这是今年英特尔在芯片界两次冲上头条了。第一次是传出将把晶圆制造业务出售给台积电,第二次则是10月20日,将半导体存储业务作价90亿美元打包卖给韩国海力士半导体(SK Hynix)。

在十多年前,英特尔和现在的苹果、三星一样威风八面,经常会听到标志性的广告声音:“登登……登登登……登!”如今,英特尔竟然像家道中落的豪门,开始变卖家产。不知道30年前去世的联合创始人罗伯特.诺伊斯会不会把棺材板子拍烂,毕竟存储业务曾是英特尔的起家之地,还曾孕育了英特尔传奇的摩尔定律和CPU。

而且,韩国已在全球半导体市场占尽优势,这笔买卖会不会让全球存储芯片产业尽入韩国人口袋?

.摩尔定律源于地狱式降价.

1957年,给诺奖得主威廉.肖克利打工的7个理工男,实在受不了老板经常用测谎仪进行无聊折腾,集体出走。他们委托找工作的信辗转到海登斯通投资银行小职员阿瑟.洛克手中,洛克怂恿7人(后增加到8人)当老板,创办半导体公司。

8个人于是和洛克在一叠一美元的钞票上签上自己的名字,作为创业的意向协议。

洛克拉到了风险投资人、富二代谢尔曼.费尔柴尔德(Sherman Fairchild),其父老费尔柴尔德曾是IBM最早的投资人,并做过IBM董事长。硅谷的“祖母公司”仙童半导体随即诞生,8个创始人中,有英特尔的两位联合创始人罗伯特.诺伊斯和戈登.摩尔。8人各投500美元,买了公司100股股票,两年后股票升值到30万美元。

(左)富二代谢尔曼.费尔柴尔德(Sherman Fairchild),(中)戈登.摩尔,(右)罗伯特.诺伊斯。

1968年之前的仙童成就斐然:琼.赫尔尼发明平面处理工艺,使半导体实现大规模低成本制造;总经理诺伊斯发明集成电路制造工艺,使芯片大规模工业化生产成为现实;研发部总监戈登.摩尔和萨支唐(Chih-Tang Sah)开发出“互补金属氧化物半导体(CMOS)”晶体管;戈登.摩尔提出摩尔定律,指明行业发展方向。


说到这里,需要额外讲讲萨支唐。作为华人,萨支唐1932年出生于北平(现北京市),27岁起在仙童半导体工作了5年,2000年当选为中国科学院外籍院士。萨支唐和摩尔开发的CMOS晶体管,是一种重要的半导体元器件,常用在存储芯片和数码产品感光器领域,手机摄像头搭载的就是CMOS感光器。

在硅谷,有相当多的华人为半导体的发展贡献了聪明才智。

手握CMOS技术,仙童半导体打败了德州仪器(TI)、西格尼蒂克等强劲对手。仅在1965年,仙童半导体就卖出50多万块CMOS存储芯片,也就是说它卖出的晶体管数量远远超过竞争对手,这一点对摩尔定律的面世相当重要。

和对手比拼售卖晶体管数量是总经理诺伊斯的商业策略,因为将每颗售价高达100美元的硅晶体管,降到1美元出头时,被真空管把持的民用市场就被打开了。

这种地狱式降价法把销售人员吓傻了,不过,总经理诺伊斯自有打算,因为制造硅晶体管的物料成本很低,单位时间内生产越多成本下降就越快,至于降价带来的亏损,可以用后续大规模生产来收回。这一策略实际就是摩尔定律的翻版:谁能在未来卖出双倍于对手的晶体管,谁就会主导市场,赚取滚滚利润。

平面处理工艺、集成电路工艺和CMOS晶体管技术的发明,三位一体,把诺伊斯的商业策略变成一门重炮,轰碎了竞争对手的大门。

对此,摩尔领悟到,随着用于芯片制造的化学印刷技术的进步,芯片的成本将会越来越低。在仙童公司内部会议上,他和诺伊斯讨论了这个问题,得到了后者的支持。1965年,《电子》杂志的编辑刘易斯.扬策划35周年纪念专刊,邀请摩尔为《专家展望未来》的栏目写稿。摩尔花了一个月时间,写成一篇专栏文章《把更多元件塞进集成电路》,文章的主要内容浓缩后就是摩尔定律。

.阴差阳错研发CPU.

