電子科學與技術導論

電子科學與技術導論第1頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四本

課

程

內(nèi)

容1.電子科學與技術發(fā)展歷史2.電子科學與技術研究基礎和內(nèi)容

物理基礎和數(shù)學基礎;基本半導體器件;

電子系統(tǒng)工程分析方法和EDA工具;

3.基本應用技術4.集成電路5.在系統(tǒng)可編程技術和SOC技術6.中國集成電路(芯片)展望7.應用示例

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50年前，注重視知識產(chǎn)權的美國上演了這樣一場爭議，美國TI公司（德州儀器TexasInstruments）的JackKilby發(fā)明了的IC（IntegratedCircuit）；差不多在此同時，美國仙童公司（Fairchild）的RobertNoyce宣布了他發(fā)明的IC，法院最終裁決為同時發(fā)明，各有知識產(chǎn)權。對簿公堂并沒有影響IC的發(fā)展，從此，一個嶄新而又偉大的時代開啟了。

1958年杰克·基爾比發(fā)明的第一塊集成電路

1959年羅伯特·諾依斯發(fā)明可商業(yè)生產(chǎn)的集成電路第3頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四集

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代1965年，GordonMoore總結出IC上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍，即3年4翻的增長規(guī)律。隨后的近50年里，計算機變成人們不可或缺的工具，信息技術由實驗室進入無數(shù)個普通家庭，因特網(wǎng).多媒體視聽設備豐富著每個人的生活，IC已經(jīng)成就了年產(chǎn)值3000億美元的巨型產(chǎn)業(yè)。這個時代不斷的給我們帶來驚喜，越來越小的設計線寬和越來越高的集成度一直完美的演繹著“摩爾定律”。

2005年，90nm設計線寬的集成電路產(chǎn)品開始上市，集成電路技術的總體水平自此跨入了全新的納米時代。

2006年，在90nm產(chǎn)品逐漸增多的同時，基于65nm技術的集成電路產(chǎn)品相繼出現(xiàn)。

2007年，各類60nm～65nm水平的DRAM、FLASH、ASIC、FPGA等電路產(chǎn)品已經(jīng)大批量生產(chǎn)，45nm工藝技術的成熟程度也在不斷提高，多類產(chǎn)品開發(fā)成功，商品化產(chǎn)品開始進入市場。作為45nm之后的32nm技術，近期也取得了進展。

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1947年12月23日，貝爾實驗室在助聽器中展示了人類第一塊晶體管，WilliamShockley被譽為晶體管之父。在隨后的10年中，晶體管技術不斷進步，包括隨后發(fā)明的單鍺晶硅、生長結型晶體管、接觸型硅晶體管和固態(tài)晶體管開關等，德州儀器和貝爾實驗室分別在1954年推出晶體管收音機和全晶體管計算機，并且，1957年美國第一個軌道衛(wèi)星“探測者”也首次使用了晶體管技術。晶體管的問世，是20世紀的一項重大發(fā)明，是微電子革命的先聲。晶體管出現(xiàn)后，人們就能用一個小巧的、消耗功率低的電子器件，來代替體積大、功率消耗大的電子管了。晶體管的發(fā)明又為后來集成電路作好了基礎。也正是因為有了集成電路才把晶體管的優(yōu)點充分地、全方位地展現(xiàn)出來。兩項發(fā)明可謂姊妹華章，晶體管的產(chǎn)業(yè)化過程為集成電路的發(fā)明作了準備，集成電路的技術進步又推動了晶體管的進展。

1947年發(fā)明的點接觸型晶體管第5頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四和

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事杰克?基爾比(JackKilby)：集成電路鼻祖

大學畢業(yè)后，基爾比選擇了一家電子器件供應商制造收音機、電視機和助聽器的部件，在工作之余，基爾比還在在威斯康星大學上電子工程學碩士班夜校。

1958年，34歲的基爾比加入德州儀器公司。也正是德州儀器這一溫室，孕育了基爾比的成就。當時公司的工程師們因為受到晶體管發(fā)明的鼓舞，開始嘗試設計高速計算機，但是晶體管的發(fā)明雖然意義重大，但是問題還沒有完全解決，應用晶體管組裝的電子設備還是太笨重了，工程師設計的電路需要幾英里長的線路和上百萬個的焊點，沒有人能建造它們。顯然，個人擁有計算機，仍然是一個遙不可及的夢想。針對這一情況，基爾比提出了一個大膽的設想：“可以在一個半導體單片上安置以下電子元器件：電阻、電容、晶體管等。”這個新來的工程師開始試制一個叫做相位轉換振蕩器的簡易集成電路。

