英特尔内部 - 彭博社
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在亚利桑那州钱德勒的英特尔公司工厂,约170名员工期待地等待着他们的领袖安德鲁·S·格罗夫在会议上发言。此次会议是英特尔全球各地设施中一系列论坛的最新一场,在这些论坛上,美国第一大芯片制造商的首席执行官询问员工们的想法。在这个四月的炎热早晨,员工们有很多话要说。
在90分钟的时间里,工程师、组装工人和管理人员纷纷向格罗夫提出尖锐的问题:英特尔正在做些什么来阻止竞争对手抢走更多的业务?英特尔将如何与数字设备公司的新阿尔法芯片的惊人速度竞争?英特尔是否面临着困扰IBM和DEC的问题?格罗夫没有给出空洞的回答。他表示,英特尔正“受到攻击”。
等一下,你会问。这些人为什么如此担忧?英特尔是全球顶级集成电路制造商中增长最快、利润最高的公司,微小的硅片驱动着所有电子设备。它是桌面计算的王者,其微处理器是大约1亿台IBM风格个人计算机的“大脑”,是其最近竞争对手的五倍。自1986年以来,英特尔在PC市场的控制力使其销售额几乎增长了四倍,去年达到了48亿美元,并在此期间将利润翻了一番,达到了8.19亿美元。
快速突破。尽管有这样的优势,然而,英特尔的主要业务正面临十年来最大的挑战。在先进微设备公司(AMD)的带领下,克隆英特尔芯片的公司正在侵蚀其利润。5月,美国第三大芯片制造商德州仪器公司宣布了两款升级版微处理器。MIPS计算机系统公司和太阳微系统公司推出的新设计超越了英特尔的产品,并且能够运行同样庞大的程序库。甚至连英特尔的第一大客户IBM也与苹果电脑公司和摩托罗拉公司(苹果微处理器的制造商)联合开发新的桌面“大脑”。更令人担忧的是,个人电脑的销售放缓,导致对芯片的需求减少。所有这些都引发了人们对英特尔能否继续保持18%到25%的运营利润率的怀疑,这是自1987年以来的范围。投资者感到担忧:英特尔的股票从去年2月19日的68 3/4跌至47。英特尔的桌面主导地位是否终于要结束了?
没有经过一番斗争,是不可能的。Grove 正在多个方面反击,将克隆者告上法庭,前所未有地削减价格,并首次在电视上宣传他的芯片。他重新调整了英特尔的战略愿景,更加专注于其核心微处理器业务。他个人与“硬件和软件世界保持着极其紧密的联系”,这是客户满意度的关键。最重要的是,他发起了一场运动,迅速将产品推向市场。“最终,”Grove 说,“速度是我们唯一的武器。”
英特尔不再满足于每年推出一两款新一代芯片,以及每三到四年推出一整套新的微处理器系列。在1992年,它将推出近30种新变体的尖端486芯片。今年夏天,它将提前几个月发布其下一代芯片,这是一款真正的一芯主机,可能会被命名为586。对于90年代的大部分时间,英特尔预计每两年推出新的芯片系列,这种快速的节奏让Grove认为将使克隆者处于持续追赶的状态。
全面开战。这种加速将影响每一个使用计算机的人。英特尔微处理器日益增强的性能已经推动了办公自动化、计算机网络和任何新手都能理解的“友好”软件的普及。从银行到快餐,几乎每个行业都依赖于英特尔芯片在收银机或个人电脑中。每一代新产品都催生了产品、服务和生产力的进步。因此,随着英特尔更快的芯片更早地推向市场,全球竞争将变得更加激烈和紧张。
保持领先不仅仅是格罗夫(Grove)55岁的自豪感,他在1956年逃离苏联入侵匈牙利,并自1970年代中期以来一直负责英特尔的日常运营。微处理器约占英特尔销售额的55%和大部分利润,格罗夫发誓要“用我们所有的力量”来保护这些利润。这些收益使英特尔能够在支出、开发和制造上超越竞争对手。它们还支持英特尔在新领域的开拓工作,例如超级计算机、互动数字视频和闪存,这是一种替代磁盘存储数据的半导体。如果竞争对手继续获得优势,英特尔最终可能会失去所有的市场份额。
