集成电路的诞生
Jack-Kilby——Bob-Noyce
Noyce等八叛逆离开 Shockley时,他们对自己的下一步行动毫无头绪。但他们相信半导体,并且知道他们是世界上最好的半导体人。他们的希望是找到一家公司,能全体雇用他们。但在经历了一些失败的开始之后, Noyce被介绍给了Sherman Fairchild 。
Fairchild原来是一位科学家/工程师,后来成为企业家。在他创办的众多公司中,Fairchild Camera就是其中之一。该公司非常成功。在第二次世界大战期间,美国军队购买的90%以上的军用侦察相机都是由Fairchild Camera制造的。
Sherman Fairchild 看到了半导体的潜力。他和Noyce达成了一笔交易。
1957年,Fairchild开辟了一个新的业务领域:Fairchild半导体。它位于 Palo Alto,最初只有“八叛逆”居住在这里,它的总裁是Bob Noyce。Bob为一个叫John Carter的人工作,他是Fairchild的首席执行官,公司总部设在纽约长岛。然后——改变世界的事件发生了。1959年,Noyce发明了集成电路。与此同时,德州仪器工程师Jack Kilby,也发明了集成电路。这导致了一些有趣的时刻。
Bob和 Jack我都认识。他们可能是我见过的最好的两个人。多年来,他们之间的关系是相辅相成的。Jack Kilby是你所见过的最善良、最温柔的人。这是一件好事,因为他很高大。我猜应该是6英尺8或6英尺9,有个健壮的身躯。当我握着他的手时,我觉得如果他愿意的话,他可以捏碎我的手。幸运的是他没有。Bob Noyce是你见过的最伟大的人。和他见过一次面之后,你离开的时候觉得自己是他最好的朋友。他是一个非常讨人喜欢的人,有着超凡的魅力。
Kilby的专利规定将所有组件放在同一块锗片上,但他用金属丝连接技术将它们连接起来。显然,这对于制作真正的集成电路来说是完全不切实际的,但是Bob Noyce做到了。他的专利将所有的组件放在一个硅片上,并将它们与沉积(deposited)的、图案(patterned)的和蚀刻(etched)的金属连接起来——就像我们今天制造它们的方式一样。Noyce的专利被展示在查尔斯顿路大楼前的一块牌匾上。
Kilby比Noyce抢先了6个月(并且到了专利局),但是如果没有Noyce的金属化(metalization),你就无法制造出IC。在一场庞大的法律战之后,德州仪器和Fairchild cross交叉授权了他们的专利,这就结束了,除了关于哪个州应该获得这一荣誉的持续争论——德克萨斯还是加利福尼亚。我出生在得克萨斯州,住在加利福尼亚州,我有信心,如果这件事真的解决了,我就会站在胜利的一边。
在这里,我们稍微讲一下摩尔定律。大家都知道摩尔定律。这是1965年的一些观点。那是戈登·摩尔第一次阐述他的“定律”。根据他预测,芯片上的元件数量将从1964年的32个增加到1965年的64个。他发表在数图上的文章中大胆地预测了一个芯片上有64000个元件的时间。于试图制作这些东西的晶圆厂的人来说,这看起来太疯狂了!!我知道当我1968年到那里的时候,我觉得很疯狂!戈登坚信6400万这个数字,但如果你问他6400万,他可能会认为你疯了。今天我们要做的是640亿。哇。听起来更像是《爱丽丝梦游仙境》里的情节,不是吗?