1958年9月12日，基爾比成功地實現(xiàn)了把電子器件集成在一塊半導體材料上的構想，研制出了世界上第一塊集成電路，并通過了德州儀器公司高層管理人員的檢查，這一天，被視為集成電路的誕生日，而就是這枚小小的芯片，開創(chuàng)了電子技術歷史的新紀元。

從此,集成電路取代了晶體管。

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事偉大的發(fā)明總是需要經(jīng)過時間的考驗才能證明它的價值。從

1958年發(fā)明集成電路，到2000

年獲得諾貝爾獎，這是一個遲來四十二年的諾貝爾物理學獎。也就愈突顯出基爾比的成就。諾貝爾獎評審委員會曾經(jīng)這樣評價基爾比：“為現(xiàn)代信息技術奠定了基礎”?；鶢柋葘θ祟惿鐣呢暙I無法估量，他曾經(jīng)工作過的德州儀器公司董事會主席湯姆·恩吉布斯是這樣評價他的：“我認為，有幾個人的工作改變了整個世界，以及我們的生活方式——亨利·福特、托馬斯·愛迪生、萊特兄弟，還有杰克·基爾比。如果說有一項發(fā)明不僅革新了我們的工業(yè)，并且改變了我們生活的世界，那就是杰克發(fā)明的集成電路?！钡沁@位集眾多榮譽于一生的大師，卻始終保持著工程師的樸實與腳踏實地的精神，在其一生中，他始終投身于改變?nèi)祟惿畹碾娮影l(fā)明領域，他一生中有六十多項發(fā)明。迄今為止，正全面改造人類的個人電腦、移動電話等3C產(chǎn)品，皆源于他的發(fā)明。

2005年6月20日，杰克·基爾比在與癌癥作了艱難的搏斗之后，在德州達拉斯市的家中與世長辭，享年81歲。

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事羅伯特諾伊斯（RobertNoyce）：

科學、商業(yè)雙料巨人

他在基爾比的基礎上發(fā)明了可商業(yè)生產(chǎn)的集成電路，使半導體產(chǎn)業(yè)由“發(fā)明時代”進入了“商用時代”。同時，還共同創(chuàng)辦了兩家硅谷最偉大的公司：一個是曾經(jīng)有半導體行業(yè)“黃埔軍?！敝Q的-仙童(Fairchild)公司，一個是當今世界上最大設計和生產(chǎn)半導體的科技巨擎英特爾公司。

1959年7月，諾伊斯研究出一種二氧化硅的擴散技術和PN結的隔離技術，并創(chuàng)造性地在氧化膜上制作出鋁條連線，使元件和導線合成一體，從而為半導體集成電路的平面制作工藝、為工業(yè)大批量生產(chǎn)奠定了堅實的基礎。與基爾比在鍺晶片上研制集成電路不同，諾伊斯把眼光直接盯住硅－地球上含量最豐富之一的元素，商業(yè)化價值更大，成本更低。自此大量的半導體器件被制造并商用，風險投資開始出現(xiàn)，半導體初創(chuàng)公司涌現(xiàn)，更多功能更強、結構更復雜的集成電路被發(fā)明，半導體產(chǎn)業(yè)由“發(fā)明時代”進入了“商用時代”。

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事當然在這個“商用時代”還誕生了諾伊斯最大的成就：1968年諾伊斯離開了曾經(jīng)有半導體行業(yè)“黃埔軍?！敝Q的-仙童(Fairchild)公司（孕育出包括英特爾、AMD、美國國家半導體等當今半導體行業(yè)著名公司）與戈登-摩爾、安迪-格羅夫同創(chuàng)建了英特爾（Intel）。

1971年，諾伊斯所在的Intel成功地在一塊12平方毫米的芯片上集成了2300個晶體管，制成了一款包括運算器、控制器在內(nèi)的可編程序運算芯片，也就是我們現(xiàn)在所說的中央處理單元（CPU），又稱微處理器，這也是世界上第一款微處理器——4004。開始了英特爾（Intel）飛速發(fā)展，從1968年的收入為零直到今天超過三百五十億美金營業(yè)額。

一個人同時置身科學界和企業(yè)界，最終還能功德圓滿，實屬罕見，而諾伊斯卻做到了，他已經(jīng)成為半導體工業(yè)的象征人物，人們尊敬的稱他為：“硅谷市長”。這位“硅谷市長”的成就也成為半導體行業(yè)工程師日夜奮斗的目標。

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事戈登摩爾（GordonMoore）：一個人一個行業(yè)的定律

在今天的IT行業(yè)有一個神話，這個神話就是一條定律把一個企業(yè)帶到成功的巔峰，這個定律就是“摩爾定律”，而這個企業(yè)就是Intel。這個定律的發(fā)現(xiàn)者不是別人，正是世界CPU市場霸主Intel公司的創(chuàng)始人之一的戈登·摩爾。

