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來源: 海邊居 2018-04-19 06:34:39 [] [博客] [舊帖] [給我悄悄話] 本文已被閱讀: 次 (36512 bytes)
超級工程一覽:DRAM芯片戰爭
——1970-2017輸贏千億美元的生死搏殺【2】

 

 

 
DRAM芯片戰爭——1970-2017輸贏千億美元的生死搏殺【2】
1931年,美國IBM公司生產的KeyPunch 031型打孔卡數據記錄裝置。打孔卡(霍列瑞斯式卡)利用卡紙上打孔來記錄信息。1928年,IBM推出新版打孔卡,這種卡采用長方孔,共有80列。1932年IBM發明了磁鼓存儲。但是直到1950年代,打孔卡機銷量巨大,依然占據IBM公司淨利潤的30%。1952年IBM推出磁帶式數據存儲器,後來發展出磁盤式機械硬盤。1956年IBM購買王安的磁芯存儲器專利,1966年開發出晶體管DRAM內存技術。照片拍攝自IBM博物館。
 
 
 
美國電子產業孵化期——美國軍隊重資下注
 
現代計算機械的起源,最早可追溯至1830年代,英國人巴貝奇研製的機械式數據分析機。該機采用在硬紙卡片上打孔的方式輸入數據,相當於隻讀存儲器,容量隻有可憐的675個字節(1K=1024字節),也就是記錄差不多六百多個字母的數據符號。穿孔卡片在19世紀後期用於政府人口統計等領域。美國IBM公司最早就是靠生產打孔卡數據機起家。到1930年代,IBM公司希望用新技術來取代打孔卡,便投資研製磁性數據記錄裝置。
 
1932年,美國IBM公司的奧地利裔工程師古斯塔夫·陶斯切克(Gustav Tauschek),發明了第一種被廣泛使用的計算機存儲器,稱為“磁鼓存儲器”,采用電磁感應原理進行數據記錄。磁鼓非常笨重,像個兩三米長的巨型滾筒,內部安裝磁性介質的高速旋轉圓筒(每分鍾1萬轉),和一排固定讀/寫磁頭,用來讀取、寫出數據。雖然塊頭挺大,但磁鼓的存儲容量也隻有幾K而已,售價卻極其昂貴。
 
到第二次世界大戰期間,美國陸軍為了提高火炮彈道計算速度,出資研製電子計算機。1946年2月,世界第一台大型電子計算機ENIAC,在賓夕法尼亞大學誕生。這台重達30噸的計算機,最初采用埃克特(J.P.Eckert)設計的水銀延遲線存儲器,容量約17K。但是該機並不具備存儲程序的能力,程序要通過外接電路板輸入。對於每種類型的題目,都要設計相應的外接插板,要改變程序必須切換相應的電路板,因此操作起來非常麻煩。直到1954年在該機加裝了磁鼓存儲器。
 
美國早期電子工業發展,主要依靠軍事工業項目投資。而且為了爭奪軍費預算,三大軍種相互攀比。1947年,剛剛成立的美國空軍,便花費巨資,以每年100萬美元的巨額預算(ENIAC的總經費才10萬美元),資助麻省理工學院林肯實驗室,研製旋風(Whirlwind)計算機,用於飛行模擬器訓練。由於處理飛機穩定性需要運算2000條以上指令,而傳統的串行計算機,隻能對指令逐一執行,速度很慢。麻省研究人員因此改用並行運算結構。1951年4月問世的旋風計算機,也因此成為世界第一台具備程序存儲功能的並行計算機。旋風采用新發明的陰極射線管磁芯存儲器作為內存,速度提高2倍。
 
1949年,麻省理工學院主持研製旋風計算機的福裏斯特教授(Jay Forrester),提出磁芯存儲器設想。但是,磁芯存儲器的專利擁有者,卻是個中國人。當時,在哈佛大學計算機實驗室,工作的王安博士(上海人,公派留學生),研製出了磁芯存儲器,並於1949年10月申請專利。1951年,王安離開哈佛大學,以僅有的600美元,創辦了名為王安實驗室的電腦公司,開始出售磁芯存儲器,單價4美元一個。王安的生意並不好,但嗅覺敏銳的IBM公司聞風而來,邀請他擔任技術顧問,並購買磁芯器件。到1956年,王安將磁芯存儲器的專利權,以50萬美元賣給IBM公司。王安電腦公司由此擴張為美國電腦巨頭之一,直至1992年破產。
 