1960年,Fairchild半导体搬到了山景城一个更大的工厂。他们从帕洛阿尔托的查尔斯顿路开始。那栋大楼还在那里。它是一个历史地标。新工厂包括位于 Fairchild 道313号的总部大楼和毗邻的位于Whisman路545号的制造大楼。后来,他们在 Ellis 街增加了“铁锈桶”(金属框架结构被涂成橙色,看起来像铁锈)。1968年9月9日,当我报到上班时,我前往威斯曼路545号,在那里我度过了接下来的八年。
最终,为John Carter工作让Noyce发疯了。Carter没有看到半导体的潜力。他不想花钱把工作做好。他有一种东海岸的管理风格,这与湾区半导体公司的管理风格非常非常不同。他不相信普通民众的股票期权。这种摩擦和其他问题最终导致Carter辞职,但Sherman Fairchild决定不把最高职位交给众望所归的Noyce。于是Noyce和摩尔决定离开了。而Andy Grove,帕洛阿尔托研发实验室的负责人,听说了这件事,也请求加入了他们二人的队伍。
1968年6月,他们离开了。我在五月份接受了我的工作。他们六月份离开了。因此,所有的疯狂在我的“第一天”和前面的第一部分出现了。为了填补Noyce 的空缺,Sherman Fairchild 招募了 Lester Hogan。Lester一直负责摩托罗拉的半导体部门。在他职业生涯的早期,Hogan还曾在贝尔实验室为Bill Shockley工作。Hogan同意加入,但条件是他必须带上8名最优秀的员工。Fairchild同意了。他们来了。
英特尔的横空出世
1968年,罗伯特•诺伊斯(Robert Noyce)和戈登•摩尔(Gordon Moore)创立了英特尔。他们随后雇用Andy Grove作为他们的第一个员工。多年来,我与Noyce和Grove有过各种各样的接触,但只见过摩尔两次。他们有一些共同之处,但在其他方面有很大的不同。相似之处?教育和智商。他们都非常非常聪明,都拥有顶尖大学的博士学位:麻省理工的诺伊斯(Noyce)、加州理工的摩尔(Moore)和伯克利的格罗夫(Grove)。
Noyce-Grove-Moore-1978-Intel
就个性而言,还是有差异的。几乎任何你问的人都会告诉你。事实上,也许他们太好了?Andy曾经告诉我他是这么想的。但很少有人会这么说Andy。Andy不是“太好”。大多数人会说他是世界上最坚强,最直接,最有魅力的人。大多数人会说,他不喜欢无能,对能力的构成标准非常非常高。所有那些他认为不称职的人(即使只是暂时的)都为此付出了代价!
Noyce 和 Moore创立了英特尔。他们选择Grove作为第三名员工加入他们,这一事实可能说明他们有能力认识到自己的优缺点。三人轮流担任CEO。Noyce从1968年到1979年执掌大权,然后将权力移交给摩尔。1987年,摩尔又把它们交给了Grove。1998年,Grove把它们交给了Craig Barrett 。
在英特尔成立以后,Fairchild的管理层很好奇,这家公司是做什么的?
事实上,他们在做什么产品?没有人知道。他们对这件事也非常保密。有传言说他们正在研制先进的晶体管逻辑器件。其他人则让他们进入模拟市场。毕竟,这两个市场构成了当时IC业务的大部分。但Noyce和摩尔都是聪明人。他们意识到当时计算的致命弱点是存储。现有的存储技术是可怕的。当时几乎所有的内存功能都是使用核心内存实现的。核心存储器是由一组巨大的小铁芯组成的,这些铁芯形状像甜甜圈,但很多,更小。描述它们最常用的形容词是什么?重。笨重。缓慢。
人们普遍认为,为了取代磁芯,你需要能够以大约每比特1美分的价格出售半导体存储器——大约是那个时代核心存储器的价格。但事实上,情况比这更糟。核心内存制造商的表现越来越好,因此1%的比特率确实是一个更好的目标。每比特0.1美分?这容易吗?或者几乎不可能?
1969年,我是Fairchild公司的一名产品工程师。我的产品之一是9033 ——一个16位双极存储器。但它不是一个非常有用的内存,因为它没有任何地址解码。word lines和 bit lines 直接输出到封装引脚,因此解码必须在外部完成。根据我的记忆(我承认我的记忆非常非常粗略),这款产量不是很好,所以模具成本可能在1美元左右。加上解码的成本,本来应该在芯片上,但没有,你可能会在大约2或3美元的模具成本。再加上包装、测试等成本,再加上可观的利润率。
我的猜测是,假设一个从 Fairchild的有用的16位双极性存储器会在附近卖10美元。16比特10美元,大约是每比特60美分。大约是市场需求的100倍。所以——似乎没有希望了。
绝望吗?这就是Noyce和摩尔喜欢的。这就是他们擅长的。
1969年,他们发布了第一款产品。一个存储器。不是TTL逻辑芯片。不是模拟芯片。是一个64位的内存。不久之后,他们又发布了英特尔1101,这是一款256位的静态存储器,使用PMOS硅栅技术设计。这一技术一直是Fairchild.半导体关注的焦点。它的速度很慢——只有1微秒的访问时间——需要一些笨拙的电源才能让它工作—— 5V、- 7v和- 10v——所以它不被世界欢迎,但它只是一个开始。
他们是否达到了1美分/比特的价格?不。一点没有。但是他们开始行动了。不久,几乎每家半导体公司都加入了RAM的行列。竞争和创新非常激烈。
到了70年代中期,核心内存已经成为历史。
1971年:英特尔改变世界的一年
我不时地向不同的观众介绍硅谷的历史。我一直喜欢这样做。我知道观众最喜欢的部分是苹果/史蒂夫乔布斯的故事。这不难理解。史蒂夫乔布斯真的很迷人!然而,让我着迷的却是这个故事。1971年我在仙童半导体工作,看着这个故事展开。我花了20年时间才明白它有多重要。
回首过去,我还是很惊讶!你看!
