本
文
摘
要
想要了解半导体行业，就永远绕不开一个国家：美国。
作为半导体的重要发源地，美国成功确立了芯片市场的「老大」地位。
根据芯片市场研究报告，2021 年美国企业占据了全球芯市场总销售额的 54%，而中国大陆仅占比 4%。
此外，在 Gartner 最新公布的 2021 年十大半导体企业榜单中，美国企业独占七个席位，合计市场占比高达 33.2%！
2021年全球收入排名前10位的半导体供应商 | 图源：Gartner今天，让我们聊一聊美国半导体「江湖」的七大龙头企业发展史，一窥美国芯片是如何建立起行业霸主地位。
01 一切的起点
一、晶体管诞生地：贝尔实验室
1945年秋天，二战结束后，美国贝尔实验室成立了以威廉·肖克利为首的半导体研究小组。
肖克利与小组成员约翰·巴丁、沃尔特·布拉顿，一同开始集中研究硅、锗等半导体材料，探讨用半导体材料制作放大器件的可能性。
1947年12月，肖克利三人终于研制出世界上第一个晶体管——「点接晶体管放大器」，这个发明被誉为20世纪最伟大的发明。肖克利三人也因此于1956年获诺贝尔物理学奖。
肖克利，图源： ***二、「八叛逆」的聚集：肖克利实验室
作为晶体管的发明者之一，肖克利并不满足于此，他更想将晶体管这项发明商品化。
1955年，这位「晶体管之父」来到美国硅谷，在从前的导师阿诺德·贝克曼的财力支持下，创办了肖克利实验室股份有限公司。
肖克利实验室，图源： ***肖克利以举世瞩目的知名度和锐利独到的眼光，吸引了很多年轻优秀的人才加入他的实验室。
其中就有被后世一致认可的八位优秀青年：罗伯特·诺依斯、戈登·摩尔、朱利亚斯·布兰克、尤金·克莱尔、金·赫尔尼、杰·拉斯特、谢尔顿·罗伯茨和维克多·格里尼克。
仙童八叛逆，图源：百度百科但遗憾的是，由于肖克利对商业经营和企业管理一窍不通，公司未能抢占先机，内部也引起员工不满，渐渐沉默并最终退出竞争。
1957 年，这八位青年集体跳槽离开肖克利实验室。收到辞职书的肖克利怒不可遏，痛斥他们是「八叛逆」，即后世著名的「仙童八叛逆」。
三、半导体「西点军校」：仙童半导体
1957 年，「八叛逆」得到了仙童摄影器材公司提供的创业基金，正式成立仙童半导体公司。
他们商议制造一种双扩散基型晶体管，以便用硅来取代传统的锗材料，这是他们在肖克利实验室尚未完成却又不受肖克利重视的项目。
1958 年 1 月，他们获得了第一张订单——IBM 公司订购的 100 个硅晶体管，用于该公司电脑的存储器。
到 1958 年底，「八叛逆」的公司已经拥有 50 万销售额和 100 名员工，一举成为硅谷成长最快的公司。
在业务迅速发展的同时，他们也研发了诸多技术。
由约翰·霍尔尼发明的平面处理技术和诺依斯发明的集成电路，时至今日仍是主流技术。
其中，集成电路的发明颇具戏剧性。
1958 年 9 月，德国仪器(TI)的杰克·基尔成功研制了世界上第一个集成电路。
四个月后，诺依斯在不知道基尔比工作的情况下，独立发明了类似的技术，二者也因此开始了一场旷日持久的争执。
直到 1969 年，法院最后的判决下达，从法律上实际承认了集成电路是一项同时的发明。
20 世纪 60 年代，仙童半导体公司进入了黄金时期。
到 1967 年，公司营业额已接近 2 亿美元！
但也是在这一时机，由于母公司的不公平，「八叛逆」等人才精英相继脱离公司自立门户，先后创办了 AMD、英特尔等后世的半导体巨头。
仙童半导体也因此被称为半导体行业的「西点军校」。
02 如今的龙头
一、2021 全球第二：英特尔
1968 年，罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔离开仙童半导体，创立摩尔诺伊斯电子公司，后更名为英特尔公司(Intel)，安迪·格鲁夫随后加入。