磁芯存儲器是繼磁鼓之後,現代計算機存儲器發展的第二個裏程碑。直至1970年代初,世界90%以上的電腦,還在采用磁芯存儲器,其後被英特爾批量生產的半導體晶體管DRAM內存取代。DRAM內存能夠問世,主要是基於半導體晶體管和集成電路技術。
 
DRAM芯片戰爭——1970-2017輸贏千億美元的生死搏殺【2】
1959年2月,美國德州儀器(TI)工程師傑克·基爾比(Jack Kilby),製成世界第一塊集成電路。在資本力量推動下,集成電路產業迅速改變了人們的生活方式,並形成了以萬億美元計算的龐大產業鏈體係。
 
 
晶體管集成電路——仙童與德州儀器的戰爭
 
1947年12月,美國新澤西州貝爾實驗室,研製出世界第一個鍺晶體管。到1955年,高純矽的工業提煉技術已成熟,可以用來替代昂貴的鍺材料。1956年,為了實現晶體管商用化,威廉·肖克利博士(生於英國)離開貝爾實驗室,回到家鄉——加州聖克拉拉,創建半導體實驗室。恐怕連他自己也想不到,半個世紀後,他那個兒時的家鄉,會成為名震世界的“加州矽穀”,並從他的實驗室裏,走出了仙童、英特爾、AMD、國家半導體(NS),等一大批美國電子巨頭,燒起了矽穀戰火。而在當時,矽穀隻有一家名叫惠普的小公司。
 
1956年,肖克利因參與發明晶體管,獲得了諾貝爾物理學獎。然而到了1957年,因為難以忍受肖克利的粗暴脾氣,諾伊斯、摩爾等八名技術精英,離開了肖克利實驗室;在仙童照相器材公司老板的投資下,獲得3600美元創業基金,租了一間小屋,創建了仙童半導體(Fairchild)公司。仙童創業初期主要研製台麵型雙擴散晶體管,用矽來取代成本昂貴的鍺材料。1958年1月,IBM公司給仙童下了第一張訂單,以150美元訂購100個新研製的矽晶體管。憑借矽晶體管的成本性能優勢,到1958年底,仙童公司已經擁有50萬美元銷售額和100名員工。
 
IBM向仙童訂購矽晶體管,主要是由於北美人航空公司中標的XB-70戰略轟炸機,IBM為導航計算機采購高壓矽晶體管。IBM希望與仙童簽訂1-3年的長期軍事供貨合同。除此之外,仙童的矽晶體管,還可用於民兵(Minuteman)洲際彈道導彈的導航控製計算機。巨額軍工訂單,是美國電子巨頭發展的重要資金來源。
 
1959年2月,美國老牌電子巨頭德州儀器(TI),開發出集成電路。工程師傑克·基爾比(Jack Kilby),為了解決將大量孤立的電子器件,整合成電路的困難,於是構思出集成電路。他在一塊半個回形針大小的,銀色半導體鍺襯底上,用幾根零亂的黃金膜導線,將1隻晶體管、4隻電阻、3隻電容等分立元件焊接在一起,製成世界上第一片集成電路。但是,這種焊接方法難以投入工業批量生產。仙童公司聞訊後,創始人諾依斯提出:可以用蒸發沉積金屬的方法,取代焊接導線,用於批量製造集成電路。1959年7月仙童申請了集成電路專利。而為了爭奪集成電路發明權,德州儀器與仙童開始了曠日持久的爭執。雙方在集成電路產品上,也是競爭對手。(2000年基爾比拿到了諾貝爾物理學獎)
 
