芯人必读 | 全球半导体巨头创业史

原创 Alvin 芯师爷今天

图片来源：纪录片《硅谷》

70多年以来，全球半导体产业风云变幻，跌宕起伏，美、日、韩及中国台湾等成为半导体重要产业基地，而这背后离不开英特尔、三星、东芝、台积电等半导体巨头的贡献。

那么，他们辉煌的背后有着怎样的创业故事呢？本文将通过肖克利发明晶体管、“八叛逆”创立仙童半导体及英特尔、三星、台积电创业等故事，带您走进另一片半导体世界。

1947年12月，在美国贝尔实验室，固体物理研究小组的数位成员兴奋地跳起来，大呼“终于成功了”！

望着眼前略显“丑陋”的器件，沃尔特·布拉顿颤抖着手在实验笔记上这样写到：“在锗表面上用点接触方法加上两个电极，间隔四百微米。此时1.3伏的直流电压，被放大了十五倍。”在威廉·肖克利这个研究小组领导人签字后，改变历史的晶体管就这样诞生了。

世界上第一个晶体管

（图片来源：TsinghuaJoking）

晶体管的命名并非随口而来，而是经过贝尔实验室的人讨论几个月后决定的，晶体管的英文单词也是由传（transfer）和电阻（resistor）合成的。1948年，肖克利等人申请了晶体管的发明专利，但他们研究小组并没有因此骄傲自满，而是继续研究性能更好的结型晶体管。

一年后，结型晶体管研制成功。到了1955年，高纯硅的工业提炼技术已经成熟，甚至用硅晶片生产的晶体管也已经问世，肖克利的心也不再平静了，他的眼光看得更远。

“八叛逆”的到来

经过内心一阵纠结之后，肖克利还是离开了这座奋斗数十年的实验室。刚刚离开的那一个夏天，肖克利去拜访了德州仪器、洛克菲勤、雷神等龙头企业，企图让他们投资50万美元，帮助自己建设晶体管生产厂，或许是肖克利不会“忽悠”，所以他的“晶体管之父”称号并没有打动这些企业。

四处碰壁的肖克利，在一次与其加州理工读书好友阿尔诺德·贝克曼聊天中，谈及他的抱负理想，打动了贝克曼。当时，贝克曼发明了PH值测定法，公司规模也很大，所以很爽快的资助肖克利在加州旧金山湾区东南部的圣克拉拉谷创立了“肖克利半导体实验室”。

实验室成立之后，肖克利开始广发“英雄帖”，借助朋友关系四处寻求集成电路领域的人才。他的招聘方式也很独特，招聘广告用代码表示，有应聘者到来，他还要对他们进行智商、创造力及心理测试，可谓非常考验一个人的综合能力。

就这样，招聘时间持续了一年左右，共招到了八个人：罗伯特·诺伊斯、戈登·摩尔、金·赫尔尼、朱利亚斯·布兰克、尤金·克莱纳、杰·拉斯特、谢尔顿·罗伯茨、维克多·格里尼克。

从左至右依次为：摩尔、罗伯茨、克莱尔、诺伊斯、格里尼克、布兰克、赫尔尼和拉斯特
（图片来源：techspot）

这八位年轻人，其中诺伊斯年龄最大，为29岁。后来，诺伊斯曾回忆，接到肖克利录用电话时，激动不已，连忙在肖克利实验室附近买了一套房子，他甚至觉得自己以后就追随肖克利了。

1956年1月，肖克利、巴丁和布拉顿等因为晶体管的发明，被授予诺贝尔物理学奖。

获奖之后，肖克利非常高兴的邀请实验室的8位员工，举办一场庆祝Party。这次获奖，也让其8位员工沉浸在喜悦中，对未来充满了希望，更加佩服肖克利。

然而，科研归科研，创业归创业。在之后的公司经营中，肖克利表现出了他的另一面，公司经营产品全凭喜好，计划混乱、不懂管理、独裁专行等，公司经营一年多，一件产品都没有研发生产出来。