隔年，他们推出第一款产品 3010 双极随机存储器(RAM)，以物美价廉的产品成功盈利，从存储器市场发家。
图源：Intel官网但好景不长，1976 年日本 *** 制订了「VLSI（超大规模集成电路）计划」，举国发力存储器市场。
此后，随着日本 NEC、日立和富士通的崛起，英特尔在价格和合格率上难以匹敌，无奈逐步退出存储器市场，并选择向 CPU 市场转型。
虽然此前公司的主营业务是存储器，但他们也在微处理器领域获得了诸多突破。
1971 年，英特尔推出世界上第一款商用计算机微处理器 4004，所带来的计算机和互联网革命改变了整个世界。
intel 4004，图源： ***1978 年，英特尔生产出世界上第一个 16 位处理器——8086 芯片，这也是 x86 传奇的开始。
1981年，IBM 生产的第一台电脑使用了英特尔的 8086 芯片，英特尔一举成名。
在往后的八年间，英特尔在 8086 芯片的基础上，陆续推出了 286、386、486 等迭代版本，并随着 PC 市场的兴起，逐步确立起行业第一的地位。
1992 年，英特尔被财富杂志评为最大的半导体供应商，此后连续多年位居行业第一。
但由于战略上的失误，英特尔错失了移动芯片市场，近年来和第二梯队的距离正在不断拉近，第一的宝座也不再那么稳固。
根据Gartner发布的十大半导体企业榜单，2021年英特尔以725亿美元位居第二，占据12.2%的市场份额，但收入较2020年下降了0.3%，也是前十中唯一同比下降的企业。
随着PC市场逐渐进入饱和乃至衰退期，错失移动互联网市场的英特尔也努力寻找新的增长点。他们乘着5G、AIoT和人工智能的潮流积极转型，致力于从以PC为中心转变为以数据为中心的科技公司。
二、2021全球第四：美光科技
美光科技(Micron Technology)是全球最大的半导体储存及影像产品制造商之一，其主要产品包括DRAM、NAND闪存和CMOS影像传感器。
其中，存储是美光的根基所在，也是他们的核心业务优势。
图源：美光科技官网1978年，Ward Parkinson、Joe Parkinson、Dennis Wilson和Doug Pitman创立美光科技有限公司，并于1981年推出并大规模量产其首款64KB DRAM。
美光科技成立，图源：美光科技官网1984 年，美光科技推出世界上最小的 256K DRAM 芯片。
从 DRAM 密度角度而言，该产品也是行业中的一座里程碑。
自 1997 年开始，美光科技陆续收购多家半导体企业及相关业务，如 1998 年收购 TI 的 DRAM 业务和 Memory 业务，借此跨入全球 DRAM 制造商第一梯队；1998 年并购 Rendition，制造 3D 加速芯片；2013 年以 20 亿美元收购尔必达……
美光以大鱼吃小鱼的形式，成功游入 DRAM、DDR、CIS、NAND 等多个领域，并逐步建立起行业优势。
三、2021全球第五：高通
高通(Qualcomm)创立于 1985 年，是 Fabless 模式的半导体公司，成立之初主要为无线通讯业提供项目研究、开发服务，同时还涉足有限的产品制造。
图源：高通官网1989 年，高通推出了用于无线和数据产品的码分多址(CDMA)技术——它的出现永久地改变了全球无线通信的面貌，并在 1999 年被国际电信联盟选为「3G背后的技术」。
为了配合推进 CDMA 网络，高通选择「软硬结合」的推广方式，即生产 CDMA 手机、芯片和系统设备。
1996 年底，全球 CDMA 用户规模超过 100 万。
1999 年，来自手机和设备厂商的竞争顾虑，让高通毅然决然选择做减法，他们出售了手机业务和系统设备业务，从此专注于技术的研发演进、半导体芯片的研究，以及软件的进步等。