英特尔1101推出后的几年是戏剧性的!1970年,英特尔推出了1103--世界上第一款DRAM。收益率非常低。上市时无法量产很多。但这个概念诞生了。舞台是为未来而设的。接着是1971年。
1971年,1103产量得到改善,并且能够大批量出货。(事实上,到1973年结束时,1103是世界上最畅销的芯片。)
此外,1971年,英特尔发布了第一款可擦除浮栅存储器--1702,1702是2K PROM(可编程只读)存储器)将其内容存储在“浮栅”晶体管的栅极上。这本身并不特别令人兴奋,但有一个转折点:通过紫外线照射die(通过封装顶部的透明盖子可以实现),你可以擦除内容然后重新编程。毕竟这不是PROM。它是世界上第一个EPROM(可擦除可编程只读存储器)。
最后,在1971年英特尔推出了微处理器。他们的第一个微处理器4004只是一个4位处理器,但它再次成为了里程碑。哦 ,顺便说一句,他们在1971年上市,使许多人成为百万富翁。
因此,在1971年,英特尔将第一个DRAM商业化,推出了第一个浮栅存储器,并推出了第一个微处理器。这有多令人印象深刻?今天,大约50年后,这三类半导体占了世界半导体市场的一半以上。(具体有多少?好问题。要想得到一个有效数字,你必须知道所有ASSP中装有多少嵌入式内存和多少嵌入式处理器。这远高于我的工资等级 ,但我打赌Daniel Nenni可以做到这一点)
这是否会让我们这些在Fairchild的人很恼火。我们觉得我们在努力工作,但他们*了我们!他们是如何做到这一点的?他们是如何在Fairchild飞速前进的时候找到成为明星的途径的?
我只见过Gordon Moore两次 - 第一次是在Larry Sonsini家里的一个聚会上(Wilson-Sonsini是硅谷的主要律师事务所)。过了一段时间,我在80年代初的工业晚宴上坐在他旁边。我不记得晚餐是为了什么,也不记得为什么我坐在他旁边,但我记得那次谈话。
我问他那个问题:你是怎么做到的?你是如何建立和鼓励一个团队来促进这种创新的?他的回答是:首先,你雇的是非常聪明的人。第二,你要清楚地表明,他们的工作会获得荣誉。第三,你让他们知道你希望他们发明什么。如果你不这样做,他说,会有很多没用且疯狂的东西发明出来。
如果Gordon今天看到我,他不会把我从警察的阵容中挑出来。(我希望他永远没有机会!)我们只见过那两次。但是,我从一些为他工作过的朋友那里听到了很多关于他的事,我觉得我认识他。Gordon一向以谦虚和谦逊著称。他每天开着一辆旧汽车上班,这样人们就不会认为他在装腔作势。他想被视为“普通人”。普通人?对于一个智商为200和银行有几十亿美元的家伙?我怀疑很难做到。(我希望我有第一手的知识。)但是如果你在晚餐时坐在他旁边,你确实能感觉到他是个普通人。顺便说一下,Gordon钱包里的钱比以前少了至少50亿美元。他曾向慈善机构捐赠了1.75亿份英特尔股份。
英特尔的故事并非一帆风顺。现实生活中的故事从来都不是。
他们最糟糕的时期出现在80年代初到中期。日本公司通过控制三个“M”来实现征服世界集成电路业务的计划:存储器(Memories),微处理器(Microprocessors)和主片(Master slices,门阵列)。他们(日本人)擅长制造,并且成本很低,因此他们的策略就是价格轰炸,直捣那些资本化程度低并且*承受巨大压力以保持高收益的美国公司,让他们放弃并退出业务。
而最简单和最明显的目标是DRAM市场。
在日本厂商的推动下, DRAM价格像滚石一样下跌。这让英特尔自1971年首次公开募股以来首次出现亏损。在高峰时候,DRAM产品曾占英特尔收入的90%以上,但到1984年已降至几个百分点。