回顾肖克利的种种“恶行”，除诺伊斯外，其他7位主要学员则对肖克利的工作方式失去了信心和耐心，于是他们准备辞职自己做。

但很现实的问题是，除了技术外，他们没有启动资金。这时候，克莱纳组织7人写了一份商业计划书，投给了自己父亲企业业务的纽约海登斯通投资银行。

克莱纳的信辗转交到了海登斯通投资银行员工亚瑟·洛克的手中，他很看好半导体行业的长远发展，加之他也很欣赏这7个人的勇气和技术，于是他说服了他的老板巴德·科伊尔与他们见面详谈。

初次见面，气氛有点尴尬，7位年轻人对技术很精通，但不懂管理、企业运营，公司成立后谁来管理这是一个问题，第一次会谈也因此被搁置。此时，不知道谁提出了找回诺伊斯，大家对此一致认同。

于是，7人选定由罗伯茨出马与诺伊斯交谈。经过彻夜畅谈后，诺伊斯还是被打动了，次日一早，8位年轻人便匆忙开车赶往旧金山与洛克和科伊尔进行二次商谈。

这一次会谈由诺伊斯主导，将企业的初步规划与技术走向呈现在科伊尔面前时，他微微一笑看向洛克，如同商量好的一般，洛克拿出1美元钞票，拍在桌子上说道：“那就干吧！现在还没有协议，要入伙的，就在这上面签个名。”

“八叛逆”签名的1美元

（图片来源：纪录片《硅谷》）

8位年轻人对视一笑，纷纷在上面签上自己的名字。这张签有8位年轻人与两个银行家的1美元钞票至今还被收藏于斯坦福大学。

1957年9月18日，8位年轻人一同将辞职申请递交给肖克利时，肖克利非常愤怒，大骂他们是“八个叛徒”，并将他们赶出了办公室。

辉煌一时的仙童半导体

8位年轻人辞职后，想要找一家大公司投资，支持自己创业。但很多投资人并不看好半导体，数次被拒绝后，最终一家纽约的摄影器材公司愿意投资150万美元支持他们创业，这家公司名称是“Fairchild”。也因此，8位年轻人新成立的公司叫Fairchild Semicondutor，即飞兆半导体公司，俗称仙童半导体。

按照公司的关系来看，仙童半导体的母公司是费尔柴尔德的仙童集团，而仙童半导体成立之初主要由仙童集团副总裁理查德·霍奇森负责分管，本来霍奇森打算让诺伊斯担任总经理，但诺伊斯只想做技术负责人，便委婉拒绝了，所以霍奇森另招了一人仙童半导体总经理，这人便是埃德·鲍德温。

由于当时半导体产业才刚刚起步，费尔柴尔德对仙童半导体报以的期望也不是太高。在公司股份方面，公司初定为1325股，其中8位年轻人每人100股，海登斯通225股，剩下的300股留给公司日后的管理层。在投资协议方面，8位年轻人连同海登斯通与仙童集团有了明确的协议，如果公司连续三年净利润超过30万美元，仙童集团有权以300万美元收回股票，或者5年后以500万美元收回股票。

这份协议也是也是如今的风险投资模式。没多久，仙童半导体便迎来了事业的高峰期，1958年，仙童半导体生产的第一批台面型硅工艺晶体管2N697大获成功，第一批100颗晶体管以每颗150美元的价格卖给了IBM。

也在同一年，赫尔尼将台面工艺改进为平面工艺，这也减少了加工难度，降低生产成本并提高了晶体管的性能，使硅晶体管批量生产成为了可能。也因此，短短三年时间，仙童半导体的收入就超过了2000万美元。

1958年9月，德州仪器公司的一位名叫杰克·基尔比的工程师研制出了第一个集成电路，并申请了专利。当得知这个消息的时候，诺伊斯非常震惊，因为几乎在同一时间，他们也研制出了集成电路。他当即召唤仙童半导体的几个负责人商议对策。

仙童半导体首款平面式集成电路

（图片来源：techspot）

在了解基尔比的技术后，诺伊斯发现仙童半导体研制出的集成电路与德州仪器的并不相同，优势也非常明显。比如：基尔比用的是锗半导体，而仙童半导体用的是硅半导体，硅在自然界的含量比锗丰富的多；基尔比集成电路将器件本身集成在一块半导体材料上，器件则是用黄金做的导线连接在一起，而仙童半导体的集成电路则是将器件和导线全部集成在一块芯片上。

