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硅谷简史:第三次产业革命的种子 - 诺伊斯的集成电路和它的产业链(一)

已有 3544 次阅读 2019-7-13 05:27 |个人分类:硅谷简史|系统分类:科普集锦| 硅谷, 芯片, 诺伊斯, 摩尔, 格鲁夫

创建英特尔

 

1968年7月,在洛克的帮助下,摩尔和诺伊斯成立了英特尔公司。洛克做了32年的英特尔董事,从英特尔的成长中,洛克获得了巨大的利益。洛克后来说:“我投资的所有公司中,只有英特尔是我唯一肯定会取得成功的公司,因为它的创始人是诺伊斯和摩尔。”

 

吸取了创办仙童的教训,诺伊斯与摩尔的这次筹资没有了回购条款。两位创始人以每股1美元的价格认购了24万5千股新公司的股票,洛克最初认购了1万股,后来又追加了30万美元。洛克任新公司董事长,诺伊斯任总裁,摩尔担任执行副总裁,仙童的霍奇森被请来担任董事。

 

最初投资中,有诺伊斯母校格林纳尔学院的30万美元。诺伊斯是校董会主席,股神巴菲特(Warren Buffet)也加入了格林纳尔董事会。巴菲特并没认购英特尔股票,他坚持只把资金投向自己熟悉的行业。格林纳尔学院赚翻了,不仅持有英特尔的原始股,还持有巴菲特的伯克希尔·哈撒韦公司(Berkshire Hathaway)的股票。至2000年,格林纳尔的基金由1968年的1200万美元增至10亿美元。

 

新公司还留出了10万股,以每股5美元的价格让主要员工认购。三人坚信,拥有公司股票,可以加强员工的忠诚度,也是为员工生产高风险、高回报的产品提供的激励机制。

 

新公司的名字,一开始叫NM(Noyce-Moore,诺伊斯-摩尔)电子公司。但这个名字的英文发音,和更多的噪音(Noise More)一样。反复商量后,两人决定采用诺伊斯女儿提议的“Integrated Electronics ——集成电子”的简称Intel作为新公司的名字。但律师查到有一家俄亥俄(Ohio)州的连锁酒店注册了Intel这个字号。诺伊斯和摩尔志在必得,他们用1万5千美元把Intel这一名字买了下来。

 

接下来,诺伊斯与摩尔开始招兵买马。仙童的业绩使他们具备了和肖克利一样的名声。最先加盟的是与诺伊斯、摩尔一起号称英特尔三驾马车的安迪·格鲁夫(Andy Grove)。格鲁夫的加入,对于英特尔影响深远。今后的日子里,格鲁夫力挽狂澜,以壮士断臂的坚毅和勇气,带领英特尔走出困境,成为全球芯片业的巨人。

 

Gordon_Moore_and_Robert_Noyce_at_Intel_SC1_in_Santa_Clara_1970.png

 

诺伊斯和摩尔在新成立的英特尔门口

 

不久,另一位关键人物,CPU发明人特德·霍夫(Ted Hoff)加入了英特尔。在纽约读大学时,霍夫便取得了两项专利。毕业后,获得美国国家科学基金(National Science Foundation)的全额奖学金资助的霍夫,因仰慕特曼教授大名,来到斯坦福攻读电子工程硕士和博士。1962年,霍夫取得博士学位,在斯坦福任助理研究员,霍夫对计算机技术有深入研究,当英特尔想雇有计算机技术背景的电子专家时,斯坦福向诺伊斯大力推荐霍夫。英特尔想找一位有经验的人,霍夫并不是首选。最后,因为IBM的一名工程师不愿离开纽约,霍夫才有机会。霍夫是英特尔的第12号员工。年轻的霍夫深谙计算机技术,这是英特尔其它人没有的。这一专长,为英特尔进入微处器芯片领域起到了关键作用。

 

1968年7月18日,英特尔在离肖克利公司旧址和仙童半导体不远处开业。这里原是联合碳化合物电子公司(Union Carbide Electronics )所在地,霍尼离开仙童后创办的多家公司之一。一年前,公司迁至圣地亚哥,这里成了英特尔的办公楼。

 

此时的半导体市场,已不是10年前创办仙童时的景象了。1968-1969年间,13家半导体公司在北加州创立,其中8家由前仙童员工创办。摩托罗拉、国家半导体、TI、仙童,垄断了大部分市场。英特尔必须有一个正确的发展方向。

