資訊動(dòng)態(tài)
行業(yè)動(dòng)態(tài)
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)。
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。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?！?/span>
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，目前汽車與工業(yè)的營收占比已經(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)增長的廣闊市場(chǎng)。時(shí)至今日，TI已超過70年悠久歷史，并長期穩(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55.94億美元增長到2017年的149.61億美元，年均復(fù)合增長率（GAGR）為3.3%。