这不是空洞的威胁。Cyrix公司和Chips & Technologies公司已经重新创造并改进了英特尔的386,他们表示没有侵犯版权或专利。AMD至少暂时在法庭上赢得了在1985年英特尔取消的许可协议下制造386克隆的权利。在过去的12个月中,AMD赢得了自1985年以来为英特尔带来20亿美元利润和23亿美元现金储备的市场的40%。接下来可能会受到影响的是486。英特尔的降价速度比历史上任何新芯片都要快。在5月中旬,英特尔在Cyrix宣布推出一款具有一些相似特征的芯片后,又将一款型号的价格削减了50%。尽管486的平均价格仍是386的四倍,但分析师表示,英特尔的利润今年可能增长不到5%,约为8.5亿美元。
英特尔的芯片还面临另一个挑战。个人电脑需求的下降减缓了先进PC的创新。这在桌面市场的高端——最有利可图的部分留下了一个空白,Sun、惠普公司和其他强大工作站制造商正在努力填补。得益于基于一种称为RISC(精简指令集计算)技术的微处理器,工作站具有令人惊叹的图形和更强的性能——这对于执行复杂任务和在网络上更快地移动数据非常方便。有些工作站的价格与高端PC相当。因此,工作站制造商现在正在向股票交易员、银行和航空公司等PC买家渗透。
格罗夫应对这一挑战的计划是刺激个人电脑的进步。他指出,英特尔正在努力使其网络电路板和图形芯片等设备更容易且更便宜地安装在个人电脑中,因为新技术“不会有帮助,除非市场接受它。”这也将使英特尔的口袋受益,因为这些功能通常需要最新芯片中仅有的额外处理能力。
利用英特尔的辅助产品也与格罗夫的宏伟愿景相吻合,即使公司成为计算中心——从掌上电脑到超级计算机。586处理器拥有300万个晶体管,将开始将所有这些线索结合在一起。它将以每秒处理1亿条指令的速度运行,速度是最快的486的两倍,并且与来自Sun和MIPS计算机的RISC芯片相当。
加倍努力。不断增加的RISC芯片威胁是促使格罗夫加快芯片上市速度的主要原因,但克隆者也迫使他采取行动。英特尔一直等到一代产品准备好生产后,才开始下一代的工作(图表)。这一切在1990年中期发生了变化。在即将到来的竞争谈论中,格罗夫“加倍努力”进行设计。他在586计划的命名前两年启动了686代的工作,预计将在1993年底左右推出。巧合的是,英特尔刚刚取消了与德国西门子的联合计算机项目。这使得在公司位于俄勒冈州希尔斯伯勒的工厂中,数十名工程师得以自由,他们一直在研究686型特性,包括足够的电路以允许冗余。这对于无法崩溃的故障安全计算机是必须的,例如处理银行交易的计算机。现在,586团队的成员们在完成大部分工作的情况下,正在转向可能在1995年揭幕的786代。到那时,现在的686团队应该已经在为将成为886的家族工作两年了。
同时开发两代微处理器是一项巨大的努力。486处理器拥有120万个晶体管,开发花费超过2.5亿美元和450个工作年。786的目标则更加艰巨:其2000万个晶体管将处理每秒约2.5亿条指令(MIPS),是第一代486处理器的10倍以上。大约在2000年,也许是为了886,英特尔设想实现量子飞跃,达到1亿个晶体管,分为多达四个独立芯片进行所谓的并行处理。整体芯片将每秒执行20亿条指令——这已经是超级计算机的领域,但在10年内,它可能会成为桌面计算机的主流。
在未知的基础上构建,正如英特尔在686上所做的,将会对研究预算造成压力,即使对于一个习惯于像格罗夫曾经调侃的那样,投入数百万于科幻的公司来说也是如此。它的工程师们也会感受到压力。