 

在诺伊斯和摩尔眼里,英特尔要凭领先的技术,研制和生产高利润产品,靠技术而不是价格占领市场。经过对市场现状和前景的再三评估,他们将公司发展方向定为新兴的半导体存储器市场。也就是现在常见的电脑内存。

 

当时的大部分存储器是磁芯存储器,半导体存储器和磁芯存储器相比,优势极大。一是存储单元与外围电路能做在一块芯片上,使计算机的运算控制与存储器接口大为简化;二是读写速度比磁芯存储要快几个数量级;三是容量大。英特尔相信,半导体存储器必将代替磁芯存储器。诺伊斯甚至不惜亏本两年,也要全力研制出半导体存储器。

 

Andy_Grove_Robert_Noyce_Gordon_Moore_1978_edit.jpg

 

英特尔的三驾马车:格鲁夫、诺伊斯、摩尔

 

摩尔是英特尔的大脑。虽然他不是执行者,在细节上有时会力不从心,但他长于思考与谋略,善于把握技术趋势。1965年,他提出了著名的摩尔定律,准确预测了近半个世纪的集成电路发展趋势。摩尔性格温和,是诺伊斯与格鲁夫两位风格迥异的经理人间的润滑剂。

 

偏执狂格鲁夫,精通半导体工艺,执行力极强。他研发、生产一把抓,做事果断,不留情面,能有效地执行贯彻诺伊斯与摩尔的思路。诺伊斯不会说“不”,格鲁夫替他说了。有人说:“如果格鲁夫母亲碍着他了,他也会毫不留情地解雇她。”格鲁夫是极为罕见的将技术与管理完美结合的人。

 

英特尔在诺伊斯的经营下成了大型公司,摩尔使英特尔成了技术领先的公司,格鲁夫使英特尔成为高效公司。洛克说:“英特尔的成功,必须有诺伊斯、摩尔和格鲁夫,更需要他们的组合。”诺伊斯对仙童记忆犹新。在仙童的管理上,诺伊斯是反肖克利的;在英特尔的管理上,诺伊斯是反仙童的。诺伊斯摒弃了仙童来自东岸的官僚作风。董事长洛克,除了资本运作,不参与公司的生产经营。诺伊斯是CEO,他不独揽大权,公司内部由摩尔管理,研发和生产由格鲁夫负责。诺伊斯负责融资、谈判、开拓市场,作为公司精神领袖活跃在国内外。

 

诺伊斯说英特尔成立后的前三年,是他职业生涯中最愉快的日子。他频繁地出席技术评估、主持每周的高管会议以及每两周的产品设计会议、协助工程师们设计电路设计工具、面试应聘人员、还在各种技术和商务会议上发表演讲。诺伊斯与摩尔每周分别与员工共进一次午餐,每月与行业分析师会面一次。

 

1969年末,诺伊斯与洛克开始讨论英特尔上市的事了,两人打算让股价格停在20到30美元之间,这是大多数投资人能接受的价格。洛克与诺伊斯在1969年进行了第二轮融资,1970年进行了第三次融资。诺伊斯不停地与银行家、金融家、投资人接触,第二轮和第三轮的融资为英特尔带来了220万美元。

 

1969年,诺伊斯通过了飞行员资格考试。他为自己购买了一架神马单引擎飞机。飞行时,他非常小心,对飞机进行仔细检查,飞行前24小时内,滴酒不沾。飞行时,他异常谨慎。摩尔说:“每次坐他车的感觉都是惊心动魄的——他开车时从不留意安全。但开飞机时,他除了驾驶什么都不想。”

 

当时,有两种可行的存储芯片的制造方案,一种是场效应管(MOS)技术,一种是双极技术。为了在竞争中领先,他们决定成立两个研发组,一组采用场效应管技术,一组采用双极技术。

 

鲍恩负责的双极组先推出了64bit 的双极存储器:Intel-3101。3101是英特尔的第一个产品,全球第一块固态存储器。它的开发比想象的容易,生产也容易。德州仪器和仙童也生产出了他们自己的64比特存储器。英特尔的第一批产品装运后,公司的18名员工在咖啡厅聚会,聚会上有三名员工脚上绑着石膏,诺伊斯滑雪摔断了腿,另一名员工跳伞跌坏了脚踝。从中可以看出公司蓬勃的朝气。