DRAM芯片戰爭——1970-2017輸贏千億美元的生死搏殺【2】
1960年,美國仙童公司半導體工廠的擴散區。
 
平麵製造工藝——現代電子工業的核心工藝
 
現代芯片製造,主要采用光刻法和蝕刻法工藝。光刻法最早的構想,源自印刷行業的照相曝光製版工藝,美國貝爾實驗室在1954年開始采用光刻法工藝。1970年代後,光刻法發展為重複步進曝光,電子束掩模等新工藝,製造精度大為提高。仙童公司在光刻法應用初期,進行了大量技術改進。
 
1958年仙童向IBM供貨後,便出現了問題。民兵洲際導彈發射時,巨大的震動會導致一些金屬粉塵顆粒脫離,可能會使矽晶體管暴露的接頭處出現短路。仙童公司需要對此改進工藝。1959年1月,仙童公司為了向IBM穩定供貨,對矽晶體管工藝進行攻關。主要成員包括羅伯特·諾伊斯博士、傑·拉斯特博士,吉恩·赫爾尼博士、戈登·摩爾博士。其中,拉斯特和諾伊斯主要開發使用16毫米電影鏡頭的光刻掩模技術,對掩模板、光致抗蝕劑(光刻膠)進行改進。他們首先把具有半導體性質的雜質,擴散到高純度矽片上,然後在掩模板上繪好晶體管結構,用照相製版的方法縮小,將晶體管結構顯影在矽片表麵氧化層,再用光刻法去掉不需要的部分。擴散、掩模、照相、光刻,顯影,整個過程叫做平麵處理技術。
 
1959年1月23日,諾伊斯在日記中提出一個技術設想:既然能用光刻法製造單個晶體管,那為什麽不能用光刻法來批量製造晶體管呢?他們首先麵對的是密集電路的短路問題。赫爾尼提出在矽片表麵形成二氧化矽絕緣層,解決短路問題。1959年8月,仙童公司組建由拉斯特博士領導的晶體管集成電路研製團隊。1960年9月,成功開發出世界第一代晶體管集成電路。然而由於集成電路項目耗費巨大,仙童副總裁Tom Bay建議結束研發項目,專注於二極型晶體管生產。在此情況下,拉斯特博士選擇辭職離開仙童公司。Lionel Kattner接管了研發團隊,最終在摩爾的全力支持下,仙童決定將晶體管集成電路投入批量生產。1961年,Lionel Kattner也辭職離開了仙童公司,創辦了西格尼蒂克(Signetics)半導體公司(1975年被荷蘭飛利浦收購)。仙童公司如同蒲公英一般,將人才散布到矽穀的每個地方,推動矽穀集成電路產業迅速興起。
 
1962年,仙童公司在緬因州南波特蘭,創建了世界第一家晶體管生產、測試及封裝工廠。並以收取技術授權費的方式,向其他企業傳播平麵製造工藝。嗅覺敏感的日本企業,迅速通過仙童公司,掌握了這一核心技術。同一年,美國開發出MOSFET——金屬-氧化物半導體場效應晶體管,成為世界電子產業發展史上的重要裏程碑。為半導體存儲器的問世,奠定了技術基礎。
 
DRAM芯片戰爭——1970-2017輸贏千億美元的生死搏殺【2】
1966年,美國IBM公司托馬斯·沃森研究中心的羅伯特·登納德(Robert H. Dennard)博士,發明DRAM原理。老頭在IBM公司工作了半個世紀,現在八十多歲了。2009年獲得IEEE榮譽勳章。這是電子電氣領域的最高榮譽。
 
 
DRAM內存之父——IBM公司的羅伯特·登納德博士
 
1960年代早期,美國電子產業,主要由IBM、摩托羅拉、德州儀器、美國無線電公司(RCA)等老牌企業控製。他們依靠二戰時期,美國政府的巨額軍工訂單,發展成為產業巨無霸。二戰後主要生產電視機、收音機等新興的家用電器,並為美軍武器提供電子裝備。電子計算機也是新的產業熱點,IBM具有領先優勢。
 
