早期,電子技術(shù)是國家戰(zhàn)略資源,它的發(fā)展與軍事需求緊密相關(guān)。第一次世界大戰(zhàn)之后,無線通信的廣泛應(yīng)用,作戰(zhàn)雙方需要對(duì)己方通信信息進(jìn)行加密并截獲破解敵方的信息,最開始使用的是繼電器計(jì)算機(jī),Z3計(jì)算機(jī)和馬克系列計(jì)算就屬于繼電器計(jì)算機(jī)。第二次世界大戰(zhàn)期間彈道火力表的計(jì)算需求,催生了第一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)。嚴(yán)格的軍事應(yīng)用促進(jìn)了微電子技術(shù)的發(fā)展,當(dāng)晶體管誕生后,美國軍方是研發(fā)生產(chǎn)的主要資助者和標(biāo)準(zhǔn)制定者,而且早期的晶體管、集成電路產(chǎn)品主要被用于軍事領(lǐng)域。
1943年7月,美國陸軍資助了一個(gè)項(xiàng)目,研制新式計(jì)算機(jī)即電子數(shù)字計(jì)算機(jī),機(jī)器定名為“電子數(shù)字積分機(jī)和計(jì)算機(jī)”(簡(jiǎn)稱:ENIAC),ENIAC以代號(hào)“PX項(xiàng)目”秘密進(jìn)行。該項(xiàng)目由約翰·馮·諾伊曼擔(dān)任項(xiàng)目顧問,他提出了包括運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入、輸出的“馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)”,大大促進(jìn)了電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展。1946年2月,ENIAC計(jì)算機(jī)成功研制,性能極為優(yōu)越,微分機(jī)計(jì)算60秒射程彈道軌跡需要20小時(shí),而它僅需30秒。
1947年,貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克利、布拉頓、巴丁發(fā)明了晶體管,用晶體管代替電子管制造是電子產(chǎn)品的重大突破。在貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明晶體管之后,美國軍方一直資助這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。從1948年到1957年,軍方承擔(dān)了貝爾實(shí)驗(yàn)室晶體管研究費(fèi)用22.3百萬美元中的38%。尤其在50年代中期,軍方對(duì)貝爾實(shí)驗(yàn)室的資助一度達(dá)到晶體管研究經(jīng)費(fèi)的50%。貝爾實(shí)驗(yàn)室和軍方第一個(gè)合同從1949年到1951年,主要聚焦應(yīng)用和電路研究;第二個(gè)合同則從1951年至1958年,主要開展軍方感興趣的服務(wù)、設(shè)施和材料研究。
軍事對(duì)電子技術(shù)的需求,使得美國電子公司受益匪淺,它們的發(fā)展也是與美國軍方密切相關(guān)。這里我們可以以部分企業(yè)舉例說明,如 IBM進(jìn)入計(jì)算機(jī)領(lǐng)域后,主要客戶是弗吉尼亞州達(dá)爾格倫(Dahlgren)的海軍水面武器中心。IBM也因?yàn)閰⑴c了一個(gè)重要的軍事項(xiàng)目——“半自動(dòng)地面環(huán)境探測(cè)系統(tǒng)”(簡(jiǎn)稱:SAGE),奠定了它在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。IBM 704和IBM 709也成為了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其中IBM 704所用的構(gòu)想本來是為另一個(gè)軍方合同設(shè)計(jì)的。再如AT&T公司, AT&T公司的貝爾實(shí)驗(yàn)室于1954年為美國空軍建造第一臺(tái)全晶體管計(jì)算機(jī)TRADIC (晶體管數(shù)字計(jì)算機(jī)),但是AT&T公司被禁止從事商用計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)。再如達(dá)爾馬制造公司,很多人對(duì)它可能并不熟知,它在第二次世界大戰(zhàn)期間研制出了第一臺(tái)機(jī)載雷達(dá)天線。
截至1956年,美國的電子設(shè)備銷售額超過了30億美元,其中一半來自軍方的采購。1961年與1962年,美國空軍先后在計(jì)算機(jī)及民兵導(dǎo)彈中使用硅晶片,這些項(xiàng)目促使集成電路首次在軍事市場(chǎng)占得一席之地。
從電子管到晶體管時(shí)代,美國起源,建立了先發(fā)優(yōu)勢(shì)
