed 退休後，將晶圓製造業務拆分為三部分：技術研發（Technology Development）、製造與運營（Manufacturing and Operations）、供應鏈（Supply Chain），且分別由三個不同高管來負責。
這三個部門高管的直屬老闆是誰？是英特爾在 2015 年從高通挖角過來的技術大將 Murthy Renduchintala 。他也是因為這次 7nm 重大失誤要再延 6 個月，而下臺負責的技術高管。
其實，在 2012 年 22nm 製程世代之前，英特爾眼裡根本沒有臺積電和三星電子。
英特爾Tick-Tock鐘擺「當機」
英特爾的 22nm 製程是全球第一個從平面式電晶體，轉換成 3D 結構 FinFET 架構的半導體廠;在當時，英特爾的 CPU 還能維持長年以來的 CPU 奉行的 Tick-Tock 規律。
所謂的 Tick-Tock 是鐘擺發展模式，也是英特爾在 CPU 產品上的戰略模式。「Tick」代表著一代 CPU 晶片製程的更新，「Tock」代表著在上一次「Tick」的晶片製程基礎上，更新 CPU 架構來提升效能。
一般「Tick-Tock」的周期為兩年，當中「Tick」一年、「Tock」一年。英特爾認為，將兩者更新的時間錯開後，搭配起來會更有效率。
一直到在 22nm 製程時代，英特爾基本上還能維持 Tick-Tock 規律。然而，這樣的狀況發展到 2014 年，英特爾內部已經隱隱感到一絲不妙。
因為，當年採用 14 奈米生產的 Broadwell 處理器延到下半年量產，接下來的 10nm、7nm 接連遲到，導致最後所有的產品都擠在 14nm 製程世代，演變成 14nm 大缺貨危機。
業界笑稱，英特爾傳統的 Tick-Tock 規律在鐘擺「當機」後，從 Tick-Tock-Tick-Tock-Tick-Tock 開始變成 Tick-Tock-Tock-Tock 無限循環，最後沒人在講 Tick-Tock 規律，大家只知道 TikTok（抖音）了。
為什麼英特爾接棒 14nm 的 10nm 製程延宕這麼久？前離職員工爆料，英特爾對於電晶體密度有著魔般的痴迷，追求同樣面積能塞越多電晶體越好。
這樣做有個好處，每當有分析師拿出臺積電或三星的策略來質疑英特爾時，英特爾只要拿出最漂亮的電晶體密度數字，一招打遍天下無敵手，分析師們自然乖乖閉嘴。但到了後期，這招越來越無法封住分析師的嘴。
再者，英特爾針對 10nm 的規格訂得太高，一昧只追求最漂亮的電晶體密度，可是 TMG 部門的人是拼死拼活也做不到那個良率標準，10nm 自然一年延宕過一年。
CPU 設計部門也是耐心磨盡，認為只要先把 CPU 做出來再說，不要一下子把電晶體密度標準定那麼高。但英特爾內部一向是 TMG 部門的人說的算，時間久了，最後 CPU 設計部門也沒力氣搞Tock（架構）了。
不過，倒是英特爾內部 GPU 部門的人挺享受這樣 Tick-Tock-Tock 的速度。因為 GPU 本來就是重視電晶體密度大於速度，也剛好讓 GPU 團隊有時間搞一些PPA（功耗、性能、面積）的研究，然後反饋給TMG部門。
有了 10nm 的教訓，英特爾在 7nm 製程時稍微放寬了一點標準。不過，英特爾驕傲血統再度作祟，傳出 7nm 製程一開始是要挑戰 FinFET 下一代的 GAA 架構（Gate-All-Around），只要這一步成功了，就有機會一雪「前恥」，來個大幅度的超前。
只是這一條路難度太高，最後還是決定回歸 FinFET 路線，回歸「做出一顆不錯的 7nm CPU」就好的務實想法。
關於 GAA 架構，原本傳出臺積電和三星在 3nm 製程要轉進，但後來臺積電錶示，決定仍讓 3nm 製程維持 FinFET 架構。
英特爾這次則是傳出會在 5nm 時導入，主要是因為公司曾對外表示，要在 5nm 重新奪回製程領先的地位。業界推測，轉進 GAA 架構會是一個超車的方式。
英特爾產品線的「長幼有序」
以 14nm 和 10nm 製程交替為例，根據英特爾的習慣，當 14nm 製程在量產時，10nm 製程也同步開發差不多等待接棒，由設計部門先準備好。
通常會是由設計周期比較短的 GPU 先採用，然後再恭迎 CPU 老大哥上場，之後再由伺服器晶片接棒。過程中，10nm 產量持續增加，由 10nm 逐漸取代 14nm 產能做量產。