 

英特尔生产3101不存在困难,但是无法可靠地将多个芯片封装好。在这一点上,MOS就好多了。MOS的制造很难。格鲁夫认为硅栅极比金属栅极更好。贝尔实验室的研究也表明,硅栅能降低污染,改善MOS的性能。但当时硅栅极工艺很不成熟。MOS小组很快推出了256比特的MOS存储器:Intel 1101。1101的容量是3101的4倍,是全球第一个大容量SRAM存储器。

 

3101和1101让英特尔成为业界的技术领先者,但是这两个存储器不仅容量小,而且不稳定,无法量产。1970年,英特尔推出了可以量产,价格能与磁芯存储器竞争的动态随机存取器(DRAM,dynamic random access memory)Intel 1103。这是一个里程碑,虽然容量只有 1kbit,还有很多缺陷,它的上市,标志着半导体存储器时代的到来,从此磁芯存储器退出了市场。1103是当时最领先的存储器芯片,但要获得市场,却非易事。

 

当时,磁芯存储器占有存储器市场十多年了,尽管有诸多缺点,但在设计、应用和市场上都已成熟了。半导体存储器优点很多,却是新生事物,不为大多数人接受。致命的是,1103虽然实现了量产,但质量很不稳定,不少芯片交货后会出现莫明奇妙的问题。不仅如此,1103存储器芯片还极不好用,用户在存储系统设计上需要三种不同电压。摩尔说过,1103是“人类制造的最不好用的芯片”。

 

另一个问题是设计问题。英特尔想到一个应急办法,卖芯片时,为用户提供一个存储器设计样板,让用户看着实例用1103芯片设计制造出适合自己计算机的存储器。这是不得已的办法,出乎意料的是,这一方案竟催生出英特尔在70年代最赚钱的部门:存储器系统部。

 

客户拿到英特尔的设计样板后发现,这正是自己要的东西,直接买下就行了。于是,买存储器芯片的用户,向英特尔直接购买存储器模块。本来英特尔只想研制生产高附加值的芯片。如果公司直接生产存储器模块,会降低毛利。最终诺伊斯亲自拍板:干!大张旗鼓地干。让世界知道,英特尔不仅有最好的存储器芯片,也有最好的存储器系统。

 

很快,公司成立了存储器事业部,负责存储器系统的研发、生产和销售。基于1103的存储器模块一推出,立即受到市场的热捧。到1971年底,除IBM之外,所有大型计算机公司都采用了基于1103的计算机内存。1972年,没有任何竞争对手的1103及其升级版本成为全球销量最大的芯片。1103使英特尔从初创走向成熟,成为半导体行业的新星。

 

尽管1103有很多缺陷,但它代表了一种真正的技术突破。如乔布斯所说,电灯泡刚发明时,人们不会抱怨其不够亮。加拿大贝尔公司的分支机构微系统国际(Microsystems International,MIL)想作1103的“第二供应商”。诺伊斯告诉MIL要想成为1103的第二供应商,必须支付专利费。MIL同意了诺伊斯的条件。支付给英特尔150万美元。英特尔向其提供了生产1103的所有技术细节、信息和许可证。英特尔派团队到渥太华帮助MIL建立了一套生产设备。如果MIL的工厂能够实现生产目标的话,MIL将再付50万美金。与MIL的交易是诺伊斯职业生涯中最成功的交易之一。

 

英特尔最具传奇性的产品是微处理器——即芯片上的计算机CPU。CPU是20世纪最重要的发明之一。计算机和智能电子设备的核心都是CPU。CPU非常赚钱,它让英特尔成了世界上最主要的半导体公司,计算机的普及使其风靡全球。

 

几乎每一位CPU的研发人员都记得自己的重要性,公司曾打算放弃它,认为它不是很重要。庆幸的是,英特尔没这样做。CPU主要研发人员曾半开玩笑地说CPU拥有500名发明者。在英特尔进行该项目的同时,仙童、IBM、Signetics、Four Phase, 以及美国无线电公司(RCA)也在做。1973年,英特尔申请了CPU专利,Microcomputer 公司于1970年申请了一般逻辑性设备的专利,德州仪器于1971年申请了与CPU类似的专利。

 

