英特尔的年度盛事 IDF(Intel Developer Forum)又即将在旧金山召开,但是今年有着更为特别的意义,除了六代酷睿之外,今年又恰逢摩尔定律 50 周年,关于摩尔定律将如何继续的问题,也成为了今年坊间常常讨论的话题。或者更为深远的,当初摩尔定律提出的那个年代,究竟发生了什么? 刚好在这个时间点,爱范儿来到了位于硅谷的英特尔总部,探寻了这家最为著名的半导体企业。有些问题,在英特尔高管的引导和解答下,也在此有了答案。 The Beginning 关于硅谷的奠基史,吴垠的这篇《以史为鉴:是什么让硅谷登上神坛?》已经有过较为生动的叙述,其中关于晶体管之父 William Shockley 与后来创立仙童半导体的“八叛徒”,还有惠普与斯坦福教师 Frederick Terman 鼓励学生创业的故事,今天再次读起来仍然让人心驰神往。 而在这“仙童八叛徒”中,就有英特尔的奠基人罗伯特 · 诺依斯(Robert Noyce)、戈登 · 摩尔(Gordon Moore)。其中领头离开 William Shockley 的就是诺伊斯,在仙童半导体不长的时间中,诺伊斯发明了集成电路的制造方法,即把晶体管同时蚀刻集成在一块硅芯片上,这是改变半导体行业的历史性发明。但是仙童的创始人八人中,没有人擅长管理,这家公司也随之成为历史。
(诺伊斯名言:不为历史羁绊, 放手创造精彩) 到了 1968 年的时候,“八叛徒”中的罗伯特 · 诺依斯和戈登 · 摩尔一起创办了英特尔公司,在开始的时候,英特尔还不叫英特尔,这家公司起初名 为“摩尔 – 诺伊斯电子公司”,但是这样的 Moore-Noyce 听起来有些像 More-Noise,让人感觉很吵闹,于是才有了现在的英特尔(Intel)的名字。 致使仙童“八叛徒”从 Shockley 半导体辞职的原因就是 Shockley 本人极为差劲的管理作风,他极端不信任员工,甚至还用到了测谎仪来检验员工是否说谎。与 Shockley 相反,诺伊斯和摩尔两个人管理风格相当大度,给予员工非常大的自由度。而后英特尔的第四号员工,安迪 · 葛洛夫(Andy Grove)加入,使英特尔的管理更加正规和完善,这也使得这家企业没有步之前 Shockley 半导体和仙童半导体的后尘,成为了硅谷最富盛名的传奇企业之一。
到了 1969 年的时候,英特尔已经拥有了 106 位员工,于是就有了上图这张颇具历史感的照片。诺伊斯的管理艺术能够团结当时的人才,包括后来乔布斯有自己想不通的问题时,也会骑着摩托车来到诺伊斯的家中求指教。而摩尔在技术上则能够给公司以明确方向,加上安迪 · 葛洛夫的强硬执行,使得英特尔开始扬帆。 刚开始就开挂 最早的时候,英特尔并不是依靠处理器来起家,而是通过记忆体打开了市场。这也是摩尔给英特尔的第一个方向,在此之前,当时业界使用的磁圈记忆体虽然原理简单但工艺非常复杂,机器难以生产,需要手工制作,成品的质量不太好,而且体积非常大。
当时摩尔就想着用三极管的原理来制造记忆体,于是英特尔当时生产的记忆体要比磁圈记忆体存储量更大,体积小非常之多,并且制造成本也要低。全面的技术优势之下,市场选择可想而知,英特尔也随之成名。