IBM公司在1956年,花費巨資從王安手裏,購買磁芯存儲器專利,主要是為了解決大型計算機存儲數據問題。磁芯存儲器並不完美,不但磁芯容易損壞,而且價格昂貴,運行速度也慢。然而,磁芯存儲器比磁鼓有個重要優點:電腦斷電後,磁芯保存的數據不會消失。為解決磁芯存儲器存在的不足,IBM進行了長達十幾年的研究。
 
1961年,IBM在紐約州成立了以半導體為方向的托馬斯·沃森研究中心。仙童當時是IBM的半導體器件供應商,並且發展非常迅速。1965年,仙童公司的戈登·摩爾,在《電子學》雜誌發表文章預言:當價格不變時,集成電路上可容納的晶體管數量,約每隔18個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。這個預言後來被稱為“摩爾定律”。
 
1966年,IBM托馬斯·沃森研究中心,34歲的羅伯特·登納德(Robert H. Dennard)博士,提出了用金屬氧化物半導體(MOS)晶體管,來製作存儲器芯片的設想。原理是利用電容內,存儲電荷的多寡,來代表一個二進製比特(bit)是1還是0。每一個bit隻需要一個晶體管加一個電容(1T/1C結構)。1968年6月,IBM注冊了晶體管DRAM專利(3387286號專利)。但是由於IBM正在遭受美國司法部的反壟斷調查,拖延了DRAM項目商業化進度,這給其他公司帶來了機會。
 
此時,晶體管集成電路已經成為產業熱潮,大批美國公司投入這一領域。1969年,加州桑尼維爾的Advanced Memory system公司,最早生產出1K容量的DRAM,並出售給計算機廠商霍尼韋爾。但是由於存在DRAM工藝上的缺陷,霍尼韋爾後來向新成立的英特爾公司尋求幫助。
 
DRAM芯片戰爭——1970-2017輸贏千億美元的生死搏殺【2】
1972年前後,英特爾公司為美國Prime電腦公司,生產的微型電腦主板上,焊接了128顆1K存儲容量的C1103 DRAM內存,組成128K容量的內存,以便運行類似DOS的操作係統。1GB=1048576KB,如今一根最普通的4G內存,容量等於這塊老古董的3.2萬倍。最大的單根內存容量達到128G,是這家夥的100萬倍。
 
英特爾C1103——DRAM內存商業化大獲成功
 
1967年,仙童半導體成立十年時,公司營業額已接近2億美元(作為對比1967年中國外匯儲備為2.15億美元)。但是隨著德州儀器、摩托羅拉、國家半導體在晶體管市場的崛起,仙童的利潤迅速下滑,加之巨額研發投入,企業內部矛盾嚴重。仙童的行業第一地位,迅速被德州儀器取代。
 
1968年8月,仙童總經理鮑勃·諾伊斯,拉著研發部門負責人戈登·摩爾辭職。從風險投資家阿瑟·洛克那裏拉來250萬美元投資,正式成立了英特爾(Intel)公司,洛克出任董事長。Intel在英文中含有智慧和集成電路的意思,商標是花1.5萬美元,從一家酒店手裏買的。當時公司隻有諾伊斯和摩爾兩個員工,他們招兵買馬時,又從仙童公司挖來了工藝開發專家安迪·格魯夫,擔任運營總監。
 
英特爾成立之初,繼承了仙童的技術能力。公司製定的發展方向是研製晶體管存儲器芯片,這是一個全新的市場。當時的半導體工藝主要有雙極型晶體管,和場效應(MOS)晶體管。這兩項工藝都是仙童的長項。但是哪一種工藝用來生產的芯片更好,他們並不清楚。於是公司成立了兩個研發小組。1969年4月,雙極型小組推出了64bit容量的靜態隨機存儲器(SRAM)芯片C3101,隻能存儲8個英文字母。這是英特爾的第一個產品,客戶是霍尼韋爾。
 
此時在美國電腦市場上,IBM已經成為無可爭議的霸主,被稱為藍色巨人,其他電腦廠商在重壓下苦不堪言。霍尼韋爾公司為了提高其計算機性能,正在尋找SRAM存儲器,這為英特爾帶來了市場機會。與此同時,仙童公司的市場主管傑裏·桑德斯,又拉走了一批人,成立了AMD公司。由於融資困難,桑德斯找到了英特爾公司的諾伊斯尋求幫助,最後拉來了155萬美元投資。此後的半個世紀裏,英特爾和AMD成為一對難分難解的競爭對手。
 