诺伊斯对CPU的开发和成功至关重要:他鼓励CPU的研发,奔走游说;他梦想着CPU的光辉未来,从公司到客户,他不知疲倦地宣传CPU。格鲁夫、霍夫、洛克都曾表示 “如果没有鲍伯的努力,CPU不可能有今天”。

 

1960年代末,日本一家计算器公司Busicom希望英特尔为其高端计算器设计并生产一套芯片。英特尔的计算机专家霍夫简化了芯片设计,降低了成本,并且只需修改存储器中的指令,就能实现不同功能。霍夫找到诺伊斯,说了他的想法。诺伊斯问了一些问题鼓励霍夫试一试。

 

不久,计算机终端公司(Computer Terminal Corporation ,CTC)也找到英特尔,希望能为他们的可编程计算机终端开发一款CPU。

 

不到一年,英特尔就生产出了历史上第一个4位CPU4004。随后,又开发了后续的8位处理器8008和8080。4004数字处理能力只有四位,每秒6万次的运算速度。它是现代计算机小型化的关键,此后由CPU担纲的计算机成了主流。经过几十年的努力开发,今天,CPU和PC已成了平常百姓的日用品了。

 

2010年10月,CPU的共同发明人霍夫、法金、麦卓尔从奥巴马总统手中接过了美国国家技术创新奖章。

 

后来,英特尔与Busicom通过降价,让Busicom放弃了独占权。英特尔使有机会独占CPU市场。

 

霍夫认为,在1969和1970年,诺伊斯对CPU的激情感染了每一名高管。摩尔坚称,“霍夫认为是诺伊斯保障了该项目的成功,事实上,CPU是我们期望的下一代产品的范例”。格鲁夫一直想让CPU下马,销售部门觉得公司销售存储器芯片就足够了,没有时间销售CPU。英特尔预计的最好销售结果也只有每年2000套,不值得做下去。但诺伊斯坚持要上CPU。后来,人们说,没有诺伊斯的坚持,CPU很可能会取消。

 

1971年的春天和夏天,诺伊斯一直在为公司上市做准备。英特尔计划在秋季上市。1103取得了突破性的成功,除IBM外,所有的主要计算机制造商都用了1103。这个消息使英特尔成为一个充满前途的新兴公司——投资人喜欢的公司。诺伊斯和洛克一直在为英特尔上市而努力。

 

针对《SEC规则》要求,英特尔取消了公司成立时制订的职工优先购股办法。英特尔制订了一项新的职工优先购股办法。根据1972年实施的方案,每名员工可以购买基本工资10%的公司股票,买价低于市价15%。这一职工优先购股方案后来成了高科技公司的职工优先购股方案标准。

 

1971年10月13日,英特尔上市,以每股23.5美元的价格发行了近30万股股票。股票发行取得了空前的成功,上市为英特尔筹集到将近700万美元的资金。这一天《花花公子》杂志也上市,当天,两公司的股价相差不多。一年后,《花花公子》的股价只有英特尔的一半。

 

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诺伊斯和八人帮在工作中

 

1971年到1973年间,英特尔的股价长了3倍。诺伊斯的资产达到了1850万美元。1979年,公司利润为7800万美元,是1975年的四倍,1972年的40倍。1976年1月起,英特尔成为世界上最大的半导体存储器供应商。1979年5月,英特尔登上财富500强排行榜的第486位。到此为止,诺伊斯在公司成立时投入的每一美元的价值是600美元。他的24.5万美元的投资11年后为1亿4700万美元。

 

英特尔的技术创新,在半导体公司中遥遥领先。1982年的一则广告中,英特尔称在过去十年中主要微电子技术的22项技术突破中独占了16项。

 

1971年11月15日,公司上市后一个月,英特尔发布了CPU,广告宣传非常大胆,称“集成电子——芯片上的微型可编程计算机的新纪元”到来了。五千多人来信要求更多的CPU信息,这是英特尔产品发布经历过的最强烈的反响。

 

1974年,英特尔又推出了一款完全成熟的CPU8080。它的速度是4004的十倍,售价相同。8080很成功,一段时间里,英特尔用8080作为其电话的最后四位。

 

