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电路的故事3
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        大概是看到仙童半导体的良好业绩,菲尔柴尔德在1959年行使了投资时的期权,出现金买断了八个叛逆的股份。这八个人当时的平均年薪只有1250美元左右,但出让股份每人却得到了25万美元,是他们20年薪水的总和。当初500美元的投资在不到两年时间内翻了500倍。
        全资控股后,菲尔柴尔德母公司逐步“加强了对仙童半导体公司的管理”。在谢尔曼·菲尔柴尔德去世后,这种管理变得更严。诺伊斯不得不在纽约和加州来回跑。仙童越来越像个东海岸的大公司,尽管销售额还在成长,但增长速度已经放慢。到了1968年,仙童已成为拥有三万余员工,一亿多美元销售额的大公司。但是,公司的八个创始人全都先后离开了。
        诺伊斯和郭登·摩尔(Gordon Moore)是最后离开的。他们想继续合作成立一家半导体公司。他们找到了老朋友亚瑟·洛克,那时洛克已是硅谷著名的风险投资商了。双方商定,洛克出资30万美元,诺伊斯和摩尔各出资25万美元。洛克负责再融资250万美元。
        这次融资出奇地容易。尽管这个创业公司没有任何业务计划,甚至也没有一定的产品目标,投资者纷纷看好诺伊斯、摩尔和洛克的公司。洛克只花了两个下午打电话,就找到了25个投资者。尽管条件比较苛刻(这些新投资者必须花5美元占一股),洛克联系的每个投资者都马上同意加盟。
        1968年7月,英特尔公司(Intel)在硅谷成立。洛克当董事长,诺伊斯当总裁,摩尔当负责技术的副总裁。创始人们深知,必须摆脱仙童公司那种复杂而官僚的管理方式,恢复仙童创业初期那种生气勃勃的创新精神。他们也深知不应该与仙童竞争已有的市场,要赚钱就必须瞄准未来,创造新市场占领新市场。
        英特尔瞄准的第一个市场是电脑存储器市场。当时的电脑,尽管中央处理器等逻辑部件用的是半导体器件,但存储器却是用五花八门的其他器件构成的。最先进的存储器技术是王安发明的磁芯存储器。英特尔认为半导体存储器会比磁芯存储器成本低、速度快、容量大、体积小、功耗少。
        英特尔集中力量开发的第一个产品是半导体存储器。半导体存储器会比磁芯存储器快得多,而且体积小、功耗低、价钱也可能更便宜。尽管已有好些实验室在研究半导体存储器了,但还没有任何产品开发出来。诺伊斯和摩尔相信凭他们在仙童多年积累下来的技术和工程经验,加上公司充足的资金和优秀的工程师,能够抢在别人之前开发出产品,从而创造一个全新的、快速增长的市场。
        当时有两种技术可能用来制造半导体存储器,一种叫双极型半导体,它是一种较为成熟的技术,已经用来实现了很多半导体电路。另一种是刚发明的金属氧化物半导体(MOS)技术,尽管可能更先进,但还没有被成功地应用到产品生产上。英特尔决定成立两个工程师小组,各用一种技术开发存储器芯片。
        信息产业界经常有的巧合在这时发生了。尽管外界不知道英特尔的产品方向是存储器,好利威尔公司(Honeywell)找上门来。好利威尔在与IBM争夺大型机市场,他们迫切需要半导体存储器来装备自己的大型机产品,提高产品的性能价格比。好利威尔表示愿意出资一万美元,鼓励英特尔开发半导体存储器。虽然英特尔是刚成立不久的新公司,好利威尔认为诺依斯和摩尔的公司是有实力的,而且,他们很看好与他们打交道的一位曹姓的年青人(H.T. Chua)。这位文静的华裔工程师向他们清楚地表示了,英特尔有能力把存储器芯片做出来。
        好利威尔并没有把赌注全部压在英特尔身上,他们同时还资助了另外六家公司做同样的事。值得英特尔庆幸的是,1969年春,当好利威尔的人回到英特尔时,曹工程师向他们展示了用双极型半导体技术实现的世界上第一款半导体存储器芯片。这种芯片成了英特尔的第一种商品化产品,也为英特尔找到了一个稳定的大客户。
        金属氧化物半导体小组的工作则遇到了很大的困难。尽管他们在双极型半导体存储器之后不久就研制成功了第一块金属氧化物半导体存储器,但其后几个月都不能重复成功的实验,更不用说产品化了。他们认为毛病出在生产线上。当时,英特尔还没有钱装备无尘生产线,因此灰尘和其他颗粒都会污染生产中的晶片,造成废品。工程师们尽了最大努力清洁生产线区域,但始终不能成功地制造产品。绝望中,负责生产的主管安迪·格罗夫(Andy Grove)建议抛弃金属氧化物半导体技术。