每一代新产品的开始,都是一小部分设计师的梦想,他们刚刚完成了前一代芯片系列。例如,在1989年初,正在完成486的工程师们利用周末的时间进行586的头脑风暴。他们试图平衡两个因素:制造在三年后能够放置在芯片上的晶体管数量与英特尔到那时需要的性能,以保持领先于竞争对手。
到1990年中期,586项目快速增长,现有的工程师人数已达到200人,位于加利福尼亚州圣克拉拉。 “房地产”专家们正在为各种功能布局硅块。随着一个部分的完成,其他工程师将他们的图纸转化为数千个晶体管和电线。到去年年底,工作一直持续到深夜。经常需要进行24小时的紧急调整设计——例如,如果制造遇到最后时刻的问题。就在几周前,团队将他们的成果加载到生成掩模或模板的计算机磁带上,这些模板用于在硅晶圆上打印电路——其中的第一批刚刚开始曝光。现在,英特尔在1990年中期在俄勒冈州组建的P6团队正在利用586工程师积累的知识,准确确定686将基于什么进行构建。
这样的努力依赖于一个关键资源:英特尔的专有设计工具。随着微处理器的复杂性攀升至数十万个晶体管,手动设计变得不可想象,英特尔在设计自动化软件上进行了大量投资。“人们可能一直在想我们用那些386的利润做了什么,”高级副总裁大卫·L·豪斯说。“它们投入到了使得设计连续芯片成为可能的‘使能器’中,每个芯片的晶体管数量是前一个的两到三倍,而开发时间没有增加。”
事实上,产品周期可能会缩短,这要归功于位于加利福尼亚州山景城的初创公司Quickturn Systems Inc.的突破。英特尔副总裁余雅志表示,Quickturn系统应该能将从构想到大规模生产的通常四年周期缩短至少六个月。
昂贵的噩梦。Quickturn的技术被称为硬件仿真,可以使用可编程芯片构建一个模型芯片,这些芯片假装是晶体管。Quickturn最初打算将该系统用于简单芯片,但与英特尔合作将其应用于586。结果是一个房间大小的电路板集合,比软件模拟更真实地反映设计的性能,并且工程测试的速度快达30,000倍。因此,工程师能够进行更多的测试,在生产开始之前捕捉到许多错误。这一点非常重要。在386上,一个坏晶体管悄悄溜过——直到客户开始看到数学错误。修复这个错误并更换现场的故障芯片花了几个月的时间。
仿真器还有一个额外的好处:减缓RISC的传播。在去年11月为PC公司和软件开发者举办的技术论坛上,余雅志调试并从终端运行了Lotus 1-2-3电子表格。观众惊讶于一个模型已经在工作。六个月后,康柏计算机公司取消了其基于RISC的PC计划。“英特尔重新回到了高性能的轨道上,”康柏的高级副总裁道格·约翰斯说。休斯顿公司的决定也可能使高级计算环境的前景黯淡。这个由康柏、微软和MIPS主导的财团成立的目的是建立一个替代的基于RISC的PC标准。
缩短“时间到金钱”周期的另一个关键,如英特尔所称,是并行工程——在设计早期就让客户和制造部门参与进来。这在英特尔内部是一次巨大的变革,因为它以对客户的高压态度而臭名昭著。在586之前,英特尔并不总是费心去询问客户的需求——或者在客户自愿提供意见时认真倾听。“他们过去常说,‘我们有的就是这些——你想买多少?’”一位PC制造商的高管回忆道。
对抗。英特尔的傲慢在克隆机出现之前或许是可以理解的。它于1968年由戈登·E·摩尔(现任董事长)和已故的罗伯特·N·诺伊斯创立,后者在1957年发明了一种集成电路。该公司随后创造了动态随机存取存储器(DRAM),现在是每台计算机中最常见的芯片,以及其他广泛使用的芯片。1971年,它发明了微处理器,最终获得了IBM的认可,并成为PC标准。难怪英特尔觉得自己很特别。