除了上述這些晶片之外，英特爾其實還有許多各式各樣的晶片也在一旁等著。畢竟這幾年下來英特爾也「收藏」了不少公司，例如是英飛凌手機晶片部門（改名為iCDG）、FPGA 供應商 Altera（改名為PSG）、人工智慧Nervana（改名AIPG）、自動駕駛 Mobileye 等。
英特爾前員工透露，內部還有一些所謂的「浪人團隊」，就是原本也隸屬於正規組織，後來因為這些正規組織被解散了（如英特爾的晶圓代工部門 Intel Custom Foundry），導致這些「浪人團隊」需要在內部「打工」維持生計。例如伺服器部門要做存儲控制晶片，但又礙於人手不夠，就會委託「浪人團隊」來做。
不過，英特爾內部的設計團隊也是很競爭，「浪人團隊」的競爭對手也是不少，像是印度班加羅爾也設有研發中心，還有馬來西亞檳城也有設計中心等。
英特爾找上臺積電代工的緣由
上述提到，因為英特爾 10nm 難產，導致所有產品都擠在 14nm 製程這個時代，不但造成整個規劃藍圖大亂，也讓技術和製造事業群 TMG 裡，負責製程開發的 TD 單位（Technology Development）的人員配置不足。
每家半導體廠的 TD 單位都是核心，更是處於戰戰競競的狀況。按照原本計劃步驟，英特爾的 14nm 製程開發好後，TD 主力團隊就移到部分人力去 10nm 製程，以及部分人手去衝鋒去 7nm 製程，只留下少數人力去維護 14nm 製程。
但因為 10nm 延宕，變成 14nm 要繼續做 14nm+ 、14nm++ 、14nm+++ 等，導致可以分去開發 10nm 和 7nm 製程的人就更少了，如此一來更陷入一種「惡性循環」。
當時所有產品都擠在 14nm 製程上，導致 14nm 產能嚴重不足，這也是會加速晶圓代工業務結束的原因之一。
因為自家產能都不夠了，大家都搶著用 14nm 製程，而 10nm 製程又出不來，代工客戶要 14nm 產能沒有，要 10nm 產能更不可能有，如此一來，怎麼會有客戶願意下單給英特爾代工？ 自然而然地，晶圓代工部門只好關門大吉。
這也種下連英特爾自己內部事業群都想要擴大委外代工的種子。
當時公司的 14nm 產能都給了主要產品如 CPU 和伺服器等，那其他單位怎麼辦?日子總還是要過，因此，越來越多人要求要使用外部產能。
像是手機晶片部門在英特爾內部還算是可以大聲講話的，且過去在英飛凌時，就一直在臺積電投片，就要求能繼續在臺積電代工。久而久之，為了要求生存，越來越多部門要求要使用臺積電的製程技術，以維持產品競爭力。
這樣的循環一直到最後，連英特爾最核心的 CPU 產品，為了要維持競爭力，也開始考慮找臺積電代工了，畢竟 AMD 也是逼很緊，大家壓力都很大。
這次英特爾公開表示不排除找第三方委外代工的訊息，另有一個陰謀論的說法，認為英特爾只是利用該策略來趁機卡住 AMD 在臺積電的產能而已，畢竟臺積電的高端製程的產能非常緊，藉機一石二鳥來「突擊」 AMD。
臺積電「夜鷹計劃」立功
很多人認為，英特爾的 10nm 與臺積電的 10nm 不在同一個水平上，若是要比較，也要用臺積電的 7nm 製程來比。因此，即使臺積電的 10nm 比英特爾 10nm 更早量產，還不能說臺積電的製程技術超前了英特爾。
不過，隨著臺積電一路從 10nm、7nm 製程一路領先量產，今年量產 5nm 製程，明年試產 3nm、後年量產 3nm，加上連英特爾都考慮要委由臺積電來代工，臺積電現在算是贏得實在。
臺積電的高端製程技術一路成功追趕，要追溯至 2014 年提出的「夜鷹計劃」，以 24 小時三班制輪班方式，不間斷研發地加速 10nm 製程研發。
當時臺積電為了讓 10nm 如期量產，針對加入「夜鷹部隊」的員工提出底薪加 30％、分紅加 50％ 的豐厚獎勵，重賞之下必有勇夫，臺積電 2016 年如期試產 10nm 製程。
不過，臺積電後來沒有繼續「夜鷹計劃」，因為輪夜班研發對菁英工程師是非常耗損的，被說成 10nm 製程是用一顆顆「新鮮的肝」換來的，所以才有「十萬青年十萬肝、一人一肝救臺灣」的說法。這也讓重視企業社會責任 CSR 的臺積電在 10nm 達成任務後，沒有繼續該計劃。
過去臺積電、三星還不成氣候之時，英特爾的研發真的是可以關起門來慢慢做，反正放眼半導體江湖是「天下無敵手」。
臺積電這幾年追上來，還用高端製程實力拉了 AMD 一把，這下子讓英特爾緊張了，遭逢前所未有的警訊危機。但業界多數人仍是認為英特爾企業的「家底」太厚，趁此機會去除一些「陳年舊習」和一些確實早就該除掉的人，反而是好事，化危機為轉機是遲早的事。