集成电路发展历程

摘要：  1955年“晶体管之父”威廉·肖克利离开贝尔实验室创建肖克利半导体实验室，他吸引了很多富有才华的年轻科学家加盟。

关键字：  处理器，芯片，半导体

1955年“晶体管之父”威廉·肖克利离开贝尔实验室创建肖克利半导体实验室，他吸引了很多富有才华的年轻科学家加盟。但是很快肖克利的管理方法和怪异行为引起员工的不满，其中八人决定一同辞职，他们是罗伯特·诺伊斯(RobertNoyce)，戈登·摩尔(GordonMoore)，朱利亚斯·布兰克(JuliusBlank)，尤金·克莱尔(EugeneKleiner)，金·赫尔尼(JeanHoerni)，杰·拉斯特(JayLast)，谢尔顿·罗伯茨(SheldonRoberts)和维克多·格里尼克(VictorGrinich)，后来他们被肖克利称为“八叛逆”。

八人接受位纽约的仙童摄影器材公司的资助，于1957年创办了仙童半导体。诺伊斯被任命为总经理给伙伴们分了工，由赫尔尼和摩尔负责研究新的扩散工艺，而他自己则与拉斯特一起专攻平面照相技术，仅仅一年就实现了50万销售额一举成为硅谷成长最快的公司。仙童发明了两项新技术后来成为世界电子器件的基本方法，40年后的今天仍是主流技术。这两项技术就是平面工艺和集成电路，“八叛逆”中的赫尔尼发明的平面工艺是制造半导体电路的一种工艺方法，仙童另个重大发明是集成电路。

其实1958年9月德州仪器(TI)的杰克·基尔比(JackKilby)已经制成集成电路，次年7月30日仙童提出“半导体器件—连线结构”(美国专利2，981，877)的专利申请，基尔比的专利直到1964年6月23日才被批准。1969年法院判决，诺伊斯和基尔比发明的集成电路不存在侵权问题，两专利都有效不过两者少有不同，基尔比用的是锗半导体而诺伊斯用的是硅，硅设计一直沿用至今。

由于仙童半导体业绩非常好，仙童摄影器材公司难以抑制心中的狂喜于是在1959年行使了投资时的期权，出现金买断了八叛逆的股份。全资控股后仙童摄影器材公司逐步加强了对仙童半导体的管理这也害了仙童，仙童尽管销售额还在增长但增长速度已经放慢。到1968年仙童已拥有三万余员工，一亿多美元销售额，但公司八个创始人全都先后离开，几位创始人自立门户彻底推开了仙童半导体人才流失的大门。

1968年7月八叛逆中的诺伊斯与摩尔和安迪·葛洛夫(AndrewGrove)一起辞职创立英特尔(INTEL)，新成立的英特尔并不是一开始就把重心放在处理器市场，而是半导体存储器市场，Honeywell的两位资深工程师跳槽到英特尔后开始做存储系统，在存储子系统市场玩的风生水起之后，佛德利克·法金(FedericoFaggin)曾在1968年加入仙童半导体发明了被称为“金属氧化物硅栅工艺”技术。1970年4月他跳槽到英特尔，正是他帮助英特尔完成从存储器到微处理器的转型。1971年11月15日Intel4004微处理器芯片问世。由于摩尔看好半导体存储器市场这让英特尔也失去了法金。法金之后创办了大名鼎鼎的齐洛格(ZILOG)成为单片机领军者，当时中国大陆引进了三家单片机厂商英特尔(INTEL)，摩托罗拉(MOTOROLA)以及齐洛格(ZILOG)，Z80以其独特的结构在工业领域迅速崛起。由于各种原因以及公司策略改变齐洛格(ZILOG)最后退出了中国市场，并且产品也开始向通讯发展(这段时间内intel51单片机才开始占领中国市场)，到2000年齐洛格(ZILOG)决定重回8位单片机市场，推出了两个全新内核eZ80和eZ8，这两个内核产品推出后获得了多项大奖。1986年法金和CarverMead又创立了Synaptics，Synaptics是全球领先的触摸屏供应商。