格罗夫在接管后增加了对抗的边缘。凭借工程师的逻辑,他认为直言不讳是高效的。例如,任何员工都可以要求任何高管在任何问题上采取“AR”——需要采取的行动。格罗夫鼓励人们通过直言不讳来解决争端,他们确实这样做。虽然这可能不愉快,但问题解决得更快。
自1987年升任首席执行官以来,格罗夫变得温和了:公司不再保留那些错过早上8点签到的员工名单。从586开始,他坚持要求英特尔展现新面貌,特别是在与客户的交往中。“从历史上看,我们认为自己是一个芯片制造商,”格罗夫说。这种封闭的态度在1980年代末开始改变。今天,他表示,已经有“强大的资源分配”专注于客户支持。
改造计划的内部负责人是克雷格·R·巴雷特,他曾是斯坦福大学的材料科学教授。在将英特尔曾经薄弱的制造部门转变为一个受人尊敬的堡垒后,他于1990年1月被提升为执行副总裁——也是格罗夫的接班人。巴雷特负责日常运营,包括改进产品开发流程。他是领导速度运动的合适人选——一位热爱马拉松自行车旅行的运动员。
内部和外部的努力对586至关重要,这是一款异常关键的产品。它面向大型计算机以及个人电脑,因此英特尔工程师必须设想它如何适应这些不同的系统。设计师们首先拜访了每一个主要客户,以及博兰国际、莲花开发和微软等主要软件公司,询问这些公司想要什么。结果是列出了147个具体特性——许多特性与英特尔的预期排名不同。586组的总经理维诺德·K·达姆表示,在前期进行这些工作,避免了后期大多数修订,绝对是值得的。
达姆对思维方式的改变感到最为满意。在586之前,英特尔工程师从设计优雅或高效的电路设计解决方案中获得乐趣,而不考虑这些解决方案对客户的价值。达姆说,现在,工程师们像客户一样思考。在会议上,最尖锐的讽刺是:“来吧,别再做芯片头了。”
这种态度在市场营销中也得到了体现。英特尔在去年底让许多客户感到惊讶,提供了586的软件模拟,以便他们可以开始设计新计算机。在傲慢的时代,客户在英特尔准备开始刻蚀硅之前都是一无所知——对于586来说,大约就是现在。提前通知应该能将计算机制造商推出基于586的系统所需的时间缩短至少六个月,余表示。对于英特尔来说,这应该能更早带来更多收入,缓解芯片一代生命周期缩短带来的冲击。
在又一次的转变中,586项目包括对软件公司的帮助。英特尔工程师编写了所谓的软件编译器,以补充他们的芯片。编译器是将用软件语言编写的程序转换为微处理器理解的特殊机器语言的关键工具。编译器的缺乏是软件至少落后于英特尔硅芯片一代的原因之一。今天,在386问世六年后,只有少数程序能够充分利用其强大功能。
“响应性。”更好的服务似乎正在奏效。NCR公司的一个高管指出新的合作关系,称英特尔为他的“微处理器部门”。微软下一代操作系统或基础软件的业务发展总监卡尔·斯托克补充道:“他们是一家更具响应性的公司。”
怀疑者表示,为了缩短开发时间,英特尔在一定程度上限制了其芯片的性能。英特尔承认,代际之间的两年间隔无法永远维持,主要是因为制造进步不会那么快到来。但对于这个十年,英特尔看到了机会。事实上,负责希尔斯伯勒芯片设计的帕特里克·P·盖尔辛格表示,英特尔可能会在世纪之交的1亿晶体管芯片的目标上提前一两年实现。
为了实现这一目标,英特尔正在投资3亿美元在新的希尔斯伯勒设施上,计划在今夏开业,专门开发未来三代芯片的制造工艺。之后,考虑到芯片技术的发展速度,该设施将变得过时。如果英特尔能够在竞争对手之前发现将更多晶体管打包到更小芯片上的技术,它也将拥有对抗克隆者的防御。这些相同的方法也可以缩小现有芯片,从而降低成本和价格。
