原创 30年来电子工业10大突破性公司

2008-12-13 16:52 2226 2 2 分类: EDA/ IP/ 设计与制造
当我们回顾电子工业30年来的发展历程时,半导体技术的所有进步似乎都是摩尔定律带来的必然产物。然而,这毕竟只是“事后诸葛亮”。在30年的历史长河中,有很多至关重要的时间点,如果一些关键公司或者人物缺席了这些时间点,许多突破性技术或者商业模式的出现必将推迟,甚至有可能阻碍整个工业部门的出现。任何事情都不是30年前事先预料到的,只有长期不断的艰苦创新在推动着现代半导体工业的前行。

       在这30年里,哪些公司对电子工业的发展起到了最重要的作用?在创新至上的电子工业中,美国著名的《Electronic Business》杂志评选了10家对当今电子工业的规模、形态和特征产生了难以磨灭的巨大影响的公司。以字母排序,以下就是10家真正奠定了当今电子工业外貌的公司。 

       Applied Materials 

       将摩尔定律从一个理论转化为一个法则意味着需要能够制造出密度不断增加的芯片的机器设备的出现。整个半导体工业都在努力满足每一个节点提出的要求。EDA公司在不断开发新工具,半导体公司高管人员在不断调整他们的计划以适应需求的起伏,系统设计师在不断地设计新一代的消费电子产品。但是如果像Applied Materials这样的公司不能制造出满足制造需求的机器设备,以上谈到的一切都将只是无源之水、无本之木。 

       如今,芯片和终端产品的无所不能已经足够让我们惊奇的了,但是一旦你了解了如何制造出这些芯片和终端产品,你的惊奇将会无以言表。假如没有那些能够制造芯片的设备,整个高科技部门的所有人都将失业。当提到面临着难以置信和永无止境的巨大技术挑战的半导体制造设备部门时,Applied Materials首屈一指,它彻底统治了这一部门,而且统治时间堪与英特尔、微软和戴尔等业界巨擘统治各自市场的时间比肩。 

       Applied Materials已经开发出一系列用于多个流程的产品,例如原子层沉积、电化学镀层、离子注入、快速热处理、化学机械抛光和最终晶圆测试等。众所周知,开发出上述一种技术就很不容易了,更何况是所有技术,这需要独特的工程创新并引领新化学流程和技术的发展。很少有人会怀疑Applied Materials在创建信息时代的过程中扮演了关键角色。 

       ARM 

       几十年来,设计芯片就像重复发明车轮一样,通常在浪费着数百名异常勤奋的工程师的辛勤劳动,可惜的是,设计芯片需要那些极富创意的设计师就够了。在身价很高的芯片设计师中,精英是那些设计为每一种复杂的电子产品提供计算能力的核心处理器电路的设计师。 

       此前,ARM作为Acorn Computing的一部分,仅仅是另一个“重复发明车轮”的小作坊,设计并且构建自己的家用计算机,这种努力最终化为第一款商用RISC处理器。ARM从Acorn中剥离出来成为一家独立的公司,标志着传统CPU电路设计时代的终结。 

       如今,几乎没有人再设计核心处理器电路了。原因就在于只需花费白手起家设计电路所需费用的一部分,任何公司就都可以注册ARM核并将其植入芯片中。尽管这一过程目前还不能达到“即插即用”的方便程度,但是ARM核已经被证明具有很好的实用性并带来很多便利,因此,包括英特尔在内的很多公司都可以受惠于ARM的产品。 

       ARM对半导体工业的影响绝不仅仅限于避免了CPU电路设计的重复劳动。随着如今芯片密度越来越大,使用ARM的IP来节省时间和金钱受到越来越多芯片设计者的青睐。2004年,ARM的收入增长了惊人的167%,达到6,000万美元,ARM的成功也是半导体IP业务的最大亮点,而IP部门也正是最近几年处境不佳的EDA软件行业仅有的增长部门。因此,让我们从内心为ARM祝福干杯吧。 

       IBM 

       IBM每年申请的专利数量比其他任何公司都多,它似乎就是一个不尽的发明之源。而当提到它的创新能力时,也同样值得尊敬。IBM的大量发明是其成为重要行业贡献者的基本原因,但这并足以体现其对行业的重大影响力,而其对PC使用模式的创新才最能体现这一点。 

       直到IBM进入PC领域,台式电脑才开始进入大规模个人和商业应用并形成新的行业细分部门。除了发布基于开放硬件架构的IBM PC,IBM还启动了本质上保证如今人们享受无所不在的PC带来的乐趣的标准。如今,为PC、服务器、笔记本电脑和手持设备设计元器件的电子工业的每一位从业者都应该感谢IBM为他们创造了一个坚实的基础。 

       具有讽刺意味的是,当PC更多地成为消费电子产品而不再是计算设备时,IBM最终退出了PC领域,将近况不佳的PC业务部门卖给了来自中国的竞争对手联想公司。 

       倒不是说从长远来看IBM不能从PC业务中获利,只是当PC使用者强烈要求联网时,PC业务分散了IBM主营业务的销售力量。不过,IBM宝贵的PC经验有助于其在目前所从事的服务性业务中游刃有余。 