仙童半导体开发的存储芯片主要是静态随机存取存储器(SRAM),它一般被用做计算机暂存器。1968年,仙童半导体人才流失殆尽,总经理罗伯特.诺伊斯见大势已去,便向董事会推荐摩托罗拉半导体总裁莱斯.霍根接任,随后拉上戈登.摩尔辞职创办英特尔。

摩尔的崇拜者、匈牙利裔移民安迪.格鲁夫追随到英特尔。格鲁夫尽管只是职员,但其给英特尔打上了自己鲜明的烙印,常让人误以为是英特尔创始人。

英特尔成立后,在1969年春天推出第一款产品3101静态随机存取存储器(SRAM),和仙童的SRAM相同,都是64位,都采用肖特基晶体管-晶体管逻辑门电路(TTL)结构,但速度增加了1倍。当时公司仅有18名员工,还有3名拄着拐杖。

1969年半导体界的高光汇聚到英特尔:

连续推出两款肖特基双极ROM芯片3101和3301;

发布型号为1101的SRAM芯片,采用先进的MOS技术制造;

开发1K容量的MOS DRAM芯片,后被定名为1103。

这样,成立不到两年的英特尔已拥有2款成熟产品,1款先进产品,1款前沿产品,成功树立起行业技术领导者形象。半导体存储芯片(主要是DRAM)由此成为英特尔10多年的支柱业务,直到80年代日本人冲进来,将它彻底击碎。


在英特尔成立1年后的1969年,处理器(CPU)正处于从理念向概念产品迈进的微妙时刻,包括美国无线电公司、计算机网络厂商四相和IBM等巨头,都有意把脚伸进CPU这个未知的领域,但因为没有明显的客户需求,谁也不敢迈出第一步。

冥冥之中,这个机会流转到刚成立的英特尔手中。日本计算机器公司(Busicom)委托英特尔用10颗芯片组成中央处理单元,期望靠新产品赌一把,在计算器行业成为领先者。英特尔则因为SRAM存储芯片良率不高,急于寻找新的收入来源,愿意接这个订单。

于是,两个急于在各自行业扬名立万的公司,像赌徒一样,坐到了CPU的赌桌前。

1970年夏天,英特尔完成4芯片组设计,官方名为“4000家族”,包括:

4001 ROM存储芯片,用来保存编程软件;

4002 RAM存储芯片,用来缓存操作数据;

4003输入输出寄存器,用来将数据输入输出主处理器;

4004逻辑芯片,4位中央处理器,每秒可以进行大约74万次操作。

4004芯片虽然重要,但不是一款单芯片微处理器,需要4个芯片才能完成后来CPU的工作。

更为重要的是,德州仪器开发出的单芯片处理器击败了4004芯片组。英特尔被迫在4004芯片的经验基础上,开发出8008芯片,日本精工公司(Seiko)将它用到了电子手表上。

1974年3月,英特尔推出真正的单芯片CPU 8080,领先德州仪器和摩托罗拉,领跑市场。

不过,半导体存储芯片业务仍然是英特尔的台柱子、现金奶牛,其中DRAM产品最巅峰时占据100%的市场份额,而CPU业务还处于边缘地位。

1982年,英特尔靠着半导体存储业务冲上全球第二大独立半导体公司位置。也是在这一年,美国半导体产业的雪崩开始了,英特尔CPU从半导体存储业务的阴影中,走到C位。

.日本人发动“珍珠港”袭击.