1969年7月,場效應管小組推出了256bit容量的靜態隨機存儲器芯片C1101。這是世界第一個大容量SRAM存儲器。霍尼韋爾很快下達了訂單。隨後,英特爾研究小組不斷解決生產工藝中的缺陷,於1970年10月,推出了第一個動態隨機存儲器(DRAM)芯片C1103,有18個針腳。容量有1Kbit,售價僅有10美元,它標誌著DRAM內存時代的到來。
 
當時的大中型計算機上,還在使用笨重昂貴的磁芯存儲器。為了向客戶宣傳DRAM的性能優勢,英特爾開展全國範圍的營銷活動,向計算機用戶宣傳DRAM比磁芯更便宜(1比特僅需1美分)的概念。由於企業客戶出於安全考慮,不會購買獨家供貨的產品,必須要有可替代的第二供貨源。於是英特爾選擇了加拿大的一家小公司,微係統國際公司(MIL)合作,授權他們用1英寸晶圓生產線進行生產,每年收取100萬美元的授權費用。C1103的用戶主要包括惠普電腦的HP9800係列,和DEC公司的PDP-11計算機,產量有幾十萬顆。
 
1972年,憑借1K DRAM取得的巨大成功,英特爾已經成為一家擁有1000名員工,年收入超過2300萬美元的產業新貴。C1103也被業界稱為磁芯存儲器殺手,成為全球最暢銷的半導體芯片。同年IBM在新推出的S370/158大型計算機上,也開始使用DRAM內存。到1974年,英特爾占據了全球82.9%的DRAM市場份額。
 
DRAM芯片戰爭——1970-2017輸贏千億美元的生死搏殺【2】
東京國立博物館藏品,照片左邊是1976年日本NEC研製的TK-80係統,采用仿製英特爾8080的兼容處理器(型號μPD8080A),當年售價88500日元,賣了1.7萬台。中間是英特爾為日本廠商開發的MCS-4係統,采用4004處理器,右側是日本Busicom電子計算器。多數人不知道,美國英特爾最早開發CPU,是為了日本人。
 
日本人要買CPU——三十年後打垮日本報仇雪恨
 
英特爾介入微處理器(CPU)領域則很偶然。1969年,日本最大的電子計算器公司Busicom,找到美國英特爾,希望能幫他們研製計算器用的ROM、RAM和運算處理器(CPU)等12枚芯片組成的係統。針對日本方麵的要求,Intel研究團隊的特德·霍夫(Ted Hoff),創新性地提出一個設想——用1顆移位寄存器、1顆ROM芯片、1顆RAM芯片、1顆CPU處理器芯片,由四顆芯片完成原來需要12顆芯片組成的係統。這樣可以簡化結構,降低生產成本。
 
1970年2月6日,雙方簽訂了合同,三年內訂貨六萬套MCS-4計算器係統,日方預付6萬美元。到年底,英特爾相繼拿出了4001(動態內存DRAM)、4002(隻讀存儲器ROM)、4003(寄存器)、4004(微處理器CPU)等四顆芯片。但是由於量產過程中出現延期,讓日本公司頗為惱怒,要求在價格上打折扣。英特爾同意了,但是附帶要求,可在除計算器之外的其它市場,自由出售4004芯片——至此,世界首款商用計算機微處理器4004正式誕生了。
 
4004需要與另外三顆芯片協同工作,隻要改變4002中保存的用戶指令,就可以實現不同的功能。4004采用10微米的生產工藝,內含2250個晶體管,時鍾頻率為74KHz,每秒可執行6萬次運算,售價200美元。
 