        摩尔出来干预了。他让工程师们再做一个月的实验,并把全部晶片都送给他。摩尔用放大镜和其他自制的仪器仔细检查了每块晶片。二十多天后,他找到了毛病所在。在金属氧化物半导体中,氧化金属层本来应该与硅层无缝紧密接合,但现在的存储器设计中,这两层的界限太清楚。由于晶片加工过程需要多次加温降温,这两层的热扩展系数又不一样,结果出现了裂缝。工程师们是根据制造逻辑电路的工艺来实现存储器电路。这种工艺对逻辑电路不会产生裂缝,对存储器电路就不行了。摩尔建议了一个简单的办法改进工艺,即掺一些杂质降低氧化层的熔点,使它能熔化并注入到裂缝中,这样氧化金属层和硅层始终能无缝紧贴。
        金属氧化物半导体技术后来被证明远比双极型半导体技术先进。直到今天,它还是实现半导体电路的主流技术。
        摩尔的发明大大提高了金属氧化物半导体存储器芯片的生产成品率。但是,由于电路设计和成品率仍有很多问题,英特尔的金属氧化物半导体存储器的成本仍然高于磁芯存储器。直到第三代产品,成本才降下来。
        英特尔有了一个速度快、成本低、体积小的半导体存储器芯片,按说会大大提高销量。可是,用户的反应并不热情,原因是英特尔的芯片有两个致命弱点。第一,存储器芯片与配套的芯片的技术参数有较大的误差,有一半以上的存储器芯片的技术参数都在可用范围之外,是次品。第二,存储器芯片极不好用,摩尔后来称它为“人类制造的最不好用的半导体”。它不仅需要几种套片,三种不同的电压,还要求用户满足它的怪异的时序要求。
        英特尔采取了两个办法来解决这些问题。根本的办法是改进芯片的设计,但这需要至少两年时间。应急的办法是开发一个简单的演示系统,为用户提供一个所谓“参考设计”的例子,用来训练用户如何用英特尔的芯片构造一个完整的存储器。这样,用户可以通过实物例子,看到用英特尔的芯片设计存储器并不是太难,从而可以放心地买英特尔的芯片。
        事情的发展大大出乎英特尔的意料。用户不想买英特尔的芯片,而想买英特尔的演示系统!
        用户想要的,实际上是一个存储器系统,而不是存储器芯片。一个计算机可以分成三个层次:整个计算机系统、子系统(如存储器系统、输入输出设备)、部件(如存储器芯片、套片)。与部件相比,子系统的研究开发、市场销售、技术支持都有不同的特点。比如说,芯片的用户主要是系统和子系统制造商,而子系统的用户可能包括计算机的使用者,即所谓最终用户。英特尔的业务一向是制造芯片,它该不该分散精力,进入另一个市场领域呢?
        另外,存储器系统尽管有用户需求,但违反了英特尔的一个不成文的规矩:任何新产品项目,必须有至少55%的毛利率才能上。存储器系统不是芯片,毛利率到不了这么高。
        几经思考,诺依斯决定英特尔要做存储器系统。就在这个时候,另一个巧合发生了。好利威尔的两位资深工程师决定跳槽,他们寄给英特尔一份手写的五页纸的业务计划书,建议英特尔成立一个存储器系统事业部。双方当然一拍即合。直到事业部开始运行,订单大量增加时,英特尔才完全意识到提供存储器子系统的好处。
        第一,英特尔为用户提供了一个完整、实用的产品。英特尔的存储器芯片还是很难使用,但对英特尔的工程师而言并不很难。存储器系统将这个缺点对用户屏蔽起来了,用户再也看不到很难使用的存储器芯片,而看到的是一个很好用的存储器系统,可以直接联到他们的计算机上。英特尔把不方便从用户转移到了公司内部,消除了影响销售的主要障碍。
        第二,由于一个存储器系统需要很多芯片,英特尔的存储器芯片销售更加批量化。这使得销售更加容易,进一步增加了销售额。
        第三,英特尔的存储器芯片有一半以上是次品,即不是废品,但技术参数可能超出设计规范之外的产品。当作为单个芯片销售时,这些产品是不能卖给用户的。英特尔只能将它们作为废品处理或库存起来。现在英特尔自己制造存储器系统了,这些产品就派上了用场。由于英特尔的工程师对产品的特性非常了解,他们可以用辅助电路等办法将次品芯片利用起来做成完全正常的存储器系统。用户完全看不出这个系统含有次品部件,因为这些芯片在英特尔的存储器系统中已经不是次品了。更奇妙的是,英特尔的存储器系统由于比芯片有增值,它可以定一个比全部芯片加起来的价格更高的价钱。这样,英特尔把本来是一文不值的次品变成了利润。
        第四,英特尔存储器芯片的主要客户是与IBM竞争的像好利威尔这样的七家计算机公司。当时业界戏称他们为七个小矮人,因为他们加起来的市场份额也只有30%,远低于IBM一家所占的70%的市场份额。这些公司买英特尔的芯片只是为了做自己计算机产品中的存储器,而IBM有自己的存储器部门,他们甚至不买英特尔的存储器芯片。现在,英特尔自己做存储器系统了,它可以将产品卖给任何用户,包括IBM的用户。这样,英特尔找到了一条路子进入了IBM的市场。这是一个含金量高、利润丰厚的市场。

 
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