芯片的发明人到底是谁？两个人同时发明芯片

2024-01-18 01:53:4006:25 456

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昨天我们说到了晶体管取代了真空管，下一步就要是优化和大量制造，而肖克利的计划就是制造出世界上最好的晶体管，这就要求成本更低才能市场化。肖克利虽然凭借他的半导体理论轻松得到了诺贝尔奖，但是工程难题并不是那么容易解决的。他手下有8名天赋异禀的工程师，但是肖克利这个人，属于一言堂的君主性格，所以他是一个很了不起的科学家，但却不是一个好的企业家。让这些奇才很难跟他一起相处。

就在肖克利没有什么进展的时候，德州仪器的一个工程师，叫做基尔比，他开始脑洞大开，他一直在琢么，如何减少将不同晶体管，串在一起所需的导线数量。这样就可以不用那么复杂的连接线了。他想的办法跟别人不一样，别人想的是连接，而他想的是干脆就给他们集成在一块硅板或者锗板当中。基尔比管这个叫做集成电路，也就是我们现在所说的芯片。

在基尔比发明芯片的同时，肖克利那边发生了兵变，八叛将离开肖克利的公司，借助风险投资，成立了仙童半导体，这段故事，大家可以去听听我们讲过的风险投资史，非常有意思，可以说美国的风投行业和芯片行业同时开始起步，相互促进相互影响，也相互成就。最终成就了美国科技行业的伟大。是典型的金融为实体服务的典范，在八叛将创办仙童半导体之前，很少有工程师跳出企业自己创业，因为大家都没有钱，也没有抗风险的能力。是风险投资这个模式，成就了科技的大发展。后来八叛将都取得了巨大的成就，诺伊斯，摩尔成立了英特尔，而尤金克莱纳成立了世界上最大的风险投资公司之一的凯鹏华盈。

成立仙童的钱，是来自一个爱好摄影的富二代，但这次第一次风险投资，缺乏经验，所以股权没谈好，为日后仙童的散伙埋下了巨大的隐患。诺伊斯当时并不知道基尔比的做法，他也干了同样的事情，在同一个硅片上，使用平面工艺做出了多个晶体管。然后通过沉积的金属线，把他们连接起来。后来也引来了巨大的争议，诺伊斯和基尔比到底谁才是芯片的发明人。后来美国法院充当和事老，让他们共享殊荣。但其实从市场效果来看，诺伊斯的方案，显然更具有优势。也更容易设计出小型化的器件，也同时能够减少功耗。

就在仙童成立后不久，天时也出现了，当时苏联发射了第一颗人造卫星，这让美国人大吃一惊，一直走在世界科技前沿的美国人，突然觉得自己眼中落后了，然后肯尼迪总统就宣布，马上启动登月计划，而这一计划，必须得有火箭来做支持。于是诺伊斯他们的订单就来了，美国国家航空航天局，也就是NASA，拥有了庞大的预算，就是要干成这个事。他们要生产火箭，就得先升级计算机，要升级计算机，就少不了晶体管芯片。此时大家已经形成共识，晶体管要比真空管更加具有优势。所以集成电路也就是芯片的早期需求，基本都来自于军方。收入也都来自于政府采购。所以政府的作用，创造需求就可以了。创新还是要留在民间去干。

仙童是一家新公司，为啥能得到官方的青睐，答案是东西确实好，当时仙童的芯片设计出的计算机，能比竞争对手小三分之一，而且更轻也更省电。而且故障率更低，所以他成为阿波罗计划的首选。这一下就让仙童半导体成为一家拥有1000名员工的大公司，销售额58年的时候才50万美元，而到了60年已经达到2100万美元。

而且更为关键的是，随着nasa的采购，芯片成本越来越低，1961年12月，还卖120美元的芯片，到了第二年10月，就只卖15美元。与此同时，他的对手德州仪器，也在基尔比的主持下，生产出了大量的芯片，虽然他们没能参与NASA，但是也把产品卖给了美国军方。美国空军航空电子实验室，同意采购德州仪器的芯片。当年正是美国和苏联的导弹对峙时期，美国军方的民兵2号导弹大量采购德州仪器的产品，甚至改变了德州仪器的业务结构。到1964年底，德州仪器已经提供了10万块集成电路。