20世纪60年代初，仙童半导体与德州仪器开始了旷日持久的专利争夺战。最后，法院判决认为，双方集成电路是一项同时的发明，并不存在专利侵权的问题。

值得一提的是，在仙童半导体和德州仪器争执集成电路专利的器件，戈登·摩尔于1965年发表了一个定律，他认为当价格不变时，集成电路上能被集成的晶体管数目，约每隔18个月便会被增加一倍，性能也将提升一倍。这个定律在后来集成电路发展中被证明，也被业界成为“摩尔定律”。

集成电路的发明，让仙童半导体进入了黄金时期，其公司的营业额在1967年突破了2亿美元，成为全球第二大半导体公司。

事实上，这个时候的仙童半导体内部危机已然非常明显，第一，在利润的诱惑下，仙童半导体的母公司按照早期的协议回收8位创始人的股份；第二，其母公司并没有加大扩张仙童半导体，而是将利润不断投资到费尔柴尔德摄影器材公司；第三，仙童半导体的原管理层与负责人逐渐被母公司替换。

这直接导致仙童半导体大量的人才流失，其中，赫尔尼、罗伯茨、克莱尔率先出走，成立了阿内尔克公司；拉斯特也离开仙童，创办了西格奈蒂克斯半导体公司。曾担任仙童半导体总经理的鲍德温也离开公司，到国民半导体公司(NSC)担任CEO，将公司迁到了硅谷，并快速成长为全球第6大半导体厂商。

1968年，诺伊斯与摩尔带着格鲁夫一起离开仙童半导体，成立了英特尔。1969年，曾经担任仙童半导体销售部主任的桑德斯离开公司，并创立了 AMD公司。

仙童半导体员工创立的公司

（图片来源：Endeavor Insight）

仙童半导体8位创始人的先后出走，及公司高层的频繁更换，导致仙童半导体彻底走向没落，最后甚至沦落到被“卖来卖去”。然而，也正是仙童半导体内部这种精神，掀起了当时半导体产业大量创业的热潮，为硅谷后来的发展带来了福音。记得80年代一本畅销书《硅谷热》写到：“硅谷当时70余家半导体企业，有一半的创业者都间接或者直接来自于仙童半导体。甚至在1969年森尼维尔举行的一次半导体工程师大会上，据统计，当时400余位与会者，仅有24人未曾到仙童半导体工作过。”

可见，当时仙童半导体在半导体产业的影响力非常深远，甚至被称为硅谷半导体产业的“摇篮”也不为过。也正如史蒂芬·乔布斯所说，仙童半导体公司就像成熟了的蒲公英，你一吹它，这种创业精神的种子就随风四处飘扬了。

辗转30年后，仙童半导体被一家风险资本公司收购，这个时候仙童半导体也终于可以独立发展。时任仙童半导体CEO的克尔克·庞德先后通过收购Raytheon及三星公司旗下的某个半导体工厂，让仙童半导体完成转型，彻底向消费电子制造业挺进。

2006年，安森美以24亿美元的价格收购仙童半导体，收购后新公司将统一使用“安森美半导体”品牌。这意味着，仙童半导体已经成为了半导体行业的历史，但它曾今的辉煌及为整个行业做出的贡献是时间无法掩盖的。

强势崛起的英特尔

时间继续回到1968年，离开仙童半导体的诺伊斯、摩尔和格鲁夫三人，先去拜访了当时名声在外的风投专家阿瑟·罗克，用了不到五分钟时间，便与对方达成协议，拿下250万美元的创业资金。

没错，他们三人开始重新创业了，创立的公司起初叫“摩尔-诺伊斯电子公司”，但由于太拗口，后来被改为“英特尔”。在英特尔创建时期，诺伊斯担任首席执行官，他开创了没有墙壁的隔间办公室新格局，取消了管理上的等级观念，可以说，他奠定了公司的文化。