托馬斯·阿爾瓦·愛迪生,眾所周知的美國發(fā)明家。1883年,愛迪生為尋找電燈泡最佳燈絲材料,曾做過一個(gè)小小的實(shí)驗(yàn)。他在真空電燈泡內(nèi)部碳絲附近安裝了一小截銅絲,希望銅絲能阻止碳絲蒸發(fā),但是他失敗了,他無意中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象:金屬片雖然沒有與燈絲接觸,但如果在它們之間加上電壓,燈絲就會(huì)產(chǎn)生一股電流,射向附近的金屬片。當(dāng)時(shí)愛迪生正潛心研究城市電力系統(tǒng),沒重視這個(gè)現(xiàn)象。但他為這一發(fā)現(xiàn)申請(qǐng)了專利,并命名為“愛迪生效應(yīng)”。
1904年,弗萊明利用愛迪生效應(yīng)研制出第一個(gè)二極管(Diode),并獲得了專利,這個(gè)二極管可以用來做無線電電報(bào)的檢波器。1906年,德·福雷斯特在二極管的燈絲之間巧妙加了一個(gè)柵板,發(fā)明了第一個(gè)真空電子三極管,用于檢波放大。1912年,美國通用電氣公司和美國電話電報(bào)公司合作研制出了高真空電子三極管,使得三極管的放大倍數(shù)大幅提高,工作性能更加穩(wěn)定,從而電子管進(jìn)入了實(shí)用階段,進(jìn)而衍生出了廣播、電視、計(jì)算機(jī)等行業(yè),是今天電子產(chǎn)品的奠基石。
如上文所述,軍方極大促進(jìn)了電子技術(shù)的發(fā)展。正是利用了上述的電子管技術(shù),第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī) ENIAC誕生了,采用了17468個(gè)電子三極管、7200個(gè)電子二極管,重達(dá)30噸。
ENIAC的研制也暴露了電子管的問題:傻大笨粗。為此,美國貝爾實(shí)驗(yàn)室成立了一個(gè)固體物理研究小組,試圖制造一種能替代電子管的半導(dǎo)體器件。貝爾實(shí)驗(yàn)室對(duì)半導(dǎo)體材料進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)摻雜的半導(dǎo)體整流性能比電子管好,決定集中研究硅、鍺等半導(dǎo)體材料,探討用半導(dǎo)體材料制作放大器件的可能性。1947年12月,以肖克萊為首的半導(dǎo)體研究小組實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在鍺片的底面接上電極,在另一面插上細(xì)針并通上電流,然后讓另一根細(xì)針盡量靠近它,并通上微弱的電流,這樣就會(huì)使原來的電流產(chǎn)生很大的變化。微弱電流少量的變化,會(huì)對(duì)另外的電流產(chǎn)生很大的影響,這就是“放大”作用。在首次試驗(yàn)時(shí),它能把音頻信號(hào)放大100倍。這樣,第一個(gè)晶體管誕生了。
從20 世紀(jì)50 年代起,晶體管開始逐漸替代真空電子管,并最終實(shí)現(xiàn)了集成電路和微處理器的大批量生產(chǎn)。1954 年,貝爾實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了第一臺(tái)晶體管化的計(jì)算機(jī)TRADIC,使用了大約700個(gè)晶體管和1萬個(gè)鍺二極管,每秒鐘可以執(zhí)行100萬次邏輯操作,功率僅為100瓦。1955 年,IBM公司開發(fā)了包含2000個(gè)晶體管的商用計(jì)算機(jī)。
集成電路里用的是硅元素,這也是硅谷名字的又來。集成電路的批量生產(chǎn)能力、可靠性和電路模塊設(shè)計(jì)方法確保了它能得到快速廣泛運(yùn)用。如今,幾乎所有的電子設(shè)備內(nèi)都在用集成電路,包括電腦、手機(jī)等等。
(斯坦福研究園)
硅谷的建立
硅谷之”硅“
1940年,威廉·肖克利和同事在貝爾實(shí)驗(yàn)室共同發(fā)明了晶體管。不過肖克利的心中有一個(gè)富翁夢(mèng),在貝爾實(shí)驗(yàn)室又無法實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)想,于是他決定回到老家圣克拉拉谷(即后來的硅谷)創(chuàng)辦自己的公司。
接著他開始在全國范圍內(nèi)招聘頂尖的工程師。因?yàn)楸恍た死熬w管之父”的光環(huán)所吸引,美國電子研究領(lǐng)域精英們的應(yīng)聘信紛紛涌來。到1956年,他從中聘用了八位優(yōu)秀人才,這八個(gè)人分別是羅伯特·諾依斯(Robert Noyce)、戈登·摩爾(Gordon Moore)、朱利亞斯·布蘭克(Julius Blank)、尤金·克萊爾(Eugene Kleiner)、金·赫爾尼(Jean Hoerni)、杰·拉斯特(Jay Last)、謝爾頓·羅伯茨(Sheldon Roberts)和維克多·格里尼克(Victor Grinich)。這是從未有過的偉大天才的組合,所有的人都在30歲以下,正處于才能噴涌的頂峰。大伙都是慕大名而來,摩拳擦掌要干一番大事業(yè)。肖克利由此開始正式運(yùn)營(yíng)自己的公司。