令现在许多创业企业艳羡的是,1968 年成立的英特尔,到 1969 年就获得了盈利,并且在此后的绝大多数年份中都能够保持盈利能力,而唯一的那一年的亏损发生在 1980 年,也和另外一个巨头有了纠葛,当然,这是后话,下文会继续提到。 1980 年的亏损主要原因还是当时日本科技企业,尤其是半导体行业的发展,给美国整个科技行业带来了不小的冲击。也正是这次亏损,使得摩尔和葛洛夫下定决心,离开存储行业,转而全力投入到芯片行业中去。这在当时其实是需要很大勇气的决定,一则英特尔靠此起家,二者当时他们一直是存储技术的领先者,这次企业方向调整,无异于断臂求生。 英特尔与日本企业的羁绊也不仅于此,英特尔的成功,还有失败都和日本企业关联莫大。1980 年的时候,诺伊斯已经从英特尔卸任,当他看到日本科技因为政府大力支持,而迎头赶上的时候,诺伊斯转而游说美国政府效仿此种做法,扶持硅谷等科技企业,这时候的诺伊斯的分钟已经不限于科学家和企业家,也像一个外交家了。 英特尔微处理器的起源 1969 年的时候,一家名为 Busicom 的日本公司来找到英特尔,要求他们设计 12 款不同的芯片,但是以当时忙于生产记忆体的英特尔的人力,根本无法在要求时间内设计出这么多种类的芯片。这时候,英特尔内部一位名叫 Ted Hoff 的工程师设计出了通用型的芯片,通过编程定制来达到厂商的要求。 当时把这款微处理器设计出来之后,英特尔还把整个逻辑板也设计出来了。在这块板上,还有另外英特尔开发的三款芯片,分别是 4001(动态内存 DRAM)、4002(只读存储器 ROM)、4003(I/O 芯片,Shift Register)和这个尚未被命名的微处理器,于是这个微处理器按照序号,就被命名为 4004,于是这个芯片也开创了商用处理器的先河。这个时候也有了微信计算机的雏形架构。
Busicom 这家日本公司当时和英特尔签的合约研发价格是 6.8 万美元,这在当时并不是一个小数目,但是很明显,英特尔看到了微处理器前景,于是就跟 Busicom 商谈,考虑免去这个研发费用,但是保存芯片的专利,不要钱的事情 Busicom 当然欣然同意,最后由 4004 开始,开启了英特尔的芯片研发设计之路,从 4004 到 8008,8080,一直到 80286,386,486 的时代。
采用了 4004 处理器的 Busicom Unicom 计算器,也成为了摩尔旧照的一部分。
英特尔的第一次失败 一家传奇的企业不总是成功,也会有失败。那么英特尔历史上的第一次失败是什么呢? 其实,这次失败要比想象中来得更早,在上世纪 70 年代初,电子手表被看作是当时的高科技产品,开始的时候均价可以达到 200 美元,英特尔也看到了商机,意图进入这个市场。于是收购了一家名为 Microma 的电子手表企业,想通过这家企业的 LCD 技术和自己的芯片技术打开一片天地。
但是天不遂人愿,因为 LCD 价格的急速下降,原来可以卖到 200 美元的电子手表的价格在两年内马上下跌到了 10 美元左右,日本企业的大规模生产让产品价格快速下跌。随即英特尔在 1978 年退出了电子手表行业,转手将 Microma 卖给了瑞士企业。 与 IBM 的恩怨情仇 同为蓝色商标,同样是 I 字开头,IBM 的历史要先于英特尔。英特尔的腾飞,其实也和 IBM 有关,但是代价却异常地大。
IBM 的首台 PC 产品用到了英特尔 8088 芯片,这款电脑仅有 360K 的软盘插口,连硬盘都没有。当时最早进入个人电脑市场的是苹果,但是在 IBM 等厂商的进攻下,苹果的份额急速下降,这场久远的电脑之战中,获利地是 IBM,微软,还有英特尔。但是英特尔和 IBM 签约有着非常大的代价: 英特尔需要将芯片的工程设计等技术免费交由 AMD英特尔还需要将芯片的工程设计等技术免费交由 IBM,IBM 晶圆片厂有权生产该芯片IBM 占英特尔 20% 股权 如今看来,这三个条款个个都难以接受,但是回过头来看,英特尔从这个合约中并未受到太多的伤害。首先就是英特尔最大的竞争对手 AMD 一贯都是追赶者的脚步,虽然拿到了技术,但是实现周期决定了 AMD 在市场上慢很多。尤其是到了后来奔腾处理器时代,1992 年合约失效后,二者就没有什么技术共通协议了。
