IC 品牌故事 | 硅谷,梦开始的地方——仙童半导体

来源: 芯查查 作者:刘瑞凤 2024-09-23 09:34:58
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仙童是仙童半导体的简称,英文是Fairchild Semiconductor,于1957年成立,总部位于美国硅谷,公司主营业务是半导体生产。


第一个平面硅集成电路、第一个PNP硅材质双扩散晶体管、第一个NPN晶体管、第一个PNP晶体管、第一个可控制寿命的硅平面R型晶体管、第一个平面R外延PNP晶体管、第一个RF晶体管、第一个R2晶体管、第一个平面可控硅整流器、第一个平面外延功率晶体管、第一个电阻晶体管逻辑门系列、第一个互补晶体管逻辑系列、首款双列直插封装芯片……它们都诞生于仙童半导体。


乔布斯曾这样形容:“仙童半导体公司就像一朵成熟了的蒲公英,你一吹它,这种创业精神的种子就随风四处飘扬了。”和仙童有着直接或间接的企业,例如AMD、英特尔、美国国家半导体、VLSI等,他们流淌着仙童的血脉,共同组成了今天的硅谷。

 

开创:晶体管之父——肖克利出走贝尔实验室

 

故事要从1925年开始说起。


1925年,美国电报电话公司成立了一所实验室——贝尔实验室(Bell Telephone Laboratories)。有一天,在某次学术会议上,贝尔实验室的科学家巴丁(Bardeen)和布拉顿(Brattain)了解到了一种新的半导体材料,可能会改变整个半导体行业历史。不过,由于二战的原因,这项研究迟迟没有展开,直到1945年,有关这项半导体新材料的研究才正式展开。


不过二人在这项新材料研究方面遇到了瓶颈,于是他们向同在贝尔实验室的——威廉·肖克利(William B. Shockley)求助,后者是贝尔实验室的固体物理学研究项目主任。
三人达成一致后,重新改进试验方案,尝试使用半导体作为电子信号的放大器与控制器。1947年,他们发明了点接触晶体管。
 

不过,三人之间关系说到底还是是合作与竞争。巴丁与布拉顿申请点接触晶体管专利时并没有加上肖克利的名字,加上研发关键性节点是肖克利突破完成,导致他之后开始自行秘密进行结型晶体管的研究工作。1948年,肖克利发明了一种全新的、耐用很多的结型晶体管——双极结型晶体管,即三极管。

 

起步:肖克利实验室成立——硅谷摇篮
 

1955年,肖克利离开贝尔实验室返回故乡圣克拉拉,想要自己创业。在此期间,他找到了他在加州理工大学的导师贝克曼(Arnold Beckman),同时也是贝克曼仪器公司创始人兼CEO,资助他成立新公司。当时的斯坦福大学教务长弗雷德·特曼(Fred Terman)以十分低廉的价格为肖克利提供了斯坦福大学新建的产业园场地,于是“肖克利实验室股份有限公司”就这样在旧金山山景城圣安东尼奥路381号的产业园正式成立。
 

之所以斯坦福大学愿意用这么低的价格提供地产,原因与肖克利的名气分不开。 斯坦福想要借助肖克利在电子电脑届的名气,吸引全球英才来到这片土地。 果不其然,这片新建产业园在日后吸引越来越多的科技公司入驻,由于这些科技公司大多与半导体、计算机技术有关,而硅是主要的半导体材料,所以这块地方后来也被世人称为——硅谷。
 

肖克利实验室成立后,招贤纳士的消息很快传遍了业界。 不过,他的招聘方式很奇特: 他将招聘广告以代码形式刊登在学术期刊上,一般人根本看不懂; 此外,他还在面试前对应聘者进行智商和创造力的测试,以及心理评估。
 

仰慕“晶体管之父”的大名,求职信像雪片般飞到肖克利办公桌上。 第二年,八位年轻的科学家从美国东部陆续到达硅谷,加盟肖克利实验室。 他们是: 罗伯特·诺伊斯(N. Noyce)、戈登·摩尔(Gordon Moore)、布兰克(J.Blank)、克莱尔(E.Kliner)、赫尔尼(J.Hoerni)、拉斯特(J.Last)、罗伯茨(S.Roberts)和格里尼克(V.Grinich)。 他们的年龄都在30岁以下,有获得过双博士学位者,有来自大公司的工程师,有著名大学的研究员、教授,这是当年美国西部从未有过的“精英俱乐部”。
 