1969年5月杰里·桑德斯(JerrySanders)，杰克·吉福德(JackGifford)，EdTurney，JohnCarey，SvenSimonsen，FrankBotte，JimGiles以及LarryStenger仙童八个同事一起辞职创立超微(AMD)，打破了英特尔在CPU市场的垄断地位。杰克·吉福德(JackGifford)也许是受挚友卫德勒的影响对模拟技术情有独钟，因坚持开发模拟产品路线他于1973年离开超微(AMD)加入通用电气旗下的英特矽尔(INTERSIL)，历经10余年终将模拟器件打造为英特矽尔(INTERSIL)的核心产品。1983年他和同事一起创办美信(MAXIM)，在成立美信后他继续加大对模拟工艺技术的发展，凭借他对模拟技术的贡献，杰克·吉福德博士被誉为模拟微电子产业的“奠基之父”!鲍勃·卫德勒(BobWidlar)也在先后经历过仙童和国半的模拟历练之后和Swanson以及Dobkin在1981年联合创办了凌力尔特(LINEAR)。DavidAllison，DavidJames，LionelKattner和MarkWeissenstern四位仙童工程师获得了雷曼兄弟100万投资创立了西格尼蒂克(Signetics)。1971年Signetics发明555定时器，1975年被飞利浦收购。

八叛逆中的尤金·克莱纳(EugeneKleiner)在成立仙童时负责融资为其日后走向VC打下了基础，1972年成立的以他自己名字命名的风险投资公司KPCB，它投资的公司你一定知道：网景，康柏，太阳微系统，美国在线，亚马逊书店，谷歌，还有伟创力，LSI，赛灵思…。威尔弗.科里根(WilfredCorrigan)于1979年辞掉仙童CEO职务后在1981年创建LSI，KPCB也投资了该公司;八叛逆中的朱利亚斯·布兰克(JuliusBlank)1952年加盟AT&T旗下西部电气(WesternElectric)，也是在这里布兰克认识了尤金·克莱纳(EugeneKleiner)，1956年共同跳槽到了肖克利的实验室，出走后布兰克也从事了半导体投资;八叛逆中的金·赫尔尼(JeanHoerni)，杰·拉斯特(JayLast)，谢尔顿·罗伯茨(SheldonRoberts)于1961年2月三人正式离开仙童，共同创办了泰瑞达的子公司阿内尔科(Amelco);八叛逆中唯一没有从商的是维克多·格里尼克(VictorGrinich)，他把自己的实践变成了知识分享出来，1960年在大家都离开仙童后，他也离开仙童到加利福尼亚大学伯克利分校任教，并在1975年出版了《集成电路介绍》一书，至今该书还在亚马逊有售。

1959年5月27日由数名斯派里(SperryRandCorporation)的工程师成立国半(NSC)。国半首先搞到的牛人是Molecro的两位创始人，一位是拉斯特集成电路研发小组中的吉姆.纳尔(JimNall)，另一位是摩尔的助手思必图.豪斯(SpittleHouse)，之后把挖墙角的对象瞄准了当时仙童半导体的总经理查尔斯·E·斯波克(CharlesSporck)，他是诺伊斯的得力干将之一。斯波克后来担任国半CEO使它从一家亏损企业快速成长为全球第六大半导体厂商。1979年仙童半导体的母公司被Schlumberger收购。1987年Schlumberger把仙童以2亿美元的价格卖给了国半。最后国半于1997年摒弃了低利润的逻辑和存储芯片部门，以5.5亿美元的价格卖给了将要成立的新公司的管理层(他们得到了花旗风险投资子公司Sterling公司的资助)。FairchildSemiconductor于1997年11月27日得以重生更名为飞兆。国半则与2011年9月23日被德州仪器(TI)收购。[!--empirenews.page--]

美国半导体公司中摩托罗拉有着和仙童一样重要的地位，但其历史可为悠久得多。早在1928年高尔文与他的胞弟约瑟夫一起，在波士顿成立了高尔文制造公司开始了他的第三次创业，而创业的资本是他们身上仅有的565美元。高尔文这次不再碰蓄电池他要生产收音机，而后把收音机改装做成车载收音机，就在车载收音机市场繁荣之际高尔文已经开始谋划多元化经营，并于1939年8月推出了首台可以实现双向AM通讯的警用车载电台T6920，之后来又生产了SCR-536和SCR-300使得摩托罗拉几乎成为无线电通讯的代言人。

1947年高尔文正式将公司更名为摩托罗拉，开始大举进军留声机、电视机、车载电话、半导体等市场，与此同时他将公司改组按产品划分为多个事业部，每个事业部都有自己的采购销售生产研发部门。1956年高尔文任命儿子BobGalvin担任公司总裁。到此时一位重量级人物将登场了，他将对摩托罗拉和仙童两个大公司产生影响，他就是莱斯特霍根(LesterHogan)，1950年霍根顺利加入贝尔实验室，1953年他留在哈佛大学工程和应用物理学院担任教授。霍根是在BobGalvin当上董事长的那一年成为摩托罗拉半导体事业部的总经理，10年后当霍根离开时摩托罗拉已坐上半导体行业第二把交椅(第一是德州仪器，第三位是仙童)。