2007 年 11 月，高通推出了 Snapdragon 处理器（2012 年将其中文名称定为「骁龙」），那时几乎所有的智能手机大厂都采用了其芯片，包括三星、索尼、LG、摩托罗拉等，这让骁龙处理器成为当时高端手机的代名词。
骁龙412处理器，图源：高通官网此后，骁龙处理器系列更是为高通开拓了移动处理器市场，使其稳居全球移动芯片巨头行列。
2016年，高通公司和恩智浦半导体宣布高通将收购恩智浦，收购价一度提高至440亿美元。然而在2018年7月，由于未通过中国的反垄断调查，高通宣布放弃这一收购计划。
四、2021全球第六：博通
博通(Broadcom)成立于 1991 年，以开发机顶盒的宽带通信芯片为主。
2003 年，博通推出全球第一个 802.11b 单片机，成为任天堂Wii游戏机无线局域网芯片组的供应商。
图源：博通官网2016 年，Broadcom Corp. 被美国无厂半导体公司安华高科技公司收购。两间公司合并后，改名博通有限(Broadcom Limited)，成为全球第五大半导体公司，也是目前全球最大的WLAN芯片厂商。
BCM4398，图源：博通官网2017 年，博通拟以 1,300 亿美元收购高通，引起了半导体行业的巨震。
2018 年美国时任总统特朗普发布命令，以国家安全为由，禁止博通按原计划收购高通。
2022 年 5 月，博通宣布以 610 亿美元收购软件公司 VMware（这是第一个虚拟化 x86 架构并取得商业成功的公司），预计在 2023 年 10 月 31 日以前完成交易。
倘若通过欧盟反垄断调查，这将是今年最大的并购交易之一。
五、2021全球第八：德州仪器
德州仪器(Texas Instruments)前身最早可追溯到成立于 1930 年的地球物理业务公司(GSI)。
1941 年，麦克德莫特和其他三名 GSI 的雇员买下了 GSI 公司，在二战期间为美国军用信号公司和美国海军制造电子设备。
1951 年，公司重新命名为德州仪器，GSI 变为德州仪器的一个全资子公司。
图源：德州仪器官网1952 年，德州仪器从西部电子公司以 25,000 美元的代价购买了生产晶体管的专利证书。
同年末，德州仪器开始制造和销售这些晶体管，正式开始其半导体业务。
1954 年 2 月，TI 的研究主任戈登·蒂尔独立研制出第一个商用硅晶体管，这使德州仪器成为了当时唯一一个大批量生产硅晶体管的公司。
四年后，在 TI 中央研究实验室工作的杰克·基尔比研制出了世界上第一款集成电路。
杰克·基尔比，图源：百度百科1982 年，TI 推出单芯片商用数字信号处理器(DSP)。
此后陆续迭代的一系列产品，也成为当今世界上最有影响的 DSP 芯片，TI 公司也成为世界上最大的 DSP 芯片供应商。
1996 年，TI 开始全方位转型，从多样化经营转型为半导体公司，通过集中分拆和并购，先后剥离了国防电子、电脑、存储芯片多个部门，主攻 DSP 业务。
1999 年，TI 以 12 亿美元并购了 Unitrode 的电源管理 IC、电池管理 IC 和接口等业务，从而巩固了模拟市场第一的地位。
电流检测放大器INA190-EP，图源：TI官网2006 年，TI 再次转型向工业和汽车领域，将业务重点投向模拟芯片和嵌入式处理器。
2011 年，继收购飞索半导体制造部门、成都成芯半导体后，TI 以 65 亿美元收购美国国家半导体，进一步强化其模拟半导体巨头地位。
六、2021全球第九：英伟达
英伟达(NVIDIA)成立于 1993 年，由黄仁勋、克里斯·马拉科夫斯基和卡蒂斯·普里姆共同创办。
