核心历史——纵览国内外半导体行业发展历史,挖掘行业内的奇闻趣事,古为今用,探寻行业未来发展之路。
微网报道,“聚则一团火,散则满天。”这句话用来形容飞兆半导体60年的风风雨雨。很多计算机历史学家认为,要想了解美国硅谷的历史,就必须了解早期的飞兆半导体。曾经,借助“八大反叛”,飞兆半导体一度成为全球领先的创新型半导体企业,为硅谷的成长和全球半导体技术的发展奠定了坚实的基础。更重要的或许是,随着“八大叛乱”渐行渐远,飞兆半导体在粗糙的竞争中成为了半导体行业名副其实的“人才摇篮”,电子行业的“西点军校”。一批人才在这里创业,进一步书写了硅谷全新的辉煌和未来。

起源:不打破,不革命,不改变
第二次世界大战结束时,为了适应从战时到平时的工作需要,贝尔实验室总裁巴克莱决定成立一个固态物理小组,并让威廉·肖克利负责半导体小组。1947年12月,肖克利和他的同事成功研制出世界上第一个晶体管,并得到了美国军方的长期资助。然而,后来肖克利决定自己将晶体管商业化,所以他在1955年离开了贝尔实验室。然而,当他回到家乡加州建立半导体实验室时,肖克利因资金问题陷入了极大的困难。幸运的是,他的朋友加州理工学院化学教授阿诺德·贝克曼(Arnold Beckman)伸出援手,初期注资30万美元,并承诺年薪3万美元和4000股贝克曼公司股票。
建设方案敲定后,肖克利实验室选址在加州湾区圣克拉拉谷,也就是现在的硅谷。据说这源于时任斯坦福理工学院院长的弗里德里希·特曼教授的热情推荐。实验室初建后,人才是最稀缺的。于是,肖克利催促贝尔实验室的前同事,但他们不为所动。后来,他把目光投向了外界,以代码的形式在学术期刊上发布招聘信息,要求应聘者测试智商、创造力和心理。肖克利的“晶体管之父”的头衔吸引了大量的申请信,尽管要求很高。随后,肖克利精心挑选的8名科学家从美国东部抵达硅谷,热情地加入了他的实验室。
威廉·肖克利,“晶体管之父”
基于此,旧金山湾区出现了前所未有的英语聚会。这些年轻的科学家都不到30岁。他们风华正茂,学业有成,正处于创造力的巅峰。他们中有获得双博士的,有大公司的工程师,有著名大学的研究员、教授。按照通常的逻辑,肖克利实验室会成为世界级的伟大公司或机构,但现实很骨感。1956年1月,肖克利因发明晶体管被授予诺贝尔物理学奖,并逐渐狂妄自大。比如他开发了扩散掺杂工艺的硅管路线,严格要求成本控制在5分钱以下。此外,他还亲自研制了四层半导体“肖克利二极管”,让别人专心做基础研究。
随着时间的推移,年轻的科学家发现肖克利固执己见,管理不善,甚至独裁。后来,肖克利越来越强大,容不得任何异议,甚至辱骂资助他的投资人贝克曼。同时,偏执的肖克利经常小题大做。比如一个女秘书在实验室割伤了手,肖克利认定有人破坏了她,甚至用测谎仪对所有员工进行测谎测试。对此,有人曾综合评价他:“他是个天才,是个彻头彻尾的废物”。就这样,由于实验室成立一年多没有任何研发成果,几乎8名年轻科学家都对肖克利失去了信心和耐心,其中7人甚至联合策划了一场“叛逃”计划。
其中,尤金·克莱纳给纽约海登·柊司投资银行写了一份投资计划。信中写道:“我们是一个经验丰富的团队,拥有多样化的技能。我们精通物理、化学、冶金、机械、电子等领域,资金到位后三个月内可以开展半导体业务。”果然,海登柊司银行的老板巴德·科伊尔(Bud coyle)和员工亚瑟·洛克(Arthur Locke)看中了信中的机会和这些年轻人的才华,于是一路飞到硅谷去拜访。接着,7人派出谢尔登·罗伯茨(Sheldon Roberts)作为他们的代表,试图说服仍然“忠诚”且极具领导力的罗伯特·诺伊斯(robert noyce)来带领球队。此前因为半导体隧道反应被诺贝尔奖扼杀通过,诺伊斯已经心灰意冷,最终决定一起“叛逃”。
一张由十个人签名的一美元钞票目前被斯坦福大学收藏。
不久后,在一次紧张而激动的会面后,骆家辉拿出十张全新的一元钞票,拍在桌子上:“什么都别说,照做!”于是,八个年轻人和两个银行家在华盛顿的头像周围签下了自己的名字。1957年9月18日,8名年轻人向肖克利递交了辞呈。肖克利大怒,痛斥他们是“叛逆八人”。然而,创业并不容易。十人团队找投资碰壁,所有上门电话都以失败告终。幸运的是,他们最终从飞兆相机和仪器集团的老板谢尔曼·飞兆那里获得了150万美元的注资。有了这笔投资,“硅谷之光”和第一家由风险投资创立的半导体公司飞兆半导体正式宣告成立。