尽管英特尔发明了DRAM,但到1984年,英特尔并没有想出特别的战略或技术优势。他们擅长DRAM,其他人也是。
另一方面,由于英特尔的设计在IBM PC机上取得了胜利,他们在微处理器市场上几乎占据了主导地位。这个市场的进入壁垒比DRAM曾经或可能的高很多。他们应该退出DRAM业务吗?有很多争论。公司内部有人引用一句话:“英特尔离开DRAM业务就像福特离开汽车业务一样。
”最后他们选择了离开。损益表几年来一直很混乱。他们在1986年年度报告中引用了一句话:“我们很高兴地报告说,1986年已经结束。”然后,他们的股票稳步增长,直到他们的市值达到近3000亿美元。我想这是正确的决定。
在我年轻的时候,美国在一切方面都做得更好。汽车,钢铁,鞋子,服装,工程等等!“日本制造”是一个贬义词。中国在世界经济中根本不重要。台湾和韩国试图解决问题,但没有成功。今天,作为一个国家,美国已经失去了很多。曾经为我们的生活方式买单的行业现在正在美国苦苦挣扎。但是 ,我们在高科技方面仍然非常强大。当然,这方面我们也有竞争,但我们是不可忽视的力量。如果有一位高科技之王,那就是我们。如果没有英特尔(和微软)的贡献那几乎不可能。
谢谢戈登。谢谢比尔盖茨。
仙童半导体裁员
你不会认为裁员会成为我在“我看到硅谷的故事”中讲述的话题。这个话题简直令人反感!尽管如此, 裁员仍然是当时硅谷文化的重要组成部分。为了真实地描述70年代初在Fairchild工作的感觉,我必须讲述这个故事。
当Les Hogan和他的英雄们加入Fairchild时,Fairchild一直在赔钱。回想起来,我想他们可能正处于现金危机之中。而且,回顾过去,似乎没有一个快速的解决办法。TI显然拥有更优越的成本结构。我们的晶圆良率并不好,我们没有一个廉价的塑料封装来匹配TI开发的产品。有一天,Les Hogan接受了财经媒体的采访。有人问他打算如何阻止损失。他的回答是,“这不是问题,我们将把员工人数减少三分之一。这将使我们的支出恢复正常。”
这句话登上了当地报纸商业版的头版。当投资者读到这本书的时候,他们可能会感觉很好,但对于在那里工作的人来说,这真的非常糟糕。这不是我们想听到的!这是部分严重裁员的开始。
一旦他们开始执行,就有可能每个星期五在Fairchild的某个地方都有裁员。TGIF(thank God it's Friday 感谢上帝今天已是星期五)不适用于Fairchild!每个人星期五早上都会直接去自助餐厅,不再有人费心去他们的办公桌,一时之间人心惶惶。每个人都需要他们的工作,并且知道他们很有可能在接下来的几分钟内失去这份充满黑色幽默和同事情深的工作。每个人都爱其他人。散兵坑里没有无神论者。然后,他们开始了。
当时有一位非常著名的“记者”报道半导体行业。他的叫Don Hoefler,我从未见过Hoefler。我想他曾经在Fairchild工作过,在离开时已经有不好的血液存在。也许他被解雇了?可能是“Off with their heads”的受害者?他开始撰写每周一次的行业通讯。总是描述Fairchild的消极面。毋庸置疑,Fairchild的上层梯队并不喜欢Hoefler。我曾多次听说过任何一个藏有Hoefler新闻通讯的人都被解雇了,但这可能只是一个谣言。毕竟,我们都读过它(注意不要被抓住)但据我所知,没有人因为那次冒犯而被解雇。
Hoefler的一封通讯中谈到了“Fairchild式裁员”,描述了Fairchild如何运用三种独特的策略来实施解雇。寻呼系统裁员、锁门裁员和追溯性裁员。这些是如何运作的?