同樣是在1956年,肖克利被授予諾貝爾物理獎(jiǎng),所以大伙異常興奮,因?yàn)橛心募夜臼怯芍Z貝爾獎(jiǎng)得主領(lǐng)導(dǎo)的呢?他們覺得自己已到了改變整個(gè)世界的邊緣。可惜歡樂短暫的。肖克利雖然是一個(gè)天才發(fā)明家,但對(duì)企業(yè)管理卻一竅不通,甚至跟人打交道的能力都沒有,卻偏偏十分自以為是。肖克利曾說,在10個(gè)人中就有一個(gè)是精神病人。所以,他認(rèn)為現(xiàn)在公司里有兩個(gè)精神病患者在為他工作。為這個(gè)原因,他要求所有雇員去接受心理測(cè)驗(yàn)。他不相信任何人。肖克利跟人說話,總象對(duì)待小孩子一樣,態(tài)度日趨傲慢。他的門徒們提議研究集成電路,但肖克利拒絕了他們的建議。到1957年,也就是公司創(chuàng)辦的第二年,他的那8位天才員工便受不了他了,也不想跟他干了,11月份他們集體辭職,肖克利為此大發(fā)雷霆,稱他們?yōu)椤卑伺涯?,這也成了硅谷最著名的典故之一。
(半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)誕生地)
八叛逆離開后,肖克利實(shí)驗(yàn)室每況愈下,兩次被轉(zhuǎn)賣后于1968年永久關(guān)閉。肖克利于1963年開始任斯坦福大學(xué)教授。
離開肖克利半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室后的第二天,這8人就得到仙童攝影器材公司的130萬美元的資金支持,創(chuàng)辦了仙童半導(dǎo)體公司,開始制造一種雙擴(kuò)散基型晶體管,以便用硅來取代傳統(tǒng)的鍺材料,這是他們?cè)谛た死麑?shí)驗(yàn)室尚未完成卻又不受肖克利重視的項(xiàng)目。
仙童半導(dǎo)體公司被公認(rèn)為是硅谷第一家具有現(xiàn)代化意味的初創(chuàng)企業(yè)。當(dāng)仙童在60年代末左右分崩離析的時(shí)候,八叛逆中的一些人又開始創(chuàng)建其它公司。其中諾伊斯和摩爾、格魯夫一起創(chuàng)辦了 Intel,桑德斯創(chuàng)辦了AMD,克萊納創(chuàng)辦了 KPCB 風(fēng)險(xiǎn)投資,瓦倫丁創(chuàng)立了國家半導(dǎo)體公司,之后又成立了紅杉資本。在 1970 年前后的半導(dǎo)體浪潮中,可以說大部分半導(dǎo)體公司都起源于仙童半導(dǎo)體公司。這一批半導(dǎo)體公司可以說是奠定了硅谷的科技基礎(chǔ)。
下圖梳理了由仙童員工離職后創(chuàng)辦的公司:
(創(chuàng)辦仙童半導(dǎo)體公司后的”八叛逆“風(fēng)采)
1958年,杰克·基爾比和羅伯特·諾伊斯這兩個(gè)人幾乎同時(shí)獨(dú)立發(fā)明了集成電路。他們將晶體管、電阻和電容等集成在微小的平板上,用熱焊方式把元件以極細(xì)的導(dǎo)線互連,在不超過4平方毫米的面積上,大約集成了20余個(gè)元件。1959年2月6日, 基爾比向美國專利局申報(bào)專利,這種由半導(dǎo)體元件構(gòu)成的微型固體組合件,從此被命名為“集成電路”(IC)。基爾比被譽(yù)為“第一塊集成電路的發(fā)明家”,而諾依斯被譽(yù)為“提出了適合于工業(yè)生產(chǎn)的集成電路理論”的人。1969年,美國聯(lián)邦法院最后從法律上承認(rèn)了集成電路是一項(xiàng)“同時(shí)的發(fā)明”。
(諾依斯用圖紙展示他的集成電路)
弗雷德·特曼的創(chuàng)新引擎
和很多其它技術(shù)創(chuàng)新一樣,電子技術(shù)是源于戰(zhàn)爭(zhēng)期間的研究成果。在第二次世界大戰(zhàn)期間,特曼離開了斯坦福的教學(xué)崗位,開始加入哈佛大學(xué)的無線電研究實(shí)驗(yàn)室,帶領(lǐng)一支850人的團(tuán)隊(duì)開始相關(guān)研究工作。作為一個(gè)絕密軍事任務(wù)的帶頭人,特曼接觸了大量極少有人能接觸的最尖端的電子學(xué)方面的研究項(xiàng)目。隨著戰(zhàn)爭(zhēng)的結(jié)束,他意識(shí)到:”戰(zhàn)爭(zhēng)期間的秘密研究成果將為戰(zhàn)后電子工業(yè)發(fā)展的奠定基礎(chǔ)。而斯坦福有機(jī)會(huì)像東部哈佛一樣在西部這個(gè)領(lǐng)域占有舉足輕重的作用。“戰(zhàn)后,通過獲得一些政府資助科研項(xiàng)目,特爾曼吸引了很多優(yōu)秀的學(xué)生和老師加入斯坦福,進(jìn)一步鞏固斯坦福在電子學(xué)領(lǐng)域的名望。
