英特尔雄狮觉醒：在移动芯片市场奋起直追

zhixun

2013年01月07日Katherine Bourzac


长期以来，智能手机制造商向英特尔（Intel）发出的讯息用一句话来概括就是：“你在做的事情不对路。”
英特尔早在五年前就针对移动设备推出了凌动（Atom）系列处理器，可该公司在这个市场至今仍然是个小配角。根据市场调研机构林利集团（Linley Group）的数据，2011年全球范围内售出了7.6亿枚供平板电脑和智能手机等移动设备使用的处理器，而其中只有100万枚是英特尔芯片。尽管英特尔此后也在这个市场上取得了一些成绩，但估计2012年的提升并不大。
原因何在？早期的凌动处理器本质上来说只是采用最简化标准的处理器，且相比高通（Qualcomm）、博通（Broadcom Corp）等公司的成熟移动设备芯片，其成本更高、耗电更多，缺乏竞争优势。英特尔当时可能根本就不在乎这些，坐拥其PC和服务器芯片业务创造的丰厚利润，自以为可以高枕无忧了。
好吧，现在它开始在乎了。PC机市场正每况愈下，而移动设备市场却蒸蒸日上。今年该公司将推出新一代凌动系列芯片，代号为“Silvermont”。分析师称，这将是英特尔真正针对低功率运行环境进行优化的产品。而英特尔对此却言之不详。
不过，英特尔的行动却要比它的表态更能证明些什么。过去几年来，该公司累计斥资逾10亿美元用于购买无线电路、图像处理系统和其他智能手机子系统的专利授权。该公司还与摩托罗拉移动（Motorola Mobility）和中兴通讯（ZTE Corp.）智能手机和平板制造商签署合作协议，并开始与微软（Microsoft）和谷歌（Google）等移动操作系统开发商合作，开发出能与这些操作系统良好匹配的芯片。
在英特尔透露的少量信息中，包括Silvermont芯片将采用全新的微体系结构。所谓微体系结构是指芯片电路层面的一整套设计，而它决定了芯片的运行速度和功耗。目前还不得而知的是，这种微体系结构究竟有多大变化，以及它是否足以令英特尔成为移动设备芯片市场的大供应商。
这些年来，英特尔的移动设备芯片设计思想一直在演变，不断向业内顶尖的竞争对手靠拢。目前的移动设备主处理器采用一种被称为“片上系统”（SoC）的设计，它是指在单个中央处理器上集成专用于通信、图像处理、导航和其他功能的电路。这种设计之所以能节能，是因为将专用系统高度集成在了一起。
而早期的凌动芯片却是依靠一枚多用途处理器来完成上述所有的任务，因而其功耗方面的表现不佳。目前智能手机主处理器的标准功率分配是1瓦特，而旧的凌动处理器即便在待机状态下都要比这高出很多。“他们在尝试针对智能手机进行优化，但没有太多的经验。”林利集团掌门林利·温纳普（Linley Gwennap）说道。
不过，英特尔似乎已经汲取了教训，在2012年推出了首款采用“片上系统”设计的凌动芯片，代号“Medfield”。身为英特尔高级院士的英特尔移动和通讯集团首席平台架构师雪瑞肯特·塔卡（Shreekant Thakkar）表示，新芯片不再比采用ARM方案制造的芯片消耗更多电能。他所说的ARM方案，是由英国公司ARM Holdings开发的基础电路设计方案，目前已经被几乎每一家智能手机处理器制造商采用。英特尔的新芯片颇有吸引力，被包括摩托罗拉和联想集团在内的一些公司采用，第一批使用英特尔芯片的智能手机已于2012年面市。
虽然Medfield处理器是用该公司较老的32纳米制造工艺，但也足以让英特尔芯片摘掉“电老虎”的帽子。不过温纳普认为，若只是跟当前成熟产品做得一样好的话，这是不够的。他说道：“不但要做得一样好，还要找到自己比别人做得更好的地方。”
这或许就要看英特尔那唯我独尊的制造技术优势了。该公司在这方面一向是业内的领头羊，每每能够率先开发出性能更出色的新一代芯片——拥有运算速度更快和耗能更少的晶体管，有时候比其他竞争对手要领先好几年。
