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Intel 為甚麼陷入泥沼,脫身不得 ?

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Intel 為甚麽陷入泥沼,脫身不得?有兩大原因,一是有關技術層面,二是有關所謂「公司文化」。

先談技術層面,Intel 要從荷蘭ASML 獲得最先進的「光刻機」絕對沒有困難,為甚麽她不能如 TSMC 一樣,從7nm 、3 nm、到2nm 按步就班,更上層樓,顯然有許多人不甚熟知的理由。一般計算機機專家都以為 Intel architecture 所使用的「複雜指令系統」CISC( complex instruction set )和一般業界愛用 ARM 的「簡單指令系統」SISC ( simple instruction set ) ,從 architecture 觀點而論無甚差別。但從半導體製作程序,差別甚大!

如果使用 Intel 的「複雜指令系統」:指令的「邏輯長度」有長有短,半導體線路要配合它,需要長短不拘,也就是要使用各類的金屬層面( M1、M2、M3、⋯⋯ etc );而且貫穿金屬層面的各類「隧洞」( Via )也要多種而複雜;比較之下「 簡單指令系統」所要求的邏輯長度,簡短平均,平行的「金屬線」連接和垂面的「隧洞」的連結,要簡單多了。

我們可用物理學上的想像:多樣長度的金屬線不論是「平行」或「垂直」,而要形成邏輯系統,所需要的物理空間要比短而一致的金屬線大。因此,系統內各類組件間交換data 的途徑長而複雜。從製造程序的觀點:程序簡單,良率必高,可靠率( reliability )也高。

我們也可用物理學上所謂「滲漏現象」(percolation )取得了解:兩個電極板內,一種裝入大小不一的金屬球;另一個裝入大小一致、較小的金屬球,然後在電極板加上電壓,哪種裝置會迅速通電,很快到達一穩定電流?

指令系統的線路結構,物理空間的大小不同,線路元件的交通的途徑長短也不同,因而速率也不一樣。小而同質性的元件設計,「大量的平行運算」( massively parallel computing ) 也容易。

Intel 還有個難題:幾十年「天下無敵」,產品充斥世界,舉目皆是,她需要照顧太多傳承的產品和 專有的architecture ( XX86 ) ,束手束腳,很難跟著科技主流的變動而變動。韓國三星也有這種現象,她也需要沿用、照顧尖端的 DRAM 的技術。這是傳承上「送往迎來」的負擔。

這種現象有人說是因為Intel 跟不上近年來的「AI Revolution 」才令 Intel 身䧟泥沼。此種的說法不正確,是倒果為因:因為近年來發現新的計算技術,才有幾年前奄奄一息的「AI 科技」能夠再度萌發。誰若不採用新的計算技術,改變 architecture , 誰都會有麻煩!

幾十年來半導體界不是一直自誇的以Intel創辦人之一為名的「摩爾定律」:每兩年積極電路上的電晶體數目會增加一倍,效能也跟著倍增。這個定律已成昨日黃花,因為電腦科學家發現使用NVIDIA 的 CUDA architecture ,可以使系統的速率增快百倍以上,哪是原先自以為傲的兩倍?

怎麼原先NVIDIA只為設計處理「圖畫運算」的基本元件「速閃」( warp),一個 warp 可以對稱於 32個軟體的 thread ( 引線 ),若加上 Cache、Scheduler、Dispacher…… 就可組成個 SM ( Streaming Multiprocessor ),本來只是單性簡單( bare )的畫圖計算單元 的GPU,可轉化成通用的 CPU ,而且具有內在「平行運算」的能力:這是半導體製做技術飛躍進步,帶來軟體設計的廣大空間:平行運算能力的快速和精進可以使 machine 有更好、更廣的「演算法」的學習,進而再「深度學習」,創造出「生成式的AI」:這是計算技術飛躍進步而帶動的「AI Revolution 」的良果!

所以,Intel 要揚棄傳承( Legacy )的負擔,學習新的 Architecture 和隨帶的製造技術的革新,何其困難!近日媒體報導Intel 近年來嘗試往「代工」( foundry ) 事業方向努力,和 TSMC 一拚高下,損失大量資金,而無所成。美國媒體謠傳Intel 淪為被購拚的對象,甚至被 Dow 指數,剔除其為成分公司的一員。

幾十年來「天下第一」的心態,一時難以調整,而且並尊奉為「公司文化」。多年來Intel 有個「Copy Exactly 」的方法論:反正是「天下第一」,只要照樣Copy 就對了!這也解釋這二、三十年來併購了多少公司,花費了近百億元,卻不能使Intel 更上層樓:拼購人家公司卻要它們營運copy exactly ,和 Intel 的管理策略一致!

第一流的公司是要有能力內部培養出一流的經理和技術人才。公司的內部文化是否正確,要由此觀點。如果自以為公司是第一流,而且會永遠是第一流,沒有發現是沒有知識進步的在做「虛功」,卻以為這是珍貴公司文化正確的實現。作者不敏,服務期間,曾看見經理整天端坐在 PC 前,等待上級的信息,—- message 一到閃電似的回復,這是正格的公司文化。

外頭的世界真的沒有值的思考的工藝和技術問題,這些重要的經理人員沒有問題可以思考,又如何「長大」?有沒有人想過積體電路再縮小,「固態電子學」可能慢慢形成「彈性體電子學」,電子物理不再是向量,而是張量,甚至是拓樸學!近日Intel 董事會有一名董事辭職,他悲觀的認為中層經理、技術官僚是公司的最大問題!

有人曾經說 Intel 長久以來,能夠有效治理,令公司成為另個「以色列國防軍」,想想看以色列國防軍的坦克部隊,如何 powerful !  可惜戰略思想的改變,戰術運用也跟著不同,今日「無人機羣」可能比坦克部隊更重要。這就是所謂的「paradigm shift 」( 關鍵範式的改變)!—- Intel 此時正是面臨此類關卡。

近年,當新的CEO 上任時,媒體傳聞:Intel 的創始人 Andy Grove 建議他每天早上要先讀華爾街日報,就是要他注意「Business 」,不是要在「Technology 」和人爭先恐後、一較高下。以 Intel 現有的工廠和生產能量和作業經驗,雖然不見得是最先進的產品,那麼汽車工業所需要越來越多大量的 中級IC 要由誰來來提供?

也有人認為不如把 Intel 一分為二,split ,二類公司。以工業界的經驗,split 的後果並不太好;例如,AT&T split 以後,你我還記得它所屬的、開創今日電子、半導體、資訊工業的貝爾實驗室現在何處?曾經經執通信工業牛耳、先創造智慧型手機的 Motolora ?還有主掌測試儀器和 PC 大廠的 HP 呢 ?

殷鑑不遠,split 不是解決的辦法。如Andy Grove 所言,先穩住 Business 面,不要和人爭強論短,Foundry 的 生意可以暫時擱置,不要把工廠賣掉,要加入 Open AI,學習新的知識和技術,這才是「脫身」的第一步。

作者: 張柏年

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