斯坦福在50、60 年代圣克拉拉谷的革新行為和新興公司的建立中起了核心作用。斯坦福建于1891 年,有“西部的哈佛”之稱,它在建立之初就將教學(xué)和科研結(jié)合起來,而不僅僅象傳統(tǒng)大學(xué)那樣是一個(gè)純教學(xué)機(jī)構(gòu)。更重要的是,斯坦福大學(xué)成功地開創(chuàng)了一種新的硅谷發(fā)展模式,即大學(xué)——科研——產(chǎn)業(yè)三位一體的模式,這要?dú)w功于被稱為“硅谷先驅(qū)”的特曼,他在20世紀(jì)20年代任副校長(zhǎng)期間,致力于將大學(xué)的科研與企業(yè)結(jié)合起來,注重科學(xué)的實(shí)效性。特曼的哲學(xué)是:使大學(xué)和產(chǎn)業(yè)形成一種共生關(guān)系。
特曼建議校方加強(qiáng)同當(dāng)?shù)仉娮赢a(chǎn)業(yè)界的聯(lián)系,以斯坦福大學(xué)為依托,聯(lián)合一批科技公司,把美國西部的電子產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)起來。特曼想到了校園“下海”。但當(dāng)初捐贈(zèng)土地有規(guī)定,土地不得出售。特曼與校長(zhǎng)斯特林商定,利用斯坦福的土地,建立一個(gè)高技術(shù)工業(yè)區(qū)。1951年,在他的推動(dòng)下,斯坦福大學(xué)把靠近帕洛阿托的部分校園地皮劃出來成立了一個(gè)斯坦福工業(yè)園。將土地直接以 99 年的合約期租給一些科技公司。這些科技公司的入駐,不單解決了學(xué)校的運(yùn)營(yíng)資金的問題,還給學(xué)生們帶來了更多的創(chuàng)業(yè)就業(yè)機(jī)會(huì)。可以說是特曼開創(chuàng)了學(xué)校和科技企業(yè)結(jié)合共生的模式。
通過土地出租,斯坦福的目的很簡(jiǎn)單,那就是給學(xué)校賺錢。到了后來,工業(yè)區(qū)改名為研究區(qū),成為把技術(shù)從大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)讓給區(qū)內(nèi)各公司的一種手段。功夫不負(fù)有心人,到1955年,已有7家公司在研究園設(shè)廠,1960年增加到32家,1970年達(dá)到70家。到1980年,整個(gè)研究園的655英畝土地全部租完,有90家公司的25萬名員工入主其中。這些公司一般都是電子工業(yè)中的高技術(shù)公司。斯坦福研究園成了美國和全世界紛起效尤的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)楷模。
說到特曼對(duì)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的重視,這里有一個(gè)例子不得不和大家分享。1938年,特曼的兩個(gè)學(xué)生Bill Hewitt和David Packard發(fā)明了音頻振蕩器,在特曼的鼓勵(lì)指導(dǎo)和538美元資金的資助下,他的這兩個(gè)學(xué)生開始在一間車庫里創(chuàng)辦了惠普,開始將這個(gè)發(fā)明成果產(chǎn)業(yè)化。這間車庫在1989年被加利福尼亞當(dāng)局定為歷史文物和“硅谷誕生地”。對(duì)他的兩位高徒,特曼這樣評(píng)價(jià):“你把他們放在任何新環(huán)境,他們都會(huì)迅速掌握必需的東西,而且達(dá)到高超的水平。所以當(dāng)他們開始搞學(xué)業(yè)時(shí),他們無須什么教師指點(diǎn),而是一邊干一邊學(xué)會(huì)需要掌握的東西。他們學(xué)習(xí)的速度總比問題冒出來的速度更快”。正是憑著這種特殊才能,使惠普迅速崛起。后來惠普搬入斯坦福研究園,快速成為全球最大的PC制造商。
這兩位學(xué)生成功之后當(dāng)然當(dāng)然沒有忘記自己的恩師。特曼作為惠普公司董事會(huì)成員達(dá)40年之久,成為硅谷歷史上最感人的插曲之一。1977年,兩人向斯坦福大學(xué)捐贈(zèng)920萬美元,建造了最現(xiàn)代化的弗德里克·特曼工程學(xué)中心,作為40年前特曼資助的538美元的回贈(zèng)。到目前為止, Bill Hewitt和David Packard連同他們的家族基金和公司共向斯坦福捐贈(zèng)的金額超過3億美元。
(從左到右依次是Fred Packard、Bill Hewlett和Fred Terman)
開放的體系
硅谷的很多公司創(chuàng)始人都來自中西部,雖然他們可能在東海岸求過學(xué)或工作過,但是他們沒有真正接受東海岸的那種過于拘謹(jǐn)刻板的氛圍,加州的不拘禮節(jié)才是他們更喜歡的。因?yàn)榧又菰谡叻ㄒ?guī)方面的開放性,他們也可以更自由地進(jìn)行各種科學(xué)、商業(yè)方面的嘗試,無需受到太多法律方面的制約。