1969年，Intel研制成功64bit双极静态随机存取存储器（SRAM）芯片C3101，开创了半导体存储器的先河。

1970年，英特尔采用12μm工艺开发的1kB DRAM（C1103型）问世，并实现了大规模量产，使1bit只要1美分，开启了DRAM的产业化时代。

如果按照这样的方向发展下去，英特尔可能会成为一个半导体存储巨头，但真正的转折点来源于一场专利之战。1968年，海特提出了单芯片中央处理器（CPU）的构想，但受制于技术水平的限制，这个构想并没有被实现。在此同时，英特尔也在研究“微处理器”项目，但他们并没有很看重微处理器。

他们最早生产的两个微处理器来自于两个客户的订单，当时，两个客户仅仅是提出了一些想法，英特尔便摸索出了独特的处理方式，将中央处理器集成在一块芯片上。

1971年3月份，由英特尔成功生产命名的4004微处理器芯片面世，其中4代表芯片可以处理4位数据。同年7月，英特尔8008微处理器芯片面世，它可以处理8位数据。

英特尔4004微处理器

（图片来源：Linux公社）

1972年初，英特尔将8008微处理器芯片投入市场，并被试着应用于计算机产品，但当时市面上计算机总共也就2万台。但诺伊斯并没有放弃，他十分看好8008微处理器，便开始为此投放广告，四处宣传。不到一年时间，微处理器开始被用于家用电器、汽车等电子产品。

第一步成功之后，英特尔开始投入大量精力，开发微处理器市场，编写软件操作设备，开发硬件来模拟应用并调试程序，聘请应用专家和技术销售人员推销产品，并且不知疲倦地在全球范围内举办微处理器相关的学术研讨。

1979年，摩托罗拉生产出了他们的16位处理器——68000。市场上普遍认为68000比英特尔的芯片更加先进。为此，英特尔启动了一项著名的营销活动“征服运算”，来宣传产品其产品优势，包括全套微处理器及互补产品的研发，卓越的客户服务和技术支持等。

活动成功之后，对摩托罗拉68000微处理器市场产生了严重性的压制。与此同时，智路也研发出了一款16位微处理器，不过产品规模完全不足以与英特尔公司庞大的互补产品和售后服务体系相抗衡。很快智路就淡出了人们的视线。“征服运算”也一举征服了IBM，他们被英特尔公司在微处理器生产线上的承诺及芯片技术上的巨额投资所打动，于1981年选择8088芯片来生产他们的个人计算机。

随着IBM个人计算机产品销量急速增加，英特尔微处理器也迎来了飞速发展期。而在此期间，英特尔存储芯片C1103成为全球最畅销的半导体芯片。到1974年，英特尔占据了全球82.9%的DRAM市场份额。

在英特尔将部分精力转移到微处理器研发时，日本存储器技术也逐渐成熟，并不断打价格战，英特尔的存储器市场也遭到了日本半导体存储器公司的狙击。

1985年，英特尔的存储器产品年销售额大约在16亿美元，格鲁夫与摩尔探讨后，毅然决定放弃部分存储器市场，主攻微处理器市场。后来，英特尔陆续开发了一系列名称为x86的微处理器，包括80186、80286、80386和80486，这一系列x86处理器都是8080型的后续衍生产品。

到1993年的时候，英特尔微处理器已占全球85%以上的市场。据《IC洞察》2000年估计称，1999年英特尔公司占据了全部32位和64位微处理器（主要用于计算机）78%的销售额，占全部微处理器98%的销售额（以及装船出口数量的77%）。

可以看到，在英特尔集成电路产品几十年的发展过程中，随着市场的发展和竞争对手的压力，其主流产品经历了几次调整。英特尔早期的产品主要是各种类型的存储芯片，如SRAM和DRAM。尽管英特尔从70年代初开始开发微处理器产品，但是至今为止仍然没有放弃存储产品的生产与开发。

伺机而动的三星

存储芯片由于技术门槛不是太高，在全球甚至发生了一场产业迁移。20世纪70年代，全球存储芯片产业的中心在北美，以英特尔、德州仪器等巨头为主，凭借率先研发的技术优势，以及良好的科研环境和强大的科研基础，美国主导着整个DRAM产业。然而到了80年代，随着日本企业在存储芯片领域的发力，主导权逐渐转向日本。