1968年江河日下的仙童董事会开出天价挖来霍根，希望他可以力挽狂澜。霍根的到来让八叛逆相继离开，他之后采取的措施却是赶跑了更多的人，因为霍根从摩托罗拉带来了手下的“八大金刚”。1974年无力回天的霍根被手下的八大金刚之一威尔弗.科里根(WilfredCorrigan)夺走了总裁一职，霍根仍留在仙童担任副总裁。

摩托罗拉在1947年涉足电视机领域发明的阴极射线管成为业界标准;1955年推出全球第一个高功率锗晶体管;1960年推出全球第一个"大屏幕"便携电视;1963年推出了全球第一款矩形彩色电视，1974年摩托罗拉将电视业务卖给了松下;1973年在摩托罗拉工作的手机之父马蒂·库珀(MartyCooper)申请了一项名为“无线电通话系统”的专利。他是全球首位通过移动设备拨打电话的人(他第一次手机通话是打给正在贝尔实验室工作的一名竞争对手)。全球第一部手机的开发用了整整十年时间!DynaTAC8000X手机重2磅，通话时间半小时，销售价格为3，995美元;1987年摩托罗拉提出低轨全球个人卫星移动通信系统计划取名铱系统;1999年11月1日铱星系统正式向全球提供商业服务;2001年3月17日，美国纽约地方法院法官阿瑟·冈萨雷斯批准了铱星公司提出的终止向顾客提供通讯服务。在移动通信历史上，摩托罗拉还有一个产品需要重申一下，那就是摩托罗拉寻呼机。1999年摩托罗拉旗下半导体部门独立出来成为安森美(ON);2003年摩托罗拉宣布剥离出飞思卡尔(FSL)。

在上世纪70年代没有互联网的情况下，MCS-48的应用非常广泛，在这样的势头下英特尔推出了8048的后继版本8051，8051开启了蓬勃的微控制器市场，至今还有设备在使用8051单片机。MCS-51(简称为8051)是采用哈佛体系结构的单芯片微控制器，8051在配置上要高于8048，包括2个定时器和4端口以及128字节或更多的板载RAM。8051在一个单芯片架构中提供了包括CPU、RAM、ROM、I/O中断逻辑和定时器在内的多种功能，它采用了CMOS工艺技术所以功耗要比先前采用NMOS的功耗低，8051内核中一个特别有用的功能是有一个布尔处理器引擎，允许进行比特级的布尔运算和寄存器选择，有利于工业应用。8051因其特性突出而受到众多厂商追捧，据统计有20多家厂商推出了兼容MCS-51的微控制器，其中包括爱特梅尔、英飞凌、美信、恩智浦半导体、微芯科技、新唐科技(原华邦)、意法半导体、SiliconLaboratories公司(原Cygnal)、德州仪器、赛普拉斯和亚德诺等。

1979年全球PC时代来临，3COM、甲骨文(Oracle)和西捷(Seagate)均在那一年诞生，TI进入计算机市场，Hayes卖出了其第一台MODEM并使其成为工业标准，摩托发布了68K，英特尔发布了8088。

也是在1979年，在一群来自剑桥大学多个实验室的学生的支持下HermannHauser和ChrisCurry在英国剑桥创立了Acorn，制造和销售个人计算机。起初Acorn打算使用摩托罗拉的16位芯片，但是发现这种芯片太慢也太贵，他们转而向Intel公司索要80286芯片的设计资料，但是遭到拒绝于是被迫自行研发，决定开发当时不被看好的RISC结构的处理器。

SophieWilson在工作中发现Furber插入的电路板有点问题--电源没有对芯片直接供电，芯片竟然是靠逻辑电路上的泄露的一些电流在工作!因为芯片功耗很低!这就是ARM处理器低功耗的来历，今天当你享受低功耗带来的便利时，你可曾知道ARM引以为傲的低功耗特性竟源于26年前的一次偶然!1990年11月27日Acorn公司正式改组为ARM(AcornRISCMachine)。苹果出资150万英镑，VLSI出资25万英镑，Acorn本身则以150万英镑的知识产权和12名工程师入股。而Wilson离开了，她进入一家专注DSP处理的公司，在2000年的时候被博通收购，所以Wilson加入了博通。

ARM公司成立后，业务一度很不景气，工程师们人心惶惶担心将要失业。由于缺乏资金，ARM做出了一个意义深远的决定--自己不制造芯片，只将芯片的设计方案授权给其他公司由它们来生产，正是这个模式最终使得ARM芯片遍地开花。就是我们现在使用的各大半导体原厂所主推的ARM系列的产品，这种系列的产品相对于8051应用更为广泛，影响前所未有!