温纳普表示，到目前为止，英特尔移动设备芯片的制造工艺要比其速度最快的微处理器落后好几年。该公司最先进的芯片生产线通常都用于制造高利润率的PC和服务器芯片，只有在该制造工艺的初始投资已经多多少少收回的情况下，才能轮到移动设备芯片。
Silvermont芯片的制造工艺安排比原来的那种模式提前了。它将采用英特尔目前最尖端的22纳米工艺，只比该公司的顶级微处理器滞后一年左右。该芯片在功耗方面将因此取得相当程度的提升。该公司表示，在其他方面都一样的情况下，22纳米工艺芯片在晶体管层面的功耗要比32纳米芯片至少低30%。为许多英特尔竞争对手代工生产处理器的晶圆制造巨擘台积电（TSMC），在制造工艺上就落后英特尔一代。该公司采用28纳米制造工艺（与英特尔的32纳米制造工艺基本属于同一级别）生产的芯片在2012年才开始出货。
不过英特尔所需要的，可能不止是超凡的制造技术。制造出最小、最高效的晶体管是一回事，而将他们集成在一起，并实现高速、低能耗则是另一回事。据分析师称，英特尔一直有一大劣势，那就是凌动芯片是对PC处理器的微系统结构进行简化的产物，而不是针对移动设备进行的全新设计。要想提升竞争优势，英特尔可能将不得不对其微系统结构进行彻底改造，并苦下功夫，针对谷歌的安卓（Android）移动操作系统和微软Windows移动操作系统进行优化。英特尔此前已经表示，正在移动设备芯片领域跟这两家公司合作。
其他挑战则存在于处理器之外的领域。“一部智能手机所需要的远不止是一枚处理器：还需要各种加速器，来满足图形处理、视频、音频、无线联网和GPS等各种功能的需要，而这些全都是复杂的硬件部件，”麻省理工学院的计算机科学和工程学教授阿文德（Arvind）说道，“如果一家公司能够拿出更全面的智能手机或其他移动设备解决方案来，即便它在技术上逊色于英特尔，也能够轻而易举地抹杀掉英特尔那超凡制造技术的光芒。”
鉴于英特尔不会披露关于Silvermont重新设计的信息，于是我们向外部人士求助。这些人因为自身所处的位置，往往能提供有意义的推测。
苏布哈希辛·米特拉（Subhasish Mitra）是斯坦福大学电子工程和计算机科学副教授，也曾在英特尔公司工作过。当被问及他对未来凌动芯片的猜想时，他估计英特尔会在芯片上采用更多的“加速器”——这类微系统结构可以将程序拆分成多个片段进行并行处理，又或者会采用其他一些减少单线程运行的方式，以实现提升运行速度、降低功耗的目标。
即便都有这些技术问题全都解决到位，英特尔仍要面临从移动设备芯片市场底层爬起的艰辛。在移动设备芯片行业，走错哪怕一步棋，在经济上都是无法承受的。高德纳公司（Gartner）分析师瑟吉斯·慕赛尔（Sergis Mushell）称，智能手机芯片的价格一般只有PC处理器的四分之一到三分之一，如今的移动设备芯片巨头在降低成本方面积累了多年的经验，他们凭借占有大量市场份额的优势，可以承受微薄的利润率。
不过慕赛尔指出，英特尔拥有其他竞争对手缺少的一项优势，那就是垂直整合。英特尔设计和制造自己的芯片，而其他公司必须委托台积电之类的公司代工生产。尽管英特尔因为经营自己的晶圆加工厂而承担了额外的运营成本，但在同样的设备上，英特尔芯片仍将是价高者，而这会有助于提升器移动芯片市场的利润率。
如今移动芯片市场上的这些大公司将在2014年迎来更严峻的挑战。英特尔表示，计划到时候将其所有芯片产品——包括PC、服务器、平板电脑和手机——都升级到14纳米制造工艺。这样做的成本会非常高，但如果此举能在技术上较竞争对手领先两代的话，其回报会更高。倘若英特尔成功实施这项计划，那它将成为移动芯片市场上一个强悍到可怕的竞争者。
本文作者凯瑟琳·波尔扎克（Katherine Bourzac）是生活在旧金山的自由撰稿人。英特尔是否会转型成快速发展的移动芯片供应商？为了寻找这个问题的答案，波尔扎克搜集了大量分析师报告和学术论文。通过这项调查，她对目前的智能手机技术有了新认识。她说道：“它还令我相信，是时候去弄部新手机了。”