1976年，由日本通产省牵头，以日立、三菱、富士通、东芝、NEC五大公司为主，联合通产省的电气技术实验室（EIL）、日本工业技术研究院电子综合研究所和计算机综合研究所，组建“VLSI联合研发体”，投资720 亿日元，共同研究集成电路的微细加工技术。

1980年，日本VLSI联合研发体宣告完成为期四年的“VLSI”项目，研发的主要成果包括各型电子束曝光装置，采用紫外线、X射线、电子束的各型制版装置、干式蚀刻装置等，各企业的技术整合，保证了DRAM量产良率高达80%，远超美国的50%，构成了压倒性的总体成本优势，奠定了当时日本在DRAM市场的霸主地位。通产省电子所研制成功1M DRAM，三菱发布4M DRAM的关键技术，日立开始采用1.5微米工艺生产DRAM，1986年东芝1M DRAM月产能超过100万片。

1986年，日本DRAM企业的市场份额达到近80%。在很长一段时间，全球半导体企业排名前三位都是由NEC、东芝和日立包揽，而美国企业的份额已不足20%。

20世纪80年代后期，受美日经贸冲击等因素影响。到了90年代，日本企业在DRAM的市占份额急速下滑。

1999年，日立和NEC合并了他们的DRAM业务，成立了尔必达存储器公司。2003年，三菱电机的DRAM业务也被尔必达吸收。2012年，随着尔必达破产被美光收购，日本仅有的一家DRAM企业也不复存在。

韩国的半导体起步比日本晚，1983年三星推出64K DRAM，1984年量产，与国际领先水平差4年。

1980-1990年，美日争夺存储市场的同时，三星在存储领域乘机兴起取代日本。

1992年，三星与美日企业同年推出64M DRAM，1996年三星完成全球第一个1GB DRAM（DDR2）研发，至此，韩国存储芯片在全球奠定了领跑者的地位。

1999年，韩国现代半导体与LG半导体合并，2001年从现代集团完成拆分，将公司名改为海力士（Hynix Semiconductor Inc）；2012年更名SK海力士。

到了21世纪，存储产业已形成寡头垄断的现象。三星、东芝、西数、美光、英特尔垄断了NAND市场，三星、海力士和美光则垄断了DRAM产业。

图片来源：三星官网

另一方面，正如NHK纪录片《重登顶峰，技术人员20年的战争》提到，即使如东芝一样著名日本领军企业，也遭受人才流失问题，其中70%被三星以三倍薪资挖走。在政府资金及市场爆发的机遇下，韩国对半导体的投资逐年加大，通过“投资-扩大生产-影响芯片价格”，韩国挤走众多竞争企业实现市场份额的进一步扩大。且因为2017年芯片价格的提升，三星反超英特尔成全球半导体第一企业。

兵行险招的台积电

当美、日、韩三国的半导体企业因存储“杀”的不可开交的同时，中国台湾一家刚刚出名的企业——台积电却看到了另一个机会。

20世纪90年代之前，以英特尔为代表，从前端的设计和后端的制造生产都由自己完成，这种公司模式被称为“IDM”。但IDM的门槛是极高的，仅以芯片制造环节为例，本身就十分困难，通过将近5000道工序，把数亿个晶体管，在一片只有指甲盖大小的硅晶片上制造出来。企业要冒着巨大的投资风险，等待一个漫长的回报周期，这对于一些新进企业来说，门槛过高。

台积电创始人张忠谋注意到半导体公司通常主业都放在设计和销售产品，但在晶圆制造上做得并不好，于是台积电决定以首创的Foundry模式切入全球半导体市场。

台积电的首要任务是建立一座6英寸晶圆厂，但需要2亿美元，张忠谋开始四处寻求资金支援，去找了前东家德州仪器及英特尔后，结果都不太理想。最终，中国台湾“国科会”联合飞利浦及民进资本台塑等投资台积电。