Jason Calacanis在《Angel》這本書中這樣寫道:”硅谷打造的最偉大的產(chǎn)品就是硅谷本身。在這里,一代又一代公司及創(chuàng)始人都在積極推動(dòng)刺激自己在效率等方面比前人做得更好。Google用了9年時(shí)間將自己的年?duì)I收做到30億美元,而做到同樣營(yíng)收Facebook僅僅用了7年。Facebook目睹了Google是如何進(jìn)入數(shù)十個(gè)市場(chǎng)并占據(jù)統(tǒng)治地位的,而Facebook用了更短的時(shí)間就做到了這一點(diǎn)。看著Google和Facebook大舉進(jìn)軍全球市場(chǎng),Airbnb和Uber的管理團(tuán)隊(duì)從中學(xué)習(xí)并在前人的基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷完善。下一波創(chuàng)業(yè)者依然如此。你能經(jīng)常看到Google員工帶著自己掌握的所有廣告算法技術(shù)跳槽加入Facebook,為的只是更具誘惑力的股權(quán)。Sheryl Sandberg在Google花了7年時(shí)間打造了廣告項(xiàng)目,加入Facebook后便成為Mark Zuckerberg的左膀右臂。同樣的故事也在Facebook身上上演,一些Facebook國際化擴(kuò)張方面的專家陸續(xù)加入U(xiǎn)ber和Airbnb成為高管。”
(2011年硅谷人才流動(dòng)圖)
和很多東海岸的公司不同,硅谷的公司深知,只有合作和競(jìng)爭(zhēng)同時(shí)發(fā)揮作用才有助于打造成功的公司。這個(gè)想法很好地反應(yīng)在加州廢除非競(jìng)爭(zhēng)協(xié)議的舉動(dòng)中。這種生態(tài)體系能很好地鼓勵(lì)大家去嘗試、冒險(xiǎn)、分享成功和失敗的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。
(被稱為風(fēng)險(xiǎn)資本一條街的“沙山路”,上百家聲名如雷貫耳的風(fēng)險(xiǎn)投資公司在這里匯集)
風(fēng)險(xiǎn)資本:硅谷的彈藥庫
(風(fēng)險(xiǎn)投資之父Authur Rock)
第一家接受風(fēng)險(xiǎn)投資的公司正是前文中說到的由“八叛逆”創(chuàng)辦的仙童半導(dǎo)體公司,它的投資人正是風(fēng)險(xiǎn)投資之父Arthur Rock,Aurhur的公司Davis & Rock也是有史以來第一家風(fēng)險(xiǎn)投資公司。
除Davis & Rock之外,20世紀(jì)60年代其它三家著名的風(fēng)險(xiǎn)投資公司分別是Draper, Gaither& Anderson (1961)、Sutton Hill (1964)和Mayfield Funds (1963),這些公司通過對(duì)包括蘋果、英特爾等硅谷一些科技公司的投資都獲得了豐厚的匯報(bào)。
(邁克·馬克庫拉對(duì)蘋果進(jìn)行了25萬美元的投資,這筆投資換取了該公司30%股權(quán))
1969年,整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)投資圈有20來個(gè)人。和硅谷其它行業(yè)的人一樣,這些風(fēng)險(xiǎn)投資人會(huì)經(jīng)常組織聚會(huì),彼此分享心得想法。今天風(fēng)投圈使用的很多概念都源于那些人的想法碰撞的結(jié)果,例如,在投資時(shí)相比公司,投資人更看重創(chuàng)始人本身。很快,很多人看到了風(fēng)險(xiǎn)投資的快速吸金能力,風(fēng)險(xiǎn)投資行業(yè)也開始迎來爆發(fā)式發(fā)展,眾多風(fēng)險(xiǎn)投資機(jī)構(gòu)紛紛誕生,紅杉資本和KPCB這兩家全球頂尖的風(fēng)投公司都是于1972年在仙童校友會(huì)上成立的。他們之間就有投資過亞馬遜、蘋果、思科、Dropbox、美國藝電公司、Facebook、Genentech、谷歌、Instagram、Intuit和LinkedIn等業(yè)內(nèi)巨頭公司, 而這些只是冰山的一角。
Fairchild:集成電路時(shí)代,仙童半導(dǎo)體打造了大半個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)圈,開創(chuàng)了半導(dǎo)體黃金時(shí)代
晶體管替換電子管,減少了體積,但是隨著晶體管越堆越多,新的問題又出現(xiàn)了:電路中器件和連線也越來越多,電路的布線和響應(yīng)都遇到了瓶頸。更高集成度的想法也應(yīng)運(yùn)而生,1958年,德州儀器的基爾比研制出世界上第一塊集成電路,并于1959年2月申請(qǐng)了小型化的電子電路專利。這塊集成電路由包括鍺晶體管在內(nèi)的五個(gè)元器件集成在一起,基于鍺材料制作了一個(gè)叫做相移振蕩器的簡(jiǎn)易集成電路。
與此同時(shí),仙童半導(dǎo)體諾伊斯也在1959年研制出一種利用二氧化硅屏蔽的擴(kuò)散技術(shù)和PN結(jié)隔離技術(shù),基于硅平面工藝發(fā)明了世界第一塊硅集成電路,并在1959年提交了集成電路的專利申請(qǐng)書,但是強(qiáng)調(diào)了仙童的集成電路是使用平面工藝來制造的。