29岁的诺依斯是八人之中的最大的一位,也是投奔肖克利最坚定的一位。 那年他抵达旧金山后所做的第一个决定就是购置房产,永久性定居。 其他七位有志青年来硅谷的经历与诺依斯大抵相似。 可惜,肖克利纵有天才科研头脑,却缺乏经营能力,他会将所有员工的电话都记录下来,并且不允许他们之间分享研究成果,甚至召集所有人进行测谎实验,自然而然会引起大家的不满。 肖克利还武断的决定实验室的开发方向为四层二极管,而不是他与贝克曼约定的基极扩散型晶体管。 一年之中,实验室没有研制出任何像样的产品。

 

叛逆精神:八叛逆出逃——仙童诞生

  
偶像光环陨落,八位青年无法再忍受,开始瞒着肖克利计划出走。

  
在诺依斯带领下,他们向肖克利递交了辞职书。肖克利勃然大怒,骂他们是“八叛逆”(The Traitorous Eight)。不过,后来就连肖克利本人也改口把他们称为“八个天才的叛逆”。在硅谷许多著作中,“八叛逆”的照片与惠普的车库照片,具有同样的历史价值。“八反叛”的名字逐渐成为硅谷传说的一部分,“叛逆”作为硅谷的优秀文化代代相传。

  
“八叛逆”出走后,寻求一家在纽约的摄影器材公司——Fairchild,即“仙童”来支持他们再创业。仙童摄影器材公司是谢尔曼·费尔柴尔德(S. Fairchild)1920年创办的航空摄影公司。

  
当“八叛逆”向他寻求合作的时候,60多岁的费尔柴尔德先生仅提供3600美元的种子基金,要求他们开发和生产商业半导体器件,并享有两年的购买特权。于是,“八叛逆”创办的企业被正式命名为仙童半导体公司,CEO自然是诺依斯。

  
1957年10月,仙童半导体公司仍然租下了一间在硅谷的小屋,距离肖克利实验室并不太远。“八叛逆”商议要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。

  
仙童母公司答应提供总额为150万美元的研发基金,由赫尔尼和摩尔负责研究新的扩散工艺,诺伊斯与拉斯特一起专攻平面照相技术。

  
1958年1月, 仙童迎来了一笔历史性意义的重要订单——IBM公司订购100个硅晶体管,用于IBM电脑的存储器。到1958年底,仙童半导体已经拥有50万销售额和100名员工,依靠技术创新优势,一举成为硅谷成长最快的公司。

图注:来源网络,图为“八叛逆” 


迅速壮大:集成电路工艺的发明

  
仙童半导体公司在诺依斯精心运筹下,业务迅速地发展。同时,一整套制造晶体管的平面处理技术也日趋成熟。

  
赫尔尼是“八叛逆”中的佼佼者,他把一般硅表面的氧化层挤压到最大限度。仙童半导体的晶体管制造工艺也遥遥领先当时其他公司,他们首先把具有半导体性质的杂质扩散到高纯度硅片上,然后在掩模上绘好晶体管结构,用照相制版的方法缩小,将结构显影在硅片表面氧化层,再用光刻法去掉不需要的部分

  
扩散、掩模、照相、光刻……整个过程叫做平面处理技术,它标志着硅晶体管批量生产的一大飞跃,仙童看到了一个巨大的商业未来:用这种方法既然能做一个晶体管,为什么不能批量做几十个、几百个,甚至几千几万?

  
1959年2月,TI工程师基尔比(J.kilby)申请第一个集成电路发明专利的消息传来,诺依斯十分震惊。他当即召集剩下7位元老商议对策。基尔比在TI面临的难题,如在硅片上进行两次扩散和导线互相连接等等,正是仙童半导体的长处。诺依斯提出,用蒸发沉积金属的方法代替热焊接导线,来解决元件相互连接的问题。

  
1959年7月30日,他们也向美国专利局申请了专利。为争夺集成电路的发明权,两家公司开始了一场旷日持久的口水战。

  
1966年,基尔比和诺依斯同时被富兰克林学会授予巴兰丁奖章,基尔比被誉为“第一块集成电路的发明家”。诺依斯被誉为“提出了适合于工业生产的集成电路理论”的人。1969年,法院最后的判决下达,也从法律上实际承认了集成电路是一项同时的发明。

  
由于发明集成电路使它的名声大振,母公司费尔柴尔德摄影器材公司决定以300万美元购买其股权,“八叛逆”每人有价值25万美元的股票。

  
1964年,仙童半导体公司创始人之一摩尔博士,以三页纸的短小篇幅,发表了一个奇特的定律。摩尔预言道,集成电路上能被集成的晶体管数目,将会以每18个月翻一番的速度稳定增长,并在今后数十年内保持着这种势头。摩尔所作的这个预言,因后来集成电路的发展而得以证明,并在较长时期保持了它的有效性,被人誉为“摩尔定律”,成为新兴电子电脑产业的“第一定律”。

  