英特爾恐怕想不到,15年後,它會被日本電子企業逼得差點破產倒閉,而後靠CPU芯片絕地反擊成功。日本人也絕不會想到,這個為他們提供零部件的美國小公司,三十年後會稱霸世界電子市場,打垮日本電子企業。到1972年,英特爾推出了基於8008處理器的微型主機。為其配套研製操作係統的加裏·基爾代爾(Gary Kildall)博士,後來發明了CP/M操作係統,微軟靠著抄襲基爾代爾的軟件,推出MS-DOS操作係統。
 
而在當時,世界計算機市場規模極為有限。美國市場的大型計算年銷量約有2萬台,主要被IBM和七個小矮人(指GE、NCR、CDC、RCA、UNIVAC、Burroughs及Honeywell七家電腦製造商)控製。小型電腦市場則由DEC和惠普等十幾家公司控製。英特爾當時還是小公司,很難搶到主機市場份額,於是把重心放在存儲芯片方麵。
 
DRAM芯片戰爭——1970-2017輸贏千億美元的生死搏殺【2】
1979年,美國蘋果公司生產的Apple II Plus電腦主板,采用莫斯泰克MK4116內存芯片。CPU是莫斯泰克6502,最大支持64K內存。整機售價1200美元。1978年,蘋果公司的Apple II賣了2萬台,使蘋果迅速成為年銷售額,突破3000萬美元的產業新貴。
 
加入DRAM戰場——德州儀器、莫斯泰克、鎂光
 
1973年石油危機爆發後,歐美經濟停滯,電腦需求放緩,影響了半導體產業。而英特爾在DRAM存儲芯片領域的份額也快速下降。因為他們引來了競爭對手,主要有德州儀器(TI)、莫斯泰克(Mostek)和日本NEC。
 
早在1970年英特爾發布C1103後,德州儀器便對其進行拆解仿製,通過逆向工程,研究DRAM存儲器工藝結構。1971年德州儀器采用重新設計的3T1C結構,推出了2K產品。1973年德州儀器推出成本更低,采用1T1C結構的4K DRAM(型號TMS4030),成為英特爾的強勁對手。
 
莫斯泰克則是一家小公司,1969年,德州儀器半導體中心的首席工程師L.J.Sevin(MOS場效應管專家),拉著一幫同事辭職,在馬薩諸塞州成立了莫斯泰克(Mostek)公司,工廠設在德州卡羅爾頓,主要為計算機企業配套生產存儲器件。Mostek開發的第一個DRAM產品MK1001,隻有1K容量。1973年,Mostek采用公司創始人Robert Proebsting設計的地址複用技術,研製出16針腳的MK4096芯片,容量提高到4K。16針腳的好處是製造成本低,當時德州儀器、英特爾和摩托羅拉製造的內存是22針腳。
 
憑借低成本,莫斯泰克逐漸在內存市場取得優勢。而英特爾此時將精力放在開發8080處理器上,在微型計算機市場取得巨大成功。1976年莫斯泰克推出了采用雙層多晶矽柵工藝的MK4116,容量提高到16K。這一產品幫助莫斯泰克擊敗英特爾,占據了全球75%的市場份額。
 
其後莫斯泰克又開發了64K容量的MK4164,到70年代後期,一度占據了全球DRAM市場85%的份額。但是隨著日本廠商廉價芯片的瘋狂衝擊,短短幾年時間,美國廠商就撐不住了。1979年,陷入困境的莫斯泰克,被美國聯合技術公司(UTC),以3.45億美元收購。後來又轉賣給了意法半導體。
 
1978年,從莫斯泰克離職的三名設計工程師,拉來風險投資後,在愛達荷州一家牙科診所的地下室,創辦了鎂光科技(Micron)。鎂光簽訂的第一份合約是為莫斯泰克設計64K存儲芯片。後來,鎂光從愛達荷州億萬富翁,靠生豬養殖起家的J.R.Simplot那裏拉來了投資,開始建設第一座DRAM工廠。為了節省投資費用,工廠建設在一家廢棄的超市建築裏,肉類冷庫被改造成淨化車間,生產設備也是二手的。到1981年晶圓廠投產,隻花了700萬美元,而新建一座同類工廠的投資額,一般是1億美元。鎂光的第一批產品是64K DRAM,主要供應給正在飛速崛起的個人電腦製造商。像當時銷量很高的Commodore 64電腦,就是采用鎂光64K內存。到1984年,鎂光推出了世界最小的256K DRAM。
 