此后,仙童半導(dǎo)體開發(fā)出運(yùn)算放大器、實(shí)用模擬集成電路、互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體集成電路等無數(shù)個(gè)集成電路的重要產(chǎn)品,推動(dòng)了集成電路產(chǎn)業(yè)向前快速發(fā)展。
技術(shù)的成功并不意味企業(yè)就能勇往直前,仙童半導(dǎo)體在商業(yè)上并不出色。在諾伊斯的松散管理下,核心成員陸續(xù)離去,競(jìng)爭(zhēng)者很快追趕了上來。1967年,仙童半導(dǎo)體公布了它的第一次虧損,760萬美元的虧損導(dǎo)致股票從一年前的3美元每股下滑至0.5美元,市值大幅縮水。靈魂人物的離去似乎奠定了仙童半導(dǎo)體沒落的命運(yùn),到了1979年,仙童半導(dǎo)體被法國一家石油企業(yè)斯倫貝謝(Schlumberger)公司收購。
1987年,斯倫貝謝(Schlumberger)又以原價(jià)的三分之一將仙童半導(dǎo)體轉(zhuǎn)賣給另一家美國國民半導(dǎo)體公司(NSC)。1997年,NSC為了與英特爾和AMD一較高下,將仙童半導(dǎo)體以5.5億美元的價(jià)格出售,并利用這筆資金買下了全球第三大微處理器制造商Cyrix,作為與英特爾競(jìng)爭(zhēng)的籌碼。
在1997年到1999年間,仙童半導(dǎo)體開始了大規(guī)模的并購:1.2億買下了年收入7000萬的Raytheon公司半導(dǎo)體分部、4.55億并購了三星公司旗下一個(gè)制造特殊芯片的半導(dǎo)體工廠等。在接下來的時(shí)間里,仙童半導(dǎo)體一直在換帥與并購中維持著經(jīng)營(yíng)。直到2016年9月,安森美半導(dǎo)體以24億美元現(xiàn)金完成了對(duì)仙童的收購。
在仙童半導(dǎo)體浩浩蕩蕩近六十年的發(fā)展歷史,“不老仙童”沒有得到壯大,但是它為整個(gè)芯片及IT產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)了大量人才,對(duì)硅谷乃至當(dāng)今時(shí)代的科技發(fā)展都有著不可或缺的影響和作用。在1969年舉行的一次產(chǎn)業(yè)大會(huì)上,參會(huì)的400人中,90%以上曾經(jīng)是仙童半導(dǎo)體公司的雇員。就像喬布斯所說:“仙童半導(dǎo)體就像是成熟了的蒲公英,你一吹他,這種創(chuàng)新精神的種子就隨風(fēng)四處飄揚(yáng)了。”
Intel & TI:爾后,Intel、TI的成功讓美國半導(dǎo)體始終處于領(lǐng)導(dǎo)地位
首先來看英特爾(Intel),它是典型美國半導(dǎo)體的縮影。1968年,羅伯特·諾伊斯、戈登·摩爾和安迪·格魯夫創(chuàng)創(chuàng)辦了英特爾,他們起初瞄準(zhǔn)了半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,它可以存儲(chǔ)更多的比特信息,以替換磁芯存儲(chǔ)器。1969年,英特爾推出了第一個(gè)產(chǎn)品3101,這是一種用于高速隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)的肖克利雙極型64比特存儲(chǔ)芯片,銷售得很旺。
1970年,英特爾推出了1103產(chǎn)品,這是一個(gè)1024字節(jié)(1KB)容量的DRAM,也是第一個(gè)商業(yè)上可用的芯片。1971年,應(yīng)日本計(jì)算器制造商Busicom的要求,英特爾為其設(shè)計(jì)低成本芯片,構(gòu)想了在一個(gè)芯片上裝入一個(gè)中央處理器(CPU)的計(jì)劃,為此,英特爾推出了第一個(gè)微處理器4004,這是世界上第一個(gè)商用的微處理器。
至此,英特爾也開始了兩項(xiàng)重要產(chǎn)品并行的道路——存儲(chǔ)芯片和微處理器。此后,英特爾連續(xù)推出8位微處理器8008、16位微處理器8086、32位微處理器80386,在微處理器取得了巨大成功。
20世紀(jì)80年代初,英特爾的存儲(chǔ)器產(chǎn)品市場(chǎng)份額開始下滑,DRAM、靜態(tài)RAM、EPROM市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)和日本廠商大舉切入迫使英特爾專注于微處理器。最后,英特爾放棄了存儲(chǔ)器業(yè)務(wù),全面轉(zhuǎn)向微處理器業(yè)務(wù)。對(duì)英特爾來說,1972年存儲(chǔ)器占其銷售額90%,而到1988年只剩20%,從存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)向微處理器,這是戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