开枝散叶——一家仙童,半个硅谷
 

60年代的仙童半导体公司进入了它的黄金时期。1967年,公司营业额接近2亿美元,在当时就是一个天文数字。 

成功背后,危机悄然而至。
 

母公司总经理不断把仙童半导体盈利利润转移到费尔柴尔德摄影器材公司。此外,母公司和仙童半导体公司的工作氛围截然不同。前者作为名震四方的老企业,充斥着迂腐、阶级、顽固的味道,仙童半导体的一举一动都要受到母公司的管辖;后者的仙童半导体作为硅谷的元老公司,其身上流淌着自由、活力、平等的血液,两者经营理念大相径庭。仙童半导体开始分崩离析。

  • 赫尔尼、罗伯茨和克莱尔最早出走,成立了阿内尔科公司。据说,赫尔尼后来创办的新公司达12家之多。
  • 格拉斯脱离仙童创办西格奈蒂克斯半导体公司。
  • 查尔斯·斯波克(C.Sporck)曾一度担任过仙童半导体公司总经理,1967年出走后,来到国民半导体公司(NSC) 担任CEO。他大刀阔斧地推行改革,把NSC从康涅狄格州迁到了硅谷, 使它从一家亏损企业快速成长为全球第6大半导体厂商。
  • 杰里·桑德斯(J. Sanders)是仙童半导体公司销售部主任,1969年,他带着7位仙童员工创办高级微型仪器公司(AMD),这家公司已经是仅次于英特尔公司的微处理器生产厂商,K6、K6-2等微处理器产品畅销全世界。
  • 诺依斯和摩尔带着格鲁夫(A. Grove)脱离仙童公司自立门户——英特尔(Intel)。

80年代初出版的著名畅销书《硅谷热》(Silicon Valley Fever)写道:“硅谷大约70家半导体公司的半数,是仙童公司的直接或间接后裔。在仙童公司供职是进入遍布于硅谷各地的半导体业的途径。1969年在森尼维尔举行的一次半导体工程师大会上, 400位与会者中,未曾在仙童公司工作过的还不到24人。”

图注:来源网络,图为于仙童半导体相关的公司

 

仙童被卖:成也萧何,败也萧何
 

从1965年到1968年,公司销售额不断滑坡,甚至不足1.2亿美元,连续两年没有赢利。 

为了找人接替诺依斯的工作,谢尔曼·费尔柴尔德以硅谷历史上最高的待遇——3年100万美元薪金外加60万美元股票,从莱斯特·霍根博士来力挽狂澜。 霍根曾经给摩托罗拉公司带来过重大转机,寄予厚望奇迹再次降临仙童半导体。 

在执政仙童半导体6年期限内,霍根尽了最大的努力,使公司销售额增加了两倍。然而,仙童半导体公司的灵魂人物已经离开,大厦将倾也只是时间问题。1974年,无力回天的霍根,把权柄交给36岁的科里根, 而他的继任者却在二三年内,让这家公司从半导体行业的第2位,迅速跌落到第6位。
 

70年代末,科里根终于发现,挽救仙童半导体公司的最好途径是把它卖掉。几经周折,他最终选定了一家拥有21亿美元资产的斯伦贝谢(Schlumberger)公司,尽管这是一家法国公司,而且是经营石油服务业的公司。1979年夏季,曾经是美国最优秀的企业仙童半导体公司被法国外资接管,售价3亿5千万美元,在硅谷内外造成极大的轰动。
 

虽然斯伦贝谢招聘到一批研究人工智能的人才,原本可以让仙童快速进入机器人生产领域,但他们没有这样做。实际上,在继续亏损后,仙童又被用原价的三分之一转卖给另一家美国公司,买主正是原仙童总经理斯波克管理的国民半导体公司(NSC),仙童半导体品牌一度寿终正寝。1996年,国民半导体公司把原仙童公司总部迁往缅因州,并恢复了“仙童半导体”的老名字。但是,拥有员工6500人的“硅谷人才摇篮”却不得不退出了硅谷。 

 

结局 
 

晶体管之父肖克利创造了天才般的发明,但也无法驾驭公司这艘大船;八叛逆缔造时代巨星公司,最终也纷纷离它而去;仙童半导体成也归功于仙童摄影器材公司的种子资金,败也怪罪于母公司的迂腐和贪婪…… 

一鲸落,万物生。仙童诞生汇聚全球英才,陨落时也滋补了硅谷的科技环境发展。今天,硅谷无数科技公司都流淌着仙童半导体的血液,他们是仙童半导体“叛逆”、活力、自由精神的化身,代表着仙童半导体一代代见证电子信息行业的潮起潮落。
 

Tips


仙童半导体已被并购,详情可查看与之相关公司的芯片数据。

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