至于 IBM 自己也拿到了技术,自己也有工厂,但是 IBM 发现,自己工厂的效率远远比不上英特尔的工厂,自己成产绝对亏本,所以即使 IBM 有技术有工厂,也未能在那个时期生产出当时个人电脑的芯片。 最后一个关于 20% 的股权说起来也是很离奇,虽然两个蓝色巨人羁绊不断,但是那时候 IBM 实际上并不看好英特尔,在前面提到因为日本企业冲击,1980 年英特尔那次亏损并进行转型后,IBM 随即就出售了手上的英特尔股权。 但是,度过短暂危机,并坚决转型的英特尔在此后一路顺风顺水,股价也随之水涨船高。 摩尔定律还能再战十年 在英特尔总部首层,也印有大名鼎鼎的摩尔定律: “每隔 24 个月,芯片上集成的晶体管数量将增加一倍。”
虽然,这个定律后来有了诸多以价格,性能为基准的版本,但是需要承认的是,硅谷的发展离不开这个定律的指引。摩尔 1965 年首次提出摩尔定律的时候,他们还尚未创办英特尔,还在仙童半导体工作。50 年过去了,这个定律依旧没有失效,50 年前,芯片中晶体管的数量只有 6 个,现在一般的酷睿处理器中,已经有了 46 亿的晶体管,更不用说那些更高端的服务器芯片。 很明显,摩尔定律不是自然定律,而是人来提出的设想,或者说更像是技术迭代的驱动力,英特尔的工程师们一直追求的目标。但是人们已经无数次地发问,摩尔定律什么时候到极限? 可以肯定的是,摩尔定律肯定会有极限,但是这个问题在 20 年前,10 年前就已经有人提出,当时英特尔证明了摩尔定律还将继续奏效。现在,英特尔高层的回答是: “按照我们的技术储备,10 年内,摩尔定律还将继续奏效。” 十年前的时候,英特尔也是如此回答,十年后,答案还是一样。这样的底气在于,英特尔表示,自己的技术要比竞争对手,或者同行领先三到五年。 举个例子说,英特尔高层说,在 10 年前,他们就已经在实验室中达到了 7nm 的制程工艺技术。而现在英特尔主推的第五代酷睿使用的则是 14nm 工艺。虽然实验室不同于大规模商用,但是英特尔在技术上的储备实力毋庸置疑。既然在 10 年前,英特尔就已经达到了 7nm 的工艺,那么我们可以想象一下,现在英特尔实验室中的工艺技术将会是何种程度。 小办公室,大晶圆片 在英特尔总部二层的一个靠窗角落,是英特尔联合创始人摩尔的办公室,这个办公室属于办公区域,其他办公人员仍可以自由出入。事实上,英特尔联合创始人诺伊斯的发明还应该包括没有墙壁的隔间办公室,当时的这种构造让公司的空间利用率变高,员工沟通也更为自由。 作为之前的英特尔董事长和 CEO,摩尔的半开放式办公室算是英特尔最大,但是它还是很小,估计在 10 平方米左右,其中还有一个从创始初期就留下来的大圆桌,见证了英特尔历史上的诸多决策。
镜头拉近,可以看到摩尔当年使用的是戴尔的机器,显示器尺寸和如今流行的 16:9 相去甚远,桌子下面还压着不少的名片,便签纸还是之前的 Intel 标志。
而在摩尔办公室的另一面,是满墙的,不同尺寸的晶圆片。
在去摩尔办公室之前,英特尔高层说,目前晶圆片企业有五家,生产的是 12 英寸的晶圆片,到了下一代 18 英寸的晶圆片生产标准后,建造晶圆片厂的成本就会大大提高,100 亿美元将是一个门槛,这五家在未来五年的时间中,将会因为新技术和成本的淘汰机制,只剩下两家。 而摩尔办公桌上那个圆盘,就是一块 18 英寸的晶圆片。 |