(一)寻呼(Paging )系统裁员
这是比较普遍的手法。我亲眼目睹了很多次。在星期五的早上。我们都挤在自助餐厅里。上午9点左右,寻呼系统启动。“Bob Martin 2867”。每个人都知道这意味着什么。Bob Martin(他是一个真实且非常令人愉快的人)当然也知道它的含义。Bob或一些类似的受害者会站起来开始握手。在他向所有人道别后,他走到电话旁,打电话给2867。2867当然是人力资源部门(当时被称为“人事部”)。“Bob,我是Bill,你能顺便来看我吗?“这将是人们最后一次见到或听到Bob Martin。
(二)锁门(Locked Door)裁员
我从来没见过这个,但Hoefler发誓它发生了。
我认为它可能已经在研发机构用完了——那是保存最好技术秘密的地方。在那些日子里,人们非常担心离开公司的人会窃取公司机密。《基本数据手册》是Fairchild不想落入试图享用Fairchild午餐的初创企业手中的大量工作的结果。另一方面,任何出于任何原因要离开的人都会在离开的路上被诱惑去拿一份副本。你怎么能阻止这种事发生?
根据Hoefler的说法,如果你要解雇一个掌握了很多关键知识的人,那么方法就是让设施部门在前一天晚上更换受害者门上的锁。然后,当受害者早上到达,发现他的钥匙不能打开门时,他会去见他的老板,老板会把他解雇。这样他就没有预警,也不能在斧头掉下来之前把关键信息隐藏起来。
(三)追溯性裁员
当你外出度假时,如果你不幸被选为裁减人员,就会发生这种情况。当受害人回来时,他被告知他已经被解雇,然后得到一个好消息和一个坏消息:
“好消息是我们给了你两周的遣散费。”
“坏消息是你三周前被解雇了。”
反过来说,我认为这对受害者来说并不像一开始看起来那么糟糕。硅谷充斥着初创企业,其中许多都在正在招聘。我冒昧地猜测,受害者在短期内能够找到同样好或更好的工作,而且他们的职业生涯比他们留在Fairchild时可能得到的更好。
这个故事可能有点浅显,没有什么特别之处。但有一点。这是一张Fairchild如何回到过去的快照,在某种程度上,是整个半导体行业的一个缩影。它被所有人看到,从而塑造了后代的思想。例如,Jerry Sanders就观察到了这种情况的发展,并用它来塑造一些后来他将采用的管理理论。顺便说一下,Jerry曾经说过:被Fairchild解雇是我遇到过的最好的事情。”
德州仪器和TTL的战争
大多数从事集成电路业务的人都很清楚,TTL产品在长达30年左右的时间里一直主宰着我们的行业。但是,如果你问那些人TTL是什么,大多数人都不知道。如果你是这些人中的一员,那就好好休息吧,你马上就知道为什么了。
关于TTL,有三家IC公司在早期非常重要:Fairchild、Motorola和Texas Instruments(TI)。也有小部分想挤进这个行列,比如National,Signetics,Amelco,Siliconix等等。
那时Fairchild,Motorola和TI都是巨头,而英特尔还没有登上大舞台。
第一个标准逻辑系列是Fairchild的RTL-电阻晶体管逻辑(输入通过电阻输入,输出通过晶体管输出,它们是逻辑器件)。它是用双极晶体管构建的,当时几乎所有的东西都是这样。Micrologic是他们给这个系列起的名字。可悲的是,RTL已经死了。
Fairchild有一个很好的开端。Noyce的专利确实奏效了,但Kilby的专利没有。Fairchild选择的RTL电路存在很大问题-扇入,扇出,噪声容限和速度。可悲的是,那些几乎捕获了当时重要的一切。所以,Fairchild改用DTL-二极管晶体管逻辑(输入通过二极管输入,输出通过晶体管输出,这是合乎逻辑的)。
DTL早先是由其他人发明的。IBM在其360系列大型计算机中使用了它的版本。这是一个比RTL好得多的设计。它解决了除速度之外的所有RTL问题。而 Fairchild于1964年推出了他们的DTL系列。