情怀不能当饭吃：从美国集成电路的发展历程看“中国芯”的困境

　　集成电路时代-从实验室到市场

　　在1950年代末，美苏进入太空竞赛阶段。

　　苏联早早地把人送上了太空。美国急需将各种设备小型化，需要把大量电子管的产品替换成晶体管的产品。早期的晶体管技术还是实验室技术，离大规模生产还有一大段距离。

　　国内经常有一种错觉：

　　我们用集中力量办大事的模式，在实验室搞出一个产品，就真的“填补了国内空白，达到国际先进水平”。

　　从实验室到市场有非常长的路要走，也是最难走的。

　　晶体管之父肖克利在发明三极管后离开了贝尔实验室，去找了一批最优秀的科学家准备产业化生产晶体管。可惜肖克利这个人相当mean，管理能力一塌糊涂。从肖克利实验室中分裂出了大名鼎鼎的“仙童八叛将”。

　　这八个人中有一位Kleinier ，找到了负责他爸爸企业银行业务的纽约海?登斯通投资银行(Hayden Stone & Co.)。他们给投资银行去了封信，附了一份投资计划(BP)计划书除了提到他们曾在诺贝尔奖得主及晶体管发明人手下工作过。这份计划书，转到了投行员工Arthur Rock的手上，他敏锐地发现了其中的机会。Rock认为他和这8个人一起成立公司，开发半导体器件。

　　Rock说服自己的老板Coyle一起去加州见这8个人。Kleiner说，他们计划用硅产业化制造晶体管，如果成功，将是一场电子工业革命!

　　两个银行家被打动了，Coyle说，我没有准备协议书，拍出10张一美元的纸币，哥们，要入伙的，在上面签字。仙童八叛将与两位银行家在1美元纸币上签了名字。

　　硅谷第一家真正意义上的由风险投资资本投资创业的半导体公司诞生了!

　　1957年9月18日，八个年轻人向肖克利辞职。肖克利没想到，他这些员工居然不感恩戴德，反要辞职。肖克利大怒，称他们为“叛逆八人帮”(traitorous eight)。肖克利创造的“叛逆八人帮”一词，很快成了一个硅谷传奇、一个高科技传奇、一个美国传奇。这种叛逆精神成了硅谷的一种全新的创业精神，影响了几代硅谷人。

　　美苏冷战给仙童带来了巨大的发展机会，仙童公司的销售在报纸上得知IBM在为空军设计导航计算机，但是找不到合适的晶体管。德州仪器的硅管没能通过IBM测试。仙童公司迅速抓住了机会，通过大股东的关系，找到了IBM，拿到了第一张订单 ：IBM向仙童以每个150美元的价格，订购100个硅管。半年后，仙童八叛将，将100个双扩散NPN型晶体管交付给IBM。

　　这时是1958年，公司成立仅仅1年!

　　虽然，传统的电子管替换成晶体管，减少了体积。但是随着晶体管越堆越多，新的问题出现了：电路中器件和连线也越来越多，电路的布线和响应都遇到了瓶颈。唯一的出路就是缩小电路尺寸。

　　1958年，仙童八叛将之一的Jean Hoerni发明了平面工艺，解决了晶体管的绝缘和连线问题。技术上解决了把晶体管拍平放在同一个晶片上的问题。

　　1959年1月23日，仙童八叛将之一的Noyce，写下了：如何制造集成电路问题，可以把不同的元件制作在一块晶片上，然后用平面工艺再把各个元件连接起来。这样，就可以在一个硅片上实现一个逻辑电路。大大减少了尺寸，布线，功耗，成本。

　　而与此同时1958年7月24日，德州仪器TI的Kilby在工作笔记中也写道：

　　“由很多器件组成的极小的微型电路是可以在一块晶片上制作出来的。由电阻、电容、二极管和三极管组成的电路可以被集成在一块晶片上。”而且他在笔记中记录了大概的工艺构思。

　　1958年8月28日，Kilby把他自己的设想实现了。

　　很快他对电路做了一些改进。在这个时间节点上很多有技术实力的公司都在冲刺集成电路。一家叫RCA的公司，准备在1959年初递交集成电路专利。TI非常紧张，赶紧帮Kilby 准备了宽泛的专利，于2月6日交给了专利局。

　　而此时仙童公司也在1959年2月提交了集成电路的专利申请书，但是强调了仙童的集成电路使用平面工艺来制造集成电路的。

　　TI和仙童公司进入旷日长久的专利诉讼。最后的结果是，法庭将集成电路的发明权授予了TI的Kilby，内部连线技术专利授予了Noyce。相当于承认他们两人是集成电路的共同发明人。1966年，双方达成协议，承认对方享有部分集成电路发明专利权，其他任何生产集成电路的厂商，都要从TI和仙童取得授权。

　　从此人类社会进入集成电路时代，摩尔定律一步一步提高晶体管的集成度。今天随便一个PC的CPU内部都是10亿以上的晶体管。

　　而在集成电路这次技术革命上，中国和苏联已经在科技树上走到叉道上去了。

　苏联的芯片之痛

　　前苏联的科学家一直是非常出色的，在跟踪了西方发展之后：

　　1953年，就搞出了苏联第一批的点接触锗型晶体管。

　　1955年，面接触锗型晶体管问世。

　　1956年，硅晶体管问世，比美国仅仅晚了6年。

　　但是苏联在科技上走的很多一些弯路是学阀造成的。最典型的例子是苏联生物学中李森科，极大阻碍了苏联的生物学发展，凡是不同意见，哪怕仅仅是学术意见不同，统统封杀。

　　苏联的集成电路的产业化在苏联内部遭到了各种阻力，有些是出于部门利益，有些是出于无知，有些是出于学术分歧。苏联半导体权威约飞院士都不支持锗半导体研究，据复旦大学物理系教授王讯回 忆1956年他在中国科学院物理研究所进行半导体研究实习的时候说：

　　当时国内的锗、硅半导体材料是根本没有的，在苏联也不重视对锗材料和锗晶体管的研究。苏联当时半导体界受其权威约飞的控制，只相信他们自己的研究方向，做半导体热电效应和温差发电等。国内的研究受到他们影响，因为当时国家的十二年科学规划是苏联专家帮助制订的。所以在 1955 年，我们只能做氧化亚铜，这种材料是早期发现的一种半导体材料。

　　由于苏联国内的斗争，1956年在苏联部长会议一次讨论中，出现了“晶体管永远不会成为一个有用的东西，充其量就是做助听器，让社会保障机构去干吧!”的结论。

　　然后苏联人就拼命攀爬缩小电子管这条羊肠小道去了，爬错科技树，而且不知道悔改。一直走到黑，真空电子管再也无法缩小了。然后再去爬集成电路技术已经晚了。

　　苏联错过了集成电路革命，也就错过了计算机革命，错过了互联网革命，更不要说什么移动互联网了。继承苏联衣钵的俄罗斯，黑客的能力很强，但是整个计算机产业真是乏善可陈，芯片市场份额仅占全球1%都不到。

　　苏联的失败例子其实对中国的科研非常有参考意义，有机会详细阐述。