1969年加入英特尔营销团队的麦克·马库拉(Mike Markkula)回忆诺伊斯当时解决问题时说的:“鲍伯很坦率,他不掩饰自己产品的缺陷,或者寻找借口。他说:‘我知道问题在哪里。我们正在改进。改进后应该是这个样子……我们将竭尽所能满足你的要求——是的,都是我们的错。’如果你做到诚实和坦诚,客户很难继续对你大动肝火。”

 

英特尔初创期,诺伊斯是关键人物,他奠定了英特尔的公司文化,开创了没有墙壁的隔间办公室格局,取消了管理上的等级观念。“开始时你会有点不习惯”,诺伊斯承认,“周围都是嘈杂声,噼噼啪啪的打字声。但这强调了成功的自豪感,不是权力的虚荣。”诺伊斯推崇开会,公司各部门随时可以开会。公司专设了会议室,先到先用。这一阶段,诺伊斯经营公司的日常事务,和普通雇员一样,诺伊斯也在他的腰带上挂着有他名字的工作证。诺伊斯富有磁性的嗓音、合群的个性和随时挂在脸上的笑容使所有和他打交道的人感到轻松、自然。很快,诺伊斯就成了美国乃至全球半导体产业的代言人。

 

诺伊斯离开仙童后,同摩尔首先倡议以公司股权吸引人才,当时的英特尔有1/3的员工拥有股权。在英特尔带领下,其它高科技公司纷纷效仿,渐渐地,向员工发放股权成为硅谷高科技公司的普遍做法。之后,当高科技公司的股价在市场上高升时,股权成了硅谷人追求的目标。股权打破了阶级森严的公司制度,许多高科技公司发放股权是为了打破东岸公司的阶级制度。这一做法甚至影响了高科技界的老牌公司IBM。过去在IBM,只有管理层有这些权益,现在IBM向公司10%的员工发放股权。加州大学柏克利分校大学经济学教授说:“股权代表了一次革命,年青人现在能做到以前许多做不到的事。”

 

1970年代末,诺伊斯开始游离于公司的日常经营之外,他活跃于国内外,成为整个半导体工业的代言人。这一时期,摩尔和格鲁夫开始主导英特尔的经营管理。

 

英特尔的成就毋庸置疑,它引领了第三次工业革命。这一切是和英特尔历史上几个重要的名字联系在一起的。他们是:诺伊斯、摩尔、洛克、格鲁夫等人。英特尔创始人摩尔,在二十世纪末表示,35年前,整个半导体市场只有10亿美元。现在这只是英特尔一周的营业额。15年前,全球只有7000万台个人电脑。现在全球大约有10亿台。

 

英特尔成功后,超威(AMD)及其他企业纷纷成立,硅谷由此诞生。公司总部搬入圣克拉拉后,摩尔建议在公司的屋顶上加上“Intel Inside”招牌。摩尔说,这是相竞争者示威。让超威总裁杰瑞·桑德斯(Jerry Sanders)每次从圣何西机场驾机起飞时,都能看到英特尔的名字。更重要的是,硅谷从此一举超过了波士顿,掌控了美国高科技的主导权。

 

1983年,英特尔的销售额首次达到10亿美元,1985年达13亿美元。此时,已没人能搞清诺伊斯的个人财富了。

 

1974年,诺伊斯21年的婚姻结束了,他与伊丽莎白有4个孩子。诺伊斯曾和英特尔一位女工程师有过短暂的婚外恋。1975年,诺伊斯以典型的硅谷方式娶了英特尔人事部主任为妻。伊丽莎白获得了加州历史上最大的离婚财产转让,随即迁往缅因州。离婚使伊丽莎白成为英特尔的大股东,以至于有传言说她准备卖掉股票时,英特尔的股价会迅速下跌。

 

这时的诺伊斯已成了半导体工业的象征,美国历史和传奇的一部分,是硅谷可以和惠烈、普克并列的人物。

 

诺伊斯生性洒脱,豁达正直,充满了幻想。他从小喜欢冒险,在危险和刺激中缓解内心矛盾和生活压力。他热爱滑雪、滑翔、冲浪、赛车、飞行。

 

诺伊斯知道电脑将代替人们做越来越多的工作。他说“我们不会再给炉子添煤,开暖气。这些事情会由机器和电脑来完成。我越来越记不得人们的电话号码了,但我按一下按钮就会出现电话号码,并为我拨号。要把一些日常事务交给电脑来做,这样人就可以被解放出来去做电脑无法做的事情。”




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