在20世纪80年代中期,日本在半导体存储产业上向美国发动珍珠港式的大规模袭击。由于日本的NEC、东芝、日立、三菱和富士通等企业,擅长生产高品质的存储芯片,成本比美国对手低,价格也更有优势,英特尔等美国企业被杀得溃不成军。这方面的详细内容可参考相关阅读中的《30多年前,日本是如何输掉芯片战争的》。

1984年,也就是乔布斯轰轰烈烈的“1984广告”,推出麦金塔电脑的时候,这款电脑成为了苹果公司的经典产品之一。

乔布斯的导师罗伯特.诺伊斯此时正为英特尔的状况焦头烂额,公司像正午阳光下的雪人,在迅速融化。当年营业收入达到16.3亿美元,第二年跌到13.6亿美元,第三年再次跌到12.6亿美元。


在第3任CEO格鲁夫眼里,那段时间是英特尔最黑暗、最混乱的岁月,“我们不停开会、争吵、辩论,结果一无所获,只得到相互抵触的建议……与此同时,随着辩论日渐激烈,我们在继续流失更多的钱。”

万般无奈之下,英特尔决定关闭DRAM业务,把注全押到CPU业务上。断臂求生让英特尔付出沉重代价,裁掉7200名员工,占公司员工总数的1/3。1985到1986年间,英特尔关闭了7座工厂。形势之危急,以致于诺伊斯把高管们召集到家里,开了一场秘密会议,讨论如果迫不得已,该如何让英特尔破产关门。

幸好,由于IBM政治斗争催生的兼容机,采用了英特尔的8086/8088 CPU,PC开始兴起,把土已经埋到脖子的英特尔救了回来。

英特尔再次起死回生。

.三星终结英特尔闷声发大财.

英特尔将起家的半导体存储业务卖给了Zitel公司,但没有完全退出。它退出的是占据存储业务最大头的DRAM芯片(常用作电脑内存),但仍然保留了较小的EPROM(可擦除可编程只读存储器)业务,以用来支持CPU。

事实上,在上世纪80年代末期,英特尔一直在谋求重回半导体存储的赛道。在日本东芝公司开发出闪存技术后,1988年英特尔就推出一款256K bit的闪存芯片,成为首家生产闪存并将其投放市场的公司。此后,闪存就成为英特尔闷声发大财的赚钱机器。

当行业内外的目光都聚焦于英特尔的CPU业务时,很少有人注意到,英特尔花了20年时间,悄悄将闪存业务培养成一棵摇钱树。

但进入本世纪后不久,韩国三星集团在半导体存储领域强势崛起,迅速结束了英特尔在闪存行业闷声发大财的快乐日子。

英特尔的闪存业务存在感越来越弱。在2019年的全球闪存市场份额排名中,英特尔份额为9.5%,排名第6,落后SK海力士0.5个百分点,不到排名第一的三星的1/3,差距相当大。

闪存也从过去的摇钱树变成了鸡肋,特别是2018年,闪存因产能过剩价格大跌,导致英特尔营收不如预期,大白话说就是赚少了,董事会有压力。

目前,英特尔半导体存储产品线仅有三款产品,闪存(固态硬盘)、傲腾内存和傲腾持久内存。

其中,傲腾内存技术为英特尔独有,可配合CPU提升电脑数据传输性能,闪存则像当年的DRAM芯片一样,在市场有众多的对手,这也是英特尔剥离闪存业务、保留傲腾的原因。这一次的操作手法和上世纪80年代一模一样。

对全球半导体存储来说,SK海力士接盘英特尔闪存业务却是重大事件。并入英特尔闪存业务后,SK海力士的市场份额将超过20%,从全球排名第5,升到第2,美国、日本混血儿铠侠则退居第3,全球第一、第二为韩国独占。韩国在全球闪存市场的份额,将从目前的45.8%,上升到54.3%。

由于英特尔闪存的客户主要集中在企业客户,因此SK海力士完成收购后,将和三星一起统治个人和企业市场。

在DRAM领域,三星和SK海力士的市场份额合计已经超过70%(2018年数据,见上图)。目前,全球半导体存储市场已经是寡头垄断,韩国企业拥有强大话语权,收购英特尔闪存业务,又一进步增强了韩国在全球半导体存储市场的地位,尽管不能说整个全球市场都进了韩国人口袋,但主宰是没有疑问的。

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