也因此，台积电在建设初期，选择与飞利浦合作，飞利浦为台积电提供了部分技术授权和研发支持，避免了知识产权纠纷。由于早期张忠谋与英特尔格鲁夫关系很好，互相比较熟悉，所以台积电初期的大部分代工订单就来自于英特尔，这为其后期品牌发展奠定了基础。

台积电的第一笔重要单子则来自于高通，这是因为高通创始人是张忠谋在麻省理工的师弟，当时高通拿到了无线芯片的独家专利，但苦于没有能力自己制造芯片，于是两者一拍即合。

到了20世纪90年代，半导体产业发展速度加快，美国芯片设计公司如雨后春笋般涌现，如英伟达、博通等，这些初创公司只做设计，没有制造能力，因此被称为Fabless。这部分公司想要生产芯片产品，与台积电这类代工厂合作无疑是最好的选择。

在这样局势的发展下，1997年，张忠谋在纽交所敲响了上市钟声，彼时他66岁。1998年，台积电凭借0.18微米制程技术追平当时的德州仪器及摩托罗拉等IDM巨头，这也让台积电从低端芯片代工走向高端芯片代工。

在台积电腾飞之际，远在德州仪器工作的张汝京也看到了机会，遂辞去工作，在华邦电和中华开发资金的支持下创办了世大半导体。同时，张汝京在德州仪器校友会的帮助下，使得世大半导体在成立三年时间内便实现了盈利。

这个时候，台积电的竞争对手联电看到利好的市场行情，也准备大干一波，遂将旗下的联诚、联瑞等五家公司进行合并，与台积电展开了市场争夺战。

在联电的压力下，外加200012英寸晶圆厂成为主流，建厂成本增加，当时，一座工厂投资成本高达25亿美元以上，这让当时的部分IDM企业望而生怯。2000年初，张忠谋拟定了一套“群山计划”，并联合德州仪器、意法半导体、摩托罗拉等公司，一同投入资源，共同研发新的制造工艺。

内部布局完成后，张忠谋还盯上了当时的行业新秀——世大半导体。在张汝京不知情的情况下，股东们将世大半导体转手卖给了台积电，这让张汝京大为生气。两个月后，在筹集到14.8亿美元后，张汝京去了开曼群岛，创建了中芯国际集成电路制造有限公司。

台积电的一系列措施，使得其实现了暂时的行业领先，但真正让台积电迈入腾飞阶段的则是2003年，当时台积电放弃了与IBM合作的机会，转而自己开发技术，可谓兵行险着。

但事实证明台积电选择对了，由于联电与IDM联合研发0.13微米制程工艺失败，而台积电则取得成功，这使得台积电彻底与联电拉开了距离。

2009年，台积电28nm制程取得成功，为其奠定了全球晶圆代工巨头的地位。同一时间，智能手机产业的发展，让台积电有了施展抱负的舞台。

台积电20nm晶圆

（图片来源：台积电官网）

当全球电子业从 PC 转进移动通讯时代，张忠谋敏锐地意识到移动终端市场即将兴起，台积电加大投入后拿下原本一直由三星独占的苹果(Apple)订单，算是具里程碑的一大胜利！

事实上，台积电和苹果也并非一见钟情，双方从接触到真正合作，也是磨合多年，但实力会说话，初期苹果的处理器芯片开始交给台积电、三星双代工厂策略。直到苹果将代工订单大部分交给台积电时，他才真正开始横行智能手机时代。

写在最后

从企业发展轨迹来看，全球半导体产业有很明显的转移现象，第一次是从20世纪80年代开始，由美国本土向日本迁移，成就了东芝、松下、日立等知名品牌；第二次是从20世纪90年代末期开始，由美国、日本向韩国迁移，造就了三星、海力士等知名厂商，第三次是从21世纪初开始，造就了台积电、日月光等大型厂商。如今，半导体产业有中国台湾向中国大陆迁移的趋势。

中国凭借低廉的劳动力成本，通过不断收购整合，引进外部先进技术，培养技术型人才，丰富国内半导体产业链。随着5G、人工智能、物联网等产业爆发，国内半导体核心资产的估值有望持续提升。