到1972年,英特爾已經(jīng)有超過1000名雇員,銷售額達(dá)到2300萬美元。1974年,英特爾有近3100名員工,銷售額為1.4億美元。到1984年,英特爾銷售額達(dá)到16億美元,在《財(cái)富》500強(qiáng)中上升至226名。在此后1986年至2017年期間,英特爾的營(yíng)業(yè)收入從1986年的12.65億美元增加到2017年的627.61億美元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率(GAGR)為13.4%,復(fù)合增速相當(dāng)高。
再來看德州儀器(TI),也是美國集成電路的縮影。德州儀器成立于1930年,原為一家地質(zhì)勘探公司,后轉(zhuǎn)做軍工供應(yīng)商。德州儀器于1954年生產(chǎn)出了全球第一個(gè)晶體管,1958年發(fā)明出了全球第一塊集成電路,1967年發(fā)明了手持計(jì)算器,1982年發(fā)布了全球首個(gè)單芯片數(shù)字信號(hào)處理器DSP,之后便成了這個(gè)領(lǐng)域的霸主。
1996-2004年,德州儀器通過出售與并購,布局模擬與嵌入式處理。1996年,TI開始全方位轉(zhuǎn)型,專注于為信號(hào)處理市場(chǎng)生產(chǎn)半導(dǎo)體,隨后又展開了一系列企業(yè)并購、資產(chǎn)剝離大動(dòng)作。2000年,TI斥資76億美元收購了模擬芯片廠商Burr-Brown,鞏固了其在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器與放大器領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)地位,并形成從電源IC到放大器IC乃至A-D/D-A轉(zhuǎn)換器的廣泛產(chǎn)品群。2005-2011年,第二次出售與并購,布局汽車+工業(yè)。
2005年起,德州儀器先后出售LCD、DSL、傳感器、手機(jī)基帶業(yè)務(wù),將重心從手機(jī)市場(chǎng)轉(zhuǎn)移出來,布局汽車和工業(yè)領(lǐng)域。2011年,TI又斥資65億美元收購美國國家半導(dǎo)體(NS),加強(qiáng)模擬產(chǎn)品線組合,德儀有3萬種模擬產(chǎn)品,國家半導(dǎo)體有1.2萬種。通過收購,德州儀器一舉超越了當(dāng)時(shí)在銷售額上與之持平的東芝,成為僅次于英特爾和三星電子的半導(dǎo)體公司。
2012年至今,德州儀器聚焦模擬與嵌入式處理,聚焦汽車+工業(yè)。自從德州儀器戰(zhàn)略性地退出手機(jī)基帶處理器領(lǐng)域后,模擬和嵌入式處理成為新的重點(diǎn)業(yè)務(wù)。目前模擬和嵌入式處理業(yè)務(wù)已占德州儀器公司營(yíng)業(yè)額的85%以上。在繼續(xù)服務(wù)好消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)的同時(shí),德州儀器緊緊抓住汽車電子和工業(yè)電子市場(chǎng),依靠技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)高增長(zhǎng),目前汽車與工業(yè)的營(yíng)收占比已經(jīng)接近半壁江山。
德州儀器的兩個(gè)集中出售并購時(shí)間段分別是互聯(lián)網(wǎng)繁榮到泡沫破滅時(shí)期和智能手機(jī)興起時(shí)期。德州通過并購重組不斷聚焦核心業(yè)務(wù),布局持續(xù)增長(zhǎng)的廣闊市場(chǎng)。時(shí)至今日,TI已超過70年悠久歷史,并長(zhǎng)期穩(wěn)居前十大半導(dǎo)體公司之列,擁有超過 30,000名員工,近100,000款產(chǎn)品以及超過 40,000 項(xiàng)專利。從營(yíng)業(yè)收入的角度看,德州儀器的收入從1987年的55.94億美元增長(zhǎng)到2017年的149.61億美元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率(GAGR)為3.3%。
從歷史講秘密:半導(dǎo)體行業(yè)明顯的特點(diǎn)“硅周期”