崛起:风暴终将胜利。
作为全球半导体技术核心的发源地,硅谷的重要性不言而喻。飞兆半导体公司的成立被公认为是硅谷诞生的标志。虽然肖克利实验室首先把硅带到了这里,但飞兆半导体无疑创造了硅谷的“血液”和独特的精神文化。可以说,飞兆半导体的早期成功既是历史的必然,也是机遇。在最初的组织架构中,飞兆半导体作为飞兆集团的子公司,曾经由集团副总裁理查德·霍奇森(Richard Hodgson)负责。在股份分配方面,公司分为1325股,其中八次叛乱各100股,海登柊司银行225股,其余300股用于后期管理。这样的股权结构极大地激发了八反的创造力和积极性。
不过,投资协议还规定,如果公司净利润连续三年超过30万美元,飞兆集团有权收回300万美元的股份。这一协议也标志着硅谷第一次真正的风险投资。成立不到一年,飞兆半导体就拿下了“关系户”IBM的第一笔订单。重要原因是谢尔曼·费尔柴尔德在幕后推动了这笔关键交易。进一步追溯原因,飞兆的父亲曾经资助老汤姆·沃森成立IBM。作为父亲的继承人,他一度成为IBM最大的个人股东,他对技术也很感兴趣。比如仙童发明的飞机摄像设备,让仙童集团在二战中大赚了一笔。

《八大叛逆》从左至右依次是戈登·摩尔、谢尔登·罗伯茨、尤金·克莱纳、罗伯特·诺伊斯、维克多·格里尼克、维克多·格里尼克、金·赫尔尼和杰伊·林泓。
在这份订单协议中,IBM以150美元的单价从飞兆半导体订购了100个硅管。为了按时保质完成订单,8个人分工明确,充分发挥各自的特长和才能。其中诺伊斯和光栅负责硅片的刻蚀;赫尼负责扩散过程;罗伯茨负责切割和抛光;摩尔负责设计和建造熔炉;负责凯鹏华盈毛坯加工设备的研发和制造工艺的改进;格里尼克负责测试。大约半年后,飞兆半导体首批双扩散NPN硅晶体管问世,订单顺利交付。自此,飞兆半导体在行业内站稳脚跟,并逐步进入高速发展阶段。1958年底,其销售额达到50万美元,员工人数增加到100人。
在诺伊斯的带领下,飞兆半导体的技术研发也不断取得突破,拥有众所周知的半导体制造工艺,包括氧化、沉淀、光刻、刻蚀、掺杂、扩散、离子注入等一系列高难度工艺。其中一个最重要的突破是,Helney最大限度地挤压了硅表面的氧化层,并为飞兆半导体开发了独特的平面加工技术来制造晶体管,从而实现了硅晶体管的量产。相比之下,肖克利半导体实验室在八个人离开后再也没有起死回生。后来,肖克利创造的“四层二极管”虽然取得了技术上的成功,但在集成电路层面很难实现商业化和盈利,最终导致肖克利实验室在1960年被出售。
在关键技术和量产问题相继被突破后,飞兆半导体开始大踏步前进,包括确定“微逻辑电路”的研发方向,满足美国政府在军事和航空空航天领域对低功耗、小尺寸芯片的需求,开发相关产品。后来诺伊斯注意到芯片将取代分立器件成为行业主流,在民用市场潜力巨大,于是他坚持推动飞兆半导体对芯片研发的投资,并率先大幅降低芯片价格。这使得芯片市场迅速扩大,并逐渐取代晶体管销售市场。基于此,飞兆半导体的销售额几乎每年翻一番,到1966年,其营业额已达数亿美元,成为仅次于德州仪器的美国第二大半导体公司。
1960年,飞兆半导体的首款IC包括四个晶体管。
然而,真正让飞兆半导体闻名全球的,是芯片发明专利权。1959年2月,诺伊斯得知德州仪器工程师基尔比申请了第一项集成电路发明专利后,震惊不已,随即申请了基于平面技术的芯片等技术专利。然而,双方很快就开始了旷日持久的专利纠纷。终于在1966年,他们同时被富兰克林学会授予百龄坛奖章。其中,基尔比被誉为“第一个集成电路的发明者”,诺伊斯则被誉为“提出适合工业化生产的集成电路理论”的人。同时,双方还达成协议,承认对方享有部分芯片发明专利,共同授权芯片制造,从而开启了半导体行业的黄金时代。
结尾:歌的结尾散在各处。