       Intel(英特尔) 

       英特尔公司总部的电话号码以“8080”结束,业内人士都知道,这是对驱动如今大多数计算机的芯片的原始版本的一种纪念。 

       回首1974年,当时的8080看起来就是一大块硅的结合体,拥有8位总线、64,000字节的地址存储器和2MHz的时钟频率,所有这些功能由6,000个晶体管完成,而每个晶体管的尺寸大约为6微米。 

       最初的8080有时被用来印证英特尔共同创始人之一戈登·摩尔早先提出的预测,9年前,摩尔预言一块芯片上集成的元器件将每18个月翻一番。摩尔在1965年发表的文章中预言:“到1975年,单一硅芯片上将集成65,000个晶体管。”因此,在验证摩尔的预言方面,8080实际上出现了一个数量级的误差。 

       不管怎么说,追寻摩尔定律的脚步已经成为英特尔公司过去30年来的战斗口号。通过源源不断地向市场推出密度更高、功率更大的芯片,英特尔已经用充分的事实让那些认为“摩尔定律已无用武之地”的预言家失去市场。 

       LSI Logic 

       当说到赚钱,半导体行业一直以来喜欢以量取胜,这也是绝大多数早期芯片都是通用芯片的原因。当时的舆论普遍认为,如果你想赚钱,你最好设计并制造那些能够应用在多个不同场合的芯片,因为它们可以产生尽可能多的需求。 

       然而,随着半导体销售的持续增长,对几名几位行业思想家来说,也许还存在用于特定应用需求的定制化半导体产品市场的想法逐渐清晰。这些思想家中的一位,时任仙童半导体公司高级管理经理的Wilfred J. Corrigan于1981年脱离仙童公司创办了LSI Logic,此举也开拓了后来为人所熟知的ASIC市场。 

       在速度和效率方法,ASIC芯片较通用芯片具有巨大的优势,后者通常需要复杂的板上电路才能被应用于电子成品。此外,由于ASIC芯片可以被专门定制用于特定的任务而省去那些不必要的机器指令,它们的速度比通用芯片快了许多。 

       然而,ASIC芯片具有的真正优势在于其对商业模式内在属性的改变。客户可以到像LSI这样的ASIC公司,定制他们所需要的芯片,并被承诺这些芯片可以立即投入使用。 

       将芯片作为可定制服务性产品的思想使LSI Logic公司董事会主席Wilfred J. Corrigan拥有1.3亿美元的资产,并成为与Ringo Starr和Paul McCartney比肩的最成功的英国利物浦人。 

       Molex 

       专家们可以详细地解释连通性的优点,但是他们很少提到一个显而易见的事实,那就是没有可用的插头和插座,将各种东西连接起来将成为让人头痛的世界级难题,这也是美国经济大萧条时期电子工业面临的问题,那时几乎所有的配线都用烧热的烙铁连接起来。这种情况一直持续到美国伊利诺斯州一家花盆制造商Molex的出现。 

       Molex最初利用橡胶工业的副产品生产花盆,由于第二次世界大战中的橡胶短缺,这家公司突然走俏起来。事实证明,除了生产迷人的花盆之外,Molex还能生产顶级的电绝缘体产品。不久以后,Molex公司开始为通用电气公司和其他设备制造商生产低成本的连接器。 

       生产这些接线盒不久就被证明比生产花盆更加有利可图,1960年,Molex引进了一条尼龙插头和插座生产线,而这也成为几万种电气元件事实上的连接标准。当PC革命给世界带来巨大变革时,Molex被推上时代的潮头。Molex公司种类丰富的橡胶连接器成为将各种分立元器件组装起来的首选产品。Molex的连接器就像是将PC的各个部件粘起来的胶水一样。 

       如今,只有泰科国际公司的连接器产量超过Molex。但是与丑闻缠身的泰科不同,Molex是高科技部门中几家最低调的公司之一。公司的网站平淡无奇,此外,除了发布必须的财务报告之外,Molex很少发布什么新闻。 

       Sony(索尼) 

       并非很多首席执行官敢于告诉比尔·盖茨该怎么做并拒绝他的要求。但是这种情况在最近于瑞士达沃斯举行的世界经济论坛上就发生了,当盖茨向时任索尼董事会主席的NobuyukiIdei施压,要求索尼在其新一代PlayStation上使用Windows CE时,Idei将微软称为“一个操作系统恐龙”,给其他公司感带来了强大的压力。 

       索尼敢于如此“放肆”的原因在于,实际上是索尼公司努力开创了现代消费电子产品市场。这种努力的标志性的事件就是1979年索尼公司推出的Walkman便携式磁带录音机。 

       然而,Walkman也并非只是索尼公司幸运的发现。早在这之前的20年前,索尼就推出了世界上第一款商用晶体管电视。1983年,索尼推出了世界上第一款家用卷带式磁带录像机;1985年,索尼又推出了世界上首款CD播放器。1995年,随着推出大获成功的PlayStation平台,索尼挽救了当时濒临倒闭的电脑游戏市场。假如你在玩电脑游戏,就有可能正在使用索尼公司的发明。 