58年的时候，有个人叫做杰伊莱斯罗普，麻省理工毕业后，也在德州仪器工作，一个偶然的机会，他发现显微镜镜头可以拍摄一些小东西，让他们看起来更大，把镜头颠倒过来，他们就能把一个大图案，印到锗上。从而在这块锗上制作微型台面。莱斯罗普还用柯达公司生产的光刻胶，涂在锗片上，先做模板，然后利用光线照射，发生化学变化的方式，制作芯片。这就是传说中的光刻技术。利用这种方式，人们可以大规模的生产微型晶体管了。

后来莱斯罗普还觉得柯达的光刻胶不太完美，不足以保证大规模生产，他还到美国各地去寻找掩膜，这种掩膜用于将精确地图案，投射到覆盖光刻胶的半导体晶圆上。所谓晶圆，就是生产半导体所用的硅晶片。但是莱斯罗普并未找到合适的产品，于是德州仪器只能自己制造掩膜，同时也自己生产硅片。而此时莱斯罗普还有一位同事，这就是我们之前提到的张忠谋，他从香港来到波士顿，一开始在哈佛大学念书，一开始学习的事莎士比亚文学，但后来他觉得这玩意完全不靠谱，转学到了麻省理工学院，毕业后现在一家叫做喜万年的工厂打工，后来跳槽到德州仪器。在这里他主要负责的就是生产制造的合格率，他对产品和流程非常苛刻，也对员工要求严格，不过他来了之后，晶体管生产线的成品率大幅提升到25%。随后张忠谋也被任命为整个集成电路业务的负责人。

诺伊斯那边也没闲着，他马上聘请了莱斯普罗的合作伙伴，来仙童开发光刻技术，诺伊斯还是很敏感的，他说除非我们能做到，否则公司就完了，可见光刻技术，生死攸关。跟张忠谋对应的是安迪格鲁夫，他当时负责的就是仙童的制造工艺，格鲁夫当时求职仙童，差点被拒绝，后来仙童业务上来之后，才把他扩招进来，差一点就错失传奇。所以这也是缘分。63年格鲁夫入职之后，就与诺伊斯和摩尔绑在了一起。日后他们将成立伟大的英特尔公司。

诺伊斯是一个奇才，虽然他在军工市场，吃的盆满钵满，但他一直有个更大胆的构想，也就是更为广阔的民用市场。这其实很难，因为要做民用产品，就意味着他必须跟军方要保持一定距离，也就是说他要拒绝军方的一系列军事研究合同，这个需要有巨大的格局才行。当然，跟军方合作不痛快，也是一个原因，诺伊斯还在替别人打工的时候，就在抱怨，研究的方向由能力较差的人决定，也抱怨自己浪费时间为军方撰写进度报告。现在他当了老板，也赚了大钱，所以他不再想把军方当成老板，而只是当成一个客户。他想赚大众市场的钱，那样会比较有成就感，而不想总当军方的乙方。确实如此，当乙方的感觉并不怎么好。

当时诺伊斯再想，很多技术已经能用于民用市场产品开发，比如把芯片放在助听器里，这其实已经成为可能。在戈登摩尔的指导下，仙童双线出击，一方面还继续接军工的订单，另一方面也开始开拓民用市场。65年的时候，摩尔还发表了他著名的摩尔定律，2年时间算力提升一倍，要么价格降一半。摩尔定律堪称是20世纪最伟大的技术预测，直到现在还在起作用。

后来诺伊斯果然赌对了，美国国防部长麦克纳马拉对军事采购进行改革，造成了电子行业的萧条，仙童的转型似乎有先见之明，他也是第一家为民用客户提供芯片的完整产品线的公司。诺伊斯还大幅降价，60年代中期，仙童售价20美元的芯片，降低到了2美元。甚至有时候他还以低于成本的价格销售，主要是为了扩大更多的客户。也因为这个营销方式，仙童拿到了很多的民营企业的大合同。比如一家计算机公司，66年就在仙童订购了2000万只芯片，这是阿波罗计划消耗的20多倍。仙童占据了计算机需求的80%。诺伊斯开拓出了一个全新的市场，而这个市场，可以延续几十年的景气。后来摩尔夸奖，说诺伊斯的降价策略，和仙童的技术同样都是重大创新。那么用仙童小试牛刀之后，诺伊斯和摩尔又是怎么创建的英特尔呢？

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