騰訊科技近日發(fā)起系列策劃，聚焦各個芯片大國的發(fā)展歷程。第四期：《美國芯片簡史》。

集成電路是電子信息產(chǎn)業(yè)的的基石，電子信息產(chǎn)業(yè)對國民經(jīng)濟與社會發(fā)展具有重大推動作用。從全球集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程來看，在美國、歐盟、韓國、日本的產(chǎn)業(yè)發(fā)展、崛起和形成的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)過程中，都得到政府長期、持續(xù)地大力支持。

美國一直領(lǐng)先全球集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，美國廠商在世界集成電路市場中所占比例也一直保持在60%以上。20世紀80年代，美國在全世界集成電路產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先地位逐漸喪失，并慢慢被日本超越。通過幾年的努力，美國于20世紀90年代初又奪回在集成電路領(lǐng)域的霸主地位。截止2018年，全球前15大半導體廠商中，美國企業(yè)的數(shù)量達到7家。

美國加州硅谷是世界集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)源地，也是美國集成電路產(chǎn)業(yè)的核心地區(qū)，此外，美國南部的得克薩斯州、亞利桑那州，以及東海岸的馬里蘭州也是集成電路產(chǎn)業(yè)較為集中的地區(qū)。

美國早期集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動力是軍事國防。發(fā)展至今，美國的集成電路產(chǎn)業(yè)已經(jīng)擁有全球最大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，同時也是最先進的技術(shù)。從誕生開始，美國主要的集成電路產(chǎn)業(yè)代表企業(yè)均是擁有設(shè)計、制造一體的IDM，如英特爾，仙童，德州儀器，AMD，飛思卡爾等。雖然在發(fā)展過程中經(jīng)歷多次起伏，但其代表企業(yè)還是以IDM為主，伴隨同樣具有領(lǐng)先地位的fabless設(shè)計公司和設(shè)備供應(yīng)商，如高通，應(yīng)用材料等。因此，就產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式而言，美國是典型的以IDM為基礎(chǔ)的技術(shù)先導型發(fā)展模式。

集成電路于20世紀中葉，其發(fā)明者是仙童公司的Robert和德州儀器的Kilby，他們幾乎同時發(fā)明集成電路，并由此改變了全世界集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史。為什么集成電路誕生在美國？二戰(zhàn)結(jié)束后，美國靠著強大的經(jīng)濟和科技基礎(chǔ)，成為超級大國，早在20世紀四十年代，美國貝爾實驗室就首先發(fā)明了晶體管，奠定了集成電路發(fā)展的基礎(chǔ)，隨后結(jié)型晶體管、場效應(yīng)晶體管、離子注入工藝、擴散工藝被發(fā)明出來，集成電路產(chǎn)業(yè)在美國橫空出世已經(jīng)是情理之中。

以美國為代表的集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展也不是一帆風順，雖然起步較早，但主要產(chǎn)品應(yīng)用于電腦的存儲器和中央處理器，隨著日韓等國集成電路的發(fā)展，美國的集成電路產(chǎn)業(yè)逐漸喪失了先發(fā)優(yōu)勢，曾一度被日本超越。但美國政府及時調(diào)整戰(zhàn)略目標，開始在國家層面積極引導產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，果斷放棄了DRAM市場，并制定一系列重大戰(zhàn)略規(guī)劃，從而使美國的集成電路創(chuàng)新能力和產(chǎn)能達到極大的提升。

美國在1984年頒布了國家合作研究方案（NCRA），重點支持國防用集成電路領(lǐng)域、資源聚焦于包括集成電路在內(nèi)的信息技術(shù)。1987年，由美國IBM，TI和HP等13個成員發(fā)起成立了集成電路制造技術(shù)R&D戰(zhàn)略聯(lián)盟為核心，逐漸形成政府、國家研究機構(gòu)、大學和民間研究機構(gòu)及企業(yè)之間的聯(lián)合開發(fā)體制和機制。這套體制在美國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各個階段都發(fā)揮了突出的作用，形成了從國家研究機構(gòu)及其實驗室，向產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，形成商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化的國家創(chuàng)新體系。下面以德州儀器和因特爾為例具體分析美國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

德州儀器是一家位于美國得克薩斯州的跨國公司，以開發(fā)、制造、銷售集成電路和計算機技術(shù)聞名于世，主要在數(shù)字信號處理與模擬電路方面。它在25個國家有制造、設(shè)計、銷售公司，是世界上第三大集成電路制造商，僅次于因特爾和三星，也是蜂窩手機的第二大芯片供應(yīng)商，僅次于高通，同時也是世界范圍內(nèi)的第一大數(shù)字信號處理器和模擬集成電路組件的制造商，其產(chǎn)品包括計算機，單片機以及多核處理器。

德州儀器于1951年創(chuàng)立，它由地球物理業(yè)務(wù)公司重組而成，剛開始生產(chǎn)地政工業(yè)和國防電子相關(guān)設(shè)備，后來開始研究晶體管，制造出世界上第一個商用硅晶體管。1954年，TI研發(fā)制造了第一臺晶體管收音機，1958年，在TI工作的Jack Kilby發(fā)明了集成電路。世界上第一臺便攜式計算器由TI于1967年發(fā)明，20世紀70，80年代公司業(yè)務(wù)集中于家用電子產(chǎn)品，家用電腦以及各種傳感器。