與莫斯泰克類似,鎂光的敵人來自日本。1980年,日本研製的DRAM產品,隻占全球銷量的30%,美國公司占到60%。到了1985年局勢已經完全倒轉。由於日本廉價DRAM的大量傾銷,鎂光被迫裁員一半,1400名工人失業。鎂光隻得向美國政府尋求幫助。從1985年至1986年,英特爾連續虧損六個季度。DRAM市場份額僅剩下1%。當時,英特爾的年銷售額為15億美元,虧損總額卻高達2.6億美元,被迫關閉了7座工廠,並裁減員工。瀕臨死亡的英特爾,被迫全麵退出DRAM市場,轉型發展CPU,由此獲得新生。
 
日本電子企業、汽車企業的凶猛攻勢,最終引爆了美日兩國的經濟戰爭。
 
DRAM芯片戰爭——1970-2017輸贏千億美元的生死搏殺【2】
1965年,仙童半導體公司,開發出雙列直插式封裝(DIP)工藝,用塑料代替陶瓷封裝芯片,生產18引腳產品。德州儀器開發出更小的10引腳產品,用於航空電子器件。直到1980年代,超大規模集成電路的針腳數,遠遠超過了DIP封裝的極限,DIP才被其他封裝工藝取代。
DRAM芯片戰爭——1970-2017輸贏千億美元的生死搏殺【2】
1965年,仙童公司的戈登·摩爾博士,在《電子學》雜誌發表文章預言:當價格不變時,集成電路上可容納的晶體管數量,約每隔18個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。這個預言後來被稱為“摩爾定律”。半個世紀以來,世界集成電路的發展,基本符合摩爾定律的規則。隻是到了近幾年,隨著美國在5-10納米生產工藝上出現停滯,給中國帶來了技術追趕的機會。
 
DRAM芯片戰爭——1970-2017輸贏千億美元的生死搏殺【2】
1968年,仙童工程師福德利克·費金(Federico Faggin),設計出采用矽柵自對準工藝的Fairchild 3708(圖左,右側為采用金屬柵極的Fairchild 3705),是世界首款采用SGT(垂直環繞閘極晶體管)結構的商用MOS集成電路。SGT技術後來用於CCD、EPROM和Flash閃存等產品。1970年後,費金加入英特爾公司,參與設計4004、8008、8080 CPU處理器。1974年,費金離開英特爾,與人合夥創立了齊格洛(Zilog)公司,並推出了極為暢銷的Zilog Z80處理器。直至2017年,Z80處理器仍在生產,用於工業控製領域。
 
DRAM芯片戰爭——1970-2017輸贏千億美元的生死搏殺【2】
1971年,英特爾推出了首個商用,速度僅有740kHz的計算機CPU芯片Intel-4004。在此之後,芯片速度得到倍增式的迅速發展,在不到30年後的2000年,就已經突破了2GHz。
DRAM芯片戰爭——1970-2017輸贏千億美元的生死搏殺【2】
1971年,美國加州聖克拉拉市,英特爾員工在新建的工廠前合影。因為山景城的辦公室不夠用,在這裏建工廠,最初生產4004芯片。可以看到有華人麵孔的員工。
 
DRAM芯片戰爭——1970-2017輸贏千億美元的生死搏殺【2】
1972年,美國英特爾研製的Intellec 8微型電腦,采用8008處理器。這款電腦的操作係統,由加裏·基爾代爾(Gary Kildall)博士負責開發。加裏·基爾代爾,是電腦人機操作係統的真正發明人,1973年加裏·基爾代爾開發了CP/M操作係統(類似DOS操作界麵),成為70年代電腦行業標準,2000多家電腦公司使用這一操作係統。其後比爾·蓋茨的微軟公司,抄襲基爾代爾的模式,推出了微軟MS-DOS操作係統。1980年,IBM公司開始采用微軟的產品,幫助微軟一躍成為美國軟件巨頭。
 

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