图源：英伟达官网1999 年，英伟达发明了 GPU 图形处理器，全球首款 GPU——GeForce 256 问世，这极大地推动了 PC 游戏市场的发展，重新定义了现代计算机图形技术，并彻底改变了并行计算。
此后，英伟达开始了快速发展，成为世界知名的「显卡大厂」。
GEFORCE RTX 3090 系列，图源：英伟达官网在 2012 年的 ImageNe t大赛上，深度卷积神经网络 AlexNet 横空出世，这被认为是 AI 时代的标志性事件。
在发明者的设计中，他们使用了两块 GTX 580 GPU 进行运算加速，英伟达也借此一战成名，跨入 AI 市场，并逐渐成为 AI 芯片领域的绝对霸主。
2020年，NVIDIA以70亿美元完成对以色列芯片制造商Mellanox Technologies 的收购，产品布局从 GPU 扩展至兼具 DPU，进一步增强了其数据中心和人工智能业务。
NVIDIA收购Mellanox，图源：英伟达官网2021 年 4 月，NVIDIA 发布首款代号为「Grace」的 CPU，其专为巨型 AI 和高性能计算工作负载设计。
至此，NVIDIA 已经是一家三芯片公司，即 CPU、GPU 和 DPU。
七、2021全球第十：AMD
1969 年，杰里·桑德斯成立AMD(Advanced Micro Devices)。
创办初期，其主要业务是为 Intel 公司重新设计产品，提高它们的速度和效率，并以「第二供应商」的方式向市场提供这些产品。
图源：AMD官网1975 年，英特尔起诉 AMD 侵权。
在这生死存亡的关键时刻，AMD 在诺伊斯的帮助下，于次年与英特尔签署专利相互授权协议，成为了英特尔的代工厂。
AMD 也借此机会不断学习模仿，积累经验。
1986 年，面对逐渐威胁到自身市场份额的 AMD，英特尔单方面撕毁授权协议，二者开始了一场长达五年的诉讼之战。
五年后，AMD 最终胜诉。
图源：Tom's Hardware1997 年，AMD 推出 AMD-K6 处理器，以高性能、兼容性、价格便宜等优势抢占了英特尔的服务器市场。
此后几年里，AMD 陆续推出了 K7 架构的速龙处理器、速龙 1GHz、K8 架构速龙 64，趁着英特尔奔腾 3 出现问题大面积召回的机会，成功巩固其处理器市场的地位，在竞争中逐渐抢占了发展先机。
2006 年 7 月，AMD 以 54 亿美元收购 ATI，从此 ATI 成为了 AMD 的显卡部门。
AMD公司在ATI的前总部，图源： ***2008 年 10 月 8 日，AMD 宣布分拆其制造业务，与 ATIC 合资成立「The Foundry Company」芯片制造公司，从此彻底转型为一家芯片设计公司。
2010 年二季度 AMD 在独立显卡市场的份额为 51%，刚刚好超过 NVIDIA 的 49%，取代 NVIDIA 成为世界第一。
2022 年 2 月，AMD 以 350 亿美元完成收购 Xilinx（赛灵思），以期增强其正快速发展的数据中心业务。
03 中国芯的崛起，任重而道远
美国半导体龙头企业的起家史，同样也是一部世界半导体的发展史。
透过这七家企业荡漾起伏的发展历程，我们目睹了 CPU、GPU、移动芯片、模拟芯片、AI 芯片等芯片领域的新兴与变迁，也见证了半导体行业发展的一大趋势——随着产业成熟与企业强盛，半导体企业常常选择「并购」的形式来打破自身发展瓶颈，从而追赶对手并赢得市场和话语权。
尽管近年来芯片制造已逐渐向亚洲转移，但美国在 EDA、半导体设备、半导体材料等方面仍处于垄断地位。
中国芯片要向其霸主地位发起挑战，任重而道远。
在互联网时代，酒香还怕巷子深。
「中国芯」的崛起，既需要国内芯片企业持续攻关核心技术，也需要业内不断发声，让世界看到中国芯片的创新实力。
--站长的PE早餐