半導(dǎo)體行業(yè)是一個(gè)明顯的周期性行業(yè),行業(yè)的周期通常也稱為“硅周期”,通常持續(xù)4-5 年。硅周期即是指半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在差不多5 年的時(shí)間內(nèi)就會(huì)歷經(jīng)從衰落到昌盛的一個(gè)周期。一個(gè)典型的周期可以描述如下:第一階段,需求下降,產(chǎn)能利用率低,價(jià)格下滑,投資銳減;第二階段,需求穩(wěn)定,產(chǎn)能利用率穩(wěn)定,價(jià)格穩(wěn)定,投資下滑以致投資不足;第三階段,投資加大,信心膨脹,需求增長(zhǎng)。這三個(gè)階段構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。值得注意的是,半導(dǎo)體從設(shè)計(jì)到流水線生產(chǎn),至少需要2 年的時(shí)間。由于我國屬于新興市場(chǎng),半導(dǎo)體行業(yè)處于上升發(fā)展時(shí)期,預(yù)計(jì)在未來5 年國內(nèi)市場(chǎng)不存在明顯的周期性。
分立器件行業(yè)是高科技、資本密集型行業(yè),作為半導(dǎo)體市場(chǎng)的重要組成部分,2008 年金融危機(jī)以來,分立器件市場(chǎng)亦受到半導(dǎo)體整體市場(chǎng)疲軟的影響,但在功率器件市場(chǎng)快速增長(zhǎng)及其他產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級(jí)等有利因素的帶動(dòng)下,2008 年市場(chǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)明顯高于半導(dǎo)體市場(chǎng)平均水平,銷售額增至176.9 億美元,成為引人注目的產(chǎn)品市場(chǎng)。2009 年,金融危機(jī)的加深抑制了全球電子產(chǎn)品消費(fèi),影響了上游分立器件產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)的發(fā)展,全球分立器件市場(chǎng)從持續(xù)正增長(zhǎng)下滑為明顯負(fù)增長(zhǎng)。
就中國半導(dǎo)體分立器件市場(chǎng)而言,受全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展放緩等不利因素的影響,2009 年中國分立器件市場(chǎng)結(jié)束了近幾年持續(xù)增長(zhǎng)的發(fā)展勢(shì)頭,為886.9 億元,比2008 年小幅下降2.7%。但與世界其他主要市場(chǎng)相比,中國分立器件市場(chǎng)表現(xiàn)仍相對(duì)較為突出,規(guī)模萎縮幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全球平均水平,仍是全球最引人注目的市場(chǎng)之一。
2004-2009年中國分立器件市場(chǎng)銷售額與增長(zhǎng)
同屬于半導(dǎo)體行業(yè),因此也會(huì)受到半導(dǎo)體行業(yè)周期波動(dòng)的影響。
據(jù)SEMI 統(tǒng)計(jì),2006 年全球硅片市場(chǎng)銷售額為106 億美元,較2005 年增長(zhǎng)29.27%;硅片銷售量達(dá)到了79.94 億平方英寸,較比2005 年增長(zhǎng)20.20%。2000-2006 年全球硅片銷售量、銷售額及其結(jié)構(gòu)如下:
2000-2006 年全球硅片銷售量、銷售額
到2007年2月為止,我國已有15條8英寸、2條12英寸集成電路生產(chǎn)線建成投產(chǎn),占行業(yè)總投片量的50%以上,成為集成電路芯片制造業(yè)的主要力量。2006年半導(dǎo)體用硅片需求量為4.3億平方英寸,比2005年增長(zhǎng)了23.6%;銷售額則達(dá)到了40億元,比2005年增長(zhǎng)了25.6%。
2002-2006年我國半導(dǎo)體用硅材料市場(chǎng)需求量
未來智能實(shí)驗(yàn)室是人工智能學(xué)家與科學(xué)院相關(guān)機(jī)構(gòu)聯(lián)合成立的人工智能,互聯(lián)網(wǎng)和腦科學(xué)交叉研究機(jī)構(gòu)。
未來智能實(shí)驗(yàn)室的主要工作包括:建立AI智能系統(tǒng)智商評(píng)測(cè)體系,開展世界人工智能智商評(píng)測(cè);開展互聯(lián)網(wǎng)(城市)云腦研究計(jì)劃,構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)(城市)云腦技術(shù)和企業(yè)圖譜,為提升企業(yè),行業(yè)與城市的智能水平服務(wù)。
-
計(jì)算機(jī)
+關(guān)注
關(guān)注
19文章
7519瀏覽量
88195 -
電子技術(shù)
+關(guān)注
關(guān)注
18文章
897瀏覽量
56110
原文標(biāo)題:揭秘行業(yè)歷史,半導(dǎo)體霸主美國是怎么煉成的?
文章出處:【微信號(hào):AItists,微信公眾號(hào):人工智能學(xué)家】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
評(píng)論