在半导体行业,从来都是“得人才者得天下”。基于“八反”的全身投入,飞兆半导体得以发展到巅峰,但隐患其实埋在了前期。1960年,飞兆集团行使最初的协议期权,回购了飞兆半导体的全部股份。虽然8位创始人都获得了25万元人民币的巨额股份回购款,但他们失去了对飞兆半导体的控制权。此外,飞兆集团还将半导体业务的大量利润转移到美国东部的其他部门以填补赤字空,并试图远程监控飞兆半导体员工的一举一动。这些措施不仅阻碍了飞兆半导体的发展,也极大地挫伤了这些创业者的积极性。于是,新的“倒戈”必然会再次到来。
1961年2月,由于RD预算的大幅削减和其他因素,Raster和Helney以及他们说服的Roberts首先离开了飞兆半导体公司,成立了封装测试公司armel。第二年,凯鹏华盈也选择离开,先后创办了英特尔硅业、Edex和KPCB等公司。根据记录,他至少创办了12家半导体相关公司。1968年8月,诺伊斯与执掌RD的摩尔一同辞职,并带走了工艺开发专家安迪·格罗夫(andy grove),共同创立了后来的半导体巨头英特尔。值得一提的是,摩尔是著名的“摩尔定律之父”。然后,格里尼克和布兰克也离开了。至此,“八反”已经离开了自己一手创办的飞兆半导体。
1970年,罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔在英特尔公司位于圣克拉拉的办公室前。
与此同时,飞兆半导体的一些管理人员和技术人员也纷纷离职创业。比如销售总监杰里·桑德斯带着7名员工创办了AMD,Rust团队成员吉姆·霍尔(Jim Hall)和摩尔的助手斯皮特豪斯(Spit House)共同创办了Melector。随着核心人才的不断流失,飞兆半导体不可避免的开始走下坡路。到1967年,它出现了成立以来的首次亏损,金额达760万美元,股票从一年前的每股3美元跌至0.5美元,市值缩水一半。为了扭转困境,飞兆集团的统治者飞兆开出了当时硅谷最高的薪水——三年100万美元的薪水外加60万美元的股票,并聘请摩托罗拉的莱斯特·霍根(Lester Hogan)担任飞兆半导体的首席执行官。

在他负责的六年任期内,Hogan用他在摩托罗拉实践的“复活”技能帮助Fairchild Semiconductor实现了三倍的销售额。但由于缺少灵魂人物,仙童在研发上逐渐从领导者变成了跟随者,1972年,英特尔sturm und drang在诺伊斯和摩尔的带领下,发布了全球首款八位处理器8008。紧接着,飞兆半导体也推出了八位微处理器F8和世界上第一个电荷耦合器件,这一度导致飞兆半导体品牌的消失。有趣的是,NSC的老板是曾经从飞兆出走的总经理查尔斯·斯波克(Charles Spock)。直到1996年,NSC将公司一分为二,才恢复了飞兆半导体的名称,并将总部迁至缅因州。这也意味着仙童正式退出了其孵化创建的硅谷。
缅因州南波特兰的飞兆半导体工厂
但在不到一年的时间里,NSC以5.5亿美元的价格出售了飞兆半导体,然后用这笔钱收购了全球第三大微处理器制造商Cyrix,与英特尔等对手展开竞争。因此,飞兆半导体在1997年得以再次成为一家独立的公司,由老员工柯克·庞德(Kirk Pound)担任首席执行官。为了重振飞兆半导体,庞德决心进行大规模并购,包括对三星、英特尔硅业和雷神的业务并购。然而,遗憾的是,飞兆半导体在接下来的十年里仍然维持着换帅和并购的运作,没有取得重大突破。2016年,飞兆半导体被安森以24亿美元收购。至此,曾经主宰硅谷的一代传奇就此终结。
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不难发现,作为硅谷的鼻祖,飞兆半导体从未成为一家“巨无霸”公司,却为整个半导体行业播撒了“火种”。一个戏剧性的场景是,1969年在圣克拉拉举行的半导体工程师会议上,400名与会者中只有24人从未在飞兆半导体工作过。正如乔布斯所比喻的:“飞兆半导体就像一朵成熟的蒲公英。你一吹,这种创业精神的种子就会随风到处飞。”此外,飞兆半导体开创的进取型硅谷文化、“技术+资本”的合作模式、创新与市场的结合等。都在不断地“展开枝叶”,而且是没完没了。可以说,没有飞兆,就没有今天的硅谷,就没有举世瞩目的半导体和科技发展成就。
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