       那时的辉煌过后,索尼公司经历了一段曲折的发展过程,最近更是拱手将数字音乐播放器市场让与苹果公司。像是对Idei在达沃斯发表的讽刺性评论的报复,微软公司的Xbox游戏机已经吞噬了PlayStation的一部分市场。然而,尽管索尼公司近几年并没有推出什么“杀手级”消费电子产品,但是“瘦死的骆驼比马大”,索尼公司依然很强大并且能够对业界施加重要的影响。 

       Texas Instruments(德州仪器) 

       1978年,美国最畅销的玩具是Simon,它允许使用者通过各种按钮来复制并再生不断增大的亮度和声音。Simon是世界上最早几款由微处理器控制的玩具之一。它的受欢迎程度让你有理由猜想是Simon完全开创了半导体工业的一个全新部门。 

       然而,这次你猜错了。也许Simon的销量可以达到几百万个,但是随着技术的发展它最终将走向死胡同。就市场销售量来讲相对失败的德州仪器公司于1978年推出的玩具Speak & Spell才真正改变了半导体工业。而当时,德州仪器公司的计算器较他们由微处理器控制的玩具更加为人所知。 

       Speak & Spell受到关注始于德州仪器1978年发布的一篇新闻稿,在新闻稿中,Speak & Spell被称为“一种新型的基于线性预测编码的语音合成单片集成电路”。就像名字所暗示的那样,它基于线性方程来精确地描述人类语音的数学模式,达到还原语音的目的。然而,它并没有引发想象中的挤破大型连锁店大门的火爆销售场面。 

       然而,不管怎么说,这种“单片集成电路”是世界上第一个真正的数字信号处理器(DSP)。如今,DSP产品作为世界最重要的硅产品与CPU和存储器相抗衡。作为典型的混合信号产品,DSP具有连接模拟(或者说真实)世界和数字(或者说虚拟)世界的功能,任何想为真实世界的人类所用的产品都离不开这种本质的功能。 

       Speak & Spell已经成为历史,但是从那时起,凭借着对DSP市场的掌控,德州仪器公司已经成为全球第三大半导体公司。然而,只是不知道德州仪器是不是还会重返玩具市场。 

       TSMC(台积电) 

       制造芯片是一件困难的事情,在台积电进入这一领域之前更是如此。 

       一提到制造芯片,问题的实质就是产量,也就是说,必须达到一定的产量才能收回制造成本。这对像IBM这样的纵向整合公司来说没有问题,但是对于无生产线公司来说,制造芯片则是真正的“利润杀手”。 

       为了保证可以接受的利润率,无生产线半导体公司需要联合起来预计芯片的制造量来租用生产设备,但是很不幸,制造设备通常处于供应不足的情况。直到台积电的出现才改变了这种情况。 

       并非将芯片制造流程变得异常神秘,台积电集中精力提供专业制造代工服务,那些从来没有进过绝对无尘室的设计工程师都可以使用这种服务。 

       当AMD和Nvidia提前将台积电的一些还没有完全成熟的最新流程付诸应用时,他们遇到了一些麻烦。但是从总体上来看,台积电还是增加了无生产线公司的利润率,并使得无生产线模式成为一种新的可行的模式。 

       超过80亿美元的收入只能使台积电位列全球第九大IC制造公司,也许台积电并没有IBM或者英特尔那样的行业影响力,但是台积电的表现继续优于其他半导体合同制造商的事实表明,台积电开创的模式具有真正的价值。 

       Xilinx(赛灵思) 

       与赛灵思公司的高管人员谈话,你将有机会听到他们对可编程逻辑优点滔滔不绝的讲述。尽管FPGA也许是晶圆切片出现以来最重要的发明,但是赛灵思公司的伟大之处在于它证明了不建立自己的工厂照样可以成为半导体公司的可行性。 

       建立一家新工厂的成本正在呈几何级数的增长,这对小型半导体公司来说可绝对不是什么好消息。 

       赛灵思公司也遇到过同样的问题。当其1985年希望制造自己的第一款芯片时赛灵思没有自己买设备建工厂,而是找到了IBM微电子合作,由此一种新的商业模式诞生了。那就是并非出资几百万美元购买制造设备和生产线,赛灵思公司将这笔钱用于雇佣工程师来开发新的IP。 

       随后许多公司采用了与赛灵思相同的发展模式,这使得半导体工业从纵向整合公司一统天下转变为各种不同规模公司的百花齐放。无生产线模式的先驱赛灵思公司同时推动了EDA软件业的发展,而EDA行业的进步又使得将设计和制造分离成为可能。 

       然而,当半导体行业转向90纳米以下工艺节点时,无生产线模式的前景就有些不明朗了,原因在于更新的工艺节点也许需要更加紧密的设计和制造联系的回归。这也许会给无生产线设计带来更多的风险。当然,任何担心无生产线模式具有风险的人可以继续走可编程逻辑路线。
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