2011年收購美國國家半導體公司之后，TI擁有由約45000種模擬電路元器件生產(chǎn)廠商，今天的德州儀器在包括數(shù)字信號處理器、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、模擬集成電路等不同產(chǎn)品領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先位置，無線通信也是德州儀器的一個焦點，目前全球約大約50%的移動電話裝有德州儀器生產(chǎn)的芯片。

英特爾公司的集成電路產(chǎn)品在其幾十年的發(fā)展過程中，隨著市場的發(fā)展和競爭對手的壓力，其主流產(chǎn)品也先后經(jīng)歷多次調(diào)整。早期產(chǎn)品主要是各類存儲芯片，如SRAM和DRAM等。

雖然早在20世紀70年代初，因特爾就已經(jīng)研發(fā)出微處理器產(chǎn)品，但直到20世紀90年代之前，各類存儲器產(chǎn)品仍然是其主要營收來源。

后來在日本等競爭對手的巨大壓力下，英特爾做出了向PC微處理器產(chǎn)品轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略決策，后來發(fā)展證明了這個決策的正確性，因特爾稱為PC微處理器的絕對領(lǐng)導者，其產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展引領(lǐng)了整個PC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

近些年來，隨著PC市場的飽和，移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，微處理器產(chǎn)品利潤下滑，英特爾也在尋求業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型。由于錯過了智能手機時代，這些轉(zhuǎn)型并沒有表現(xiàn)出預想的結(jié)果。

下面總結(jié)美國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的啟示。

首先是政府扶持，產(chǎn)、學、研一體的發(fā)展模式。在集成電路產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)的早期，美國的國防軍事部門購買了其國內(nèi)集成電路企業(yè)的絕大數(shù)產(chǎn)品，到20世紀70年代，其國內(nèi)集成電路企業(yè)近一半的產(chǎn)品被軍工部門所購買。20世紀80年代，在美國出現(xiàn)的許多半民間型顧問公司，大多由政府、企業(yè)和大學聯(lián)合投資。這種發(fā)展模式極大地促進了美國在集成電路產(chǎn)業(yè)方面領(lǐng)先的發(fā)展，也是美國科技先導型技術(shù)模式實現(xiàn)的重要基石。

然后是制定先進技術(shù)計劃。在美國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程中，政府把振興集成電路產(chǎn)業(yè)作為國家發(fā)展戰(zhàn)略，和企業(yè)聯(lián)盟先后制定了多個技術(shù)計劃，這些先進技術(shù)計劃的實施對美國維持其集成電路產(chǎn)業(yè)在全球的領(lǐng)先地位提供了重要的保障，下面簡單介紹：

1.Sematech計劃

在1984年美國頒布的《國家研究法案（NCRA）》規(guī)范下，由美國IBM、TI和HP等13個成員發(fā)起成立了半導體制造技術(shù)R&D戰(zhàn)略聯(lián)盟，并啟動了Sematech計劃。該計劃分兩個階段，前后有700名研發(fā)人員參加，每年投入2億美元。Sematech計劃主攻IC制造工藝與設(shè)備，1996年美國生產(chǎn)出全球第一塊12寸晶圓，該計劃的運作使美國集成電路技術(shù)重新回到世界第一的競爭地位。1994年美國聯(lián)邦政府停止對Sematech計劃的資金支持，聯(lián)盟也演變成非盈利性機構(gòu)，研究任務(wù)和經(jīng)費完全來源于成員企業(yè)。

2.NII計劃

“美國國家信息基礎(chǔ)實施顧問委員會”和“信息基礎(chǔ)實施特別工作小組”是1992年根據(jù)布什總統(tǒng)簽署總統(tǒng)命令成立的，這兩個組織的成立主要是保障國家信息基礎(chǔ)實施計劃（NII）的順利實施（即“信息高速公路”計劃）。

NII計劃的投資結(jié)構(gòu)由政府和民間投資組成，該計劃的實施使美國建立了一個覆蓋全美國的寬帶高速信息網(wǎng)，促進了信息化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的改善。與此同時，項目的實施極大促進了對信息設(shè)備的需求，該需求大大促進了美國集成電路產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展。

3.NNI計劃

二十一世紀初，美國提出和實施國家納米技術(shù)計劃（NNI），并成立國家納米技術(shù)協(xié)調(diào)辦公室和由總統(tǒng)任命的納米科技顧問委員會。2003年美國頒布《21世紀納米技術(shù)研究開發(fā)法案》將NNI計劃自助的項目納入了美國法律體系，NNI計劃的實施對跨部門的納米技術(shù)研發(fā)項目提供了持續(xù)地支持，建立了跨學科研究中心和先進的技術(shù)實施。NNI計劃是美國確保在21世紀上半葉占據(jù)世紀納米科技發(fā)展領(lǐng)導地位的重要保障。

美國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及其在全球的領(lǐng)先地位，得益于美國政府在戰(zhàn)略發(fā)展方面的指導性政策、科技先導的技術(shù)發(fā)展模式以及全球最大的集成電路產(chǎn)品市場規(guī)模，這些成功經(jīng)驗對中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有借鑒意義。