实现这样的目标意味着不惜一切代价。然而,英特尔计划在今年将其研发支出提高29%,达到8亿美元——这是全球任何芯片制造商中最高的。这还不包括12亿美元的资本预算,比去年增加25%,同样是全球第一。然后还有它对合资企业的技术贡献,例如与日本NMB半导体公司的合作,该公司正在制造英特尔的闪存芯片。听起来令人难以置信,但将30%的收入投入研发和设备在半导体行业并不离谱:再投资20%或更多的销售额仅仅是为了跟上步伐。
即使是20亿美元是否能抵御竞争对手,取决于PC制造商和买家如何回应更快、更温和的英特尔。英特尔过去对客户的轻视——特别是其单一来源策略导致几年前386芯片短缺——留下了苦涩的后味。“我愿意支付更多,从其他任何地方获得同等性能的微处理器,”一位PC制造商的买家愤怒地宣称。
当然,除非他的客户想要搭载英特尔芯片的机器。英特尔在1988年的广告活动中取得了成功,推广其低成本的386 SX版本。这个之前鲜为人知的产品迅速崛起,成为公司历史上最畅销的产品。因此,在推销486时,英特尔派出了100名销售人员拜访企业,强调“英特尔内部”的好处,这是他们的新广告口号。格罗夫表示,几乎每次拜访都导致计算机制造商的大订单。然而,如果低成本克隆机可用,忠诚度能持续多久仍然不确定。“说服大多数客户需要的不仅仅是广告,”加州弗里蒙特的PC制造商Everex Systems Inc.的市场副总裁Genelle Trader说。
更多风险。以防万一,英特尔保持精简。现在的员工人数比1984年还少。它不是为新项目招聘,而是将员工从低回报的产品转移。去年,7%的员工转到了新岗位,每位员工的销售额达到了创纪录的197,000美元。英特尔总部的办公室反映了英特尔的简朴价值观。即使是摩尔和格罗夫也占据着开放的隔间——虽然比大多数人稍大一些。
今天,英特尔屏息以待,因为586进入了“首个硅片”。这些初始生产阶段总是充满了不确定性。对于486来说,达到大规模生产的过程花费了九个月,因为芯片的数学处理电路出现了故障,这些电路是为了重负荷的数字运算而增强的。586的变化更大——因此风险也更大。它是英特尔首个采用名为BiCMOS的工艺制造的微处理器,这是一种两种芯片制造技术的混合。双极晶体管开关的开关速度极快,产生的热量如此之大,以至于在没有制冷的情况下可能会融化。通过仅对少数需要额外性能的晶体管使用双极技术,BiCMOS芯片保持足够的冷却,因此不需要制冷。
一旦586得到验证,英特尔将专注于引导PC制造商进行更多创新。例如,它设计了一款名为Panther的新机器,这是一款具有工作站性能的PC,客户可以进行许可。但一些PC制造商对此持谨慎态度。假设向PC业务注入新技术的活动未能迅速接受586——英特尔是否会推出自己的计算机以弥补研发成本?它已经为DEC和Unisys Corp.等公司制造PC,赚取了4亿美元,这些公司以自己的名义转售这些计算机。格罗夫坚称,英特尔绝不会直接与其芯片的买家竞争。摩根士丹利分析师安德鲁·J·凯斯勒表示:“他们在剑上赤脚滑行。”
到目前为止,英特尔没有失误。如果说有什么的话,大多数分析师表示,它加快开发和培养客户的努力使其站稳了脚跟。即使英特尔无法重新夺回其在微处理器领域的近乎垄断地位,它仍将继续在桌面市场保持王者地位,至少在未来几年内是这样。甚至连太阳微系统公司和NeXT计算机公司也对此心知肚明:他们都承诺将其基本操作软件适配到英特尔芯片上。这种消息让格罗夫更加振奋。“越多人在我们身后追赶,我们就跑得越快,”他宣称。“这些蚊子终将一个个被风吹走。”与此同时,英特尔将花费一大笔钱在驱虫剂上。