1929年1月3日，戈登·摩爾出生在距離舊金山南部的一個小鎮(zhèn)，1954年獲物理化學博士學位，1956年同諾伊斯一起創(chuàng)辦了傳奇般的仙童(Fairchild)公司，主要負責技術研發(fā)。1968年在諾伊斯辭職后，戈登·摩爾跟隨而去一起創(chuàng)辦了Intel,1975年成為公司總裁兼CEO。

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事摩爾定律的偉大不僅僅是促成了英特爾巨大的商業(yè)成功，半導體行業(yè)的工程師們遵循著這一定律，不僅每１８個月將晶體管的數(shù)量翻一翻，更是意味著同樣性能的芯片每18個月體積就可以縮小一半，成本減少一半。也可以說是因為摩爾定律讓我們生活中的電子產(chǎn)品性能越來越強大，體積越來越輕薄小巧，價格越來越低廉。

1998年已經(jīng)退休的摩爾從美國前總統(tǒng)布什的手中接過了美國技術獎。今天，他的名字就像他提出的“摩爾定律”一樣，響徹在半導體行業(yè)每個人的心中。摩爾定律就像一股不可抗拒的自然力量，統(tǒng)治了硅谷乃至全球計算機業(yè)整整三十多年。

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事安迪格羅夫(AndyGrove)

微處理器之王狂妄的匈牙利人

“Onlytheparanoidsurvive．”只有偏執(zhí)狂才能生存。說這句話正是安迪·格羅夫。

還記得沒有電腦之前的生活嗎？可以這樣說，沒有英特爾的微處理器，就算一萬個年少輕狂才華橫溢的比爾·蓋茨也無濟于事。從1987年接過英特爾的ＣＥＯ接力棒之后，他不斷以打破傳統(tǒng)、挑戰(zhàn)現(xiàn)有邏輯的戰(zhàn)略思維，使微處理器這顆數(shù)字革命的心臟強勁跳動，為數(shù)字時代提供源源不斷的動力。同樣地，沒有安迪·格羅夫，也就沒有今天最成功的半導體公司英特爾。

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事進入20世紀80年代，隨著美國經(jīng)濟的衰退與日本人咄咄逼人的攻勢，英特爾公司最終儲存業(yè)務陷入了重重困境，財務周轉失靈，庫存積壓成山。

1986年格羅夫提出的新的口號“英特爾，微處理器公司”，毅然舍棄儲存業(yè)務把英特爾的主營業(yè)務轉到微處理器上去。正是這個決策讓英特爾順利地穿越了存儲器劫難的死亡之谷，使英特爾從一個二流的DRAM廠商轉變?yōu)橐粋€壟斷性的CPU廠商。

同年英特爾推出386系列處理器，又相繼推出486，奔騰系列中央處理器，處理器的性能越來越強大，速度越來越快，甚至不再是簡單的單個核心，雙核、四核的處理器逐漸步入人們生活，個人電腦時代來臨了。印有“IntelInside”品牌標志的處理器成了世界上80%計算機的心臟，“IntelInside”一度成為本產(chǎn)業(yè)的黃金標準響徹全球也在改變著世界。

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事張忠謀:

新行業(yè)機構的締造者

一個人定義了一個產(chǎn)業(yè)，一個人開創(chuàng)了一個新的代工時代，一個人讓整個集成電路行業(yè)更有活力，這個人就是張忠謀。

27歲的張忠謀效力于德州儀器公司，并且一干就是25年。1985年，受臺灣方面邀請，張忠謀辭去在美國的高薪職位返回臺灣，出任臺灣工業(yè)技術研究院院長，致力于臺灣半導體業(yè)的崛起和產(chǎn)業(yè)升級，1987創(chuàng)建了全球第一家專業(yè)代工公司——臺灣積體電路制造股份有限公司（臺積電）開創(chuàng)了半導體代工時代。

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事在臺積電之前集成電路行業(yè)的模式都是一樣的：所有的集成電路都是自己設計自己做，Intel、三星等公司集芯片設計和生產(chǎn)于一體，全能但龐大臃腫。正是這種大而全的設計生產(chǎn)方式，帶來了高成本，高門檻的弊端，放慢了整個集成電路行業(yè)的步伐。

看到這一商業(yè)機會的張忠謀，大膽成為第一家“純”晶圓代工公司，不與客戶競爭，不設計或生產(chǎn)自有集成電路，只幫助半導體公司生產(chǎn)已經(jīng)設計成型的集成電路。正是這種模式為臺積電帶來巨大財富的同時也創(chuàng)造了兩個新的行業(yè)－晶圓代工廠，F(xiàn)abless（無生產(chǎn)線集成電路設計公司）。由于省去了費用高昂的晶圓制造環(huán)節(jié)，集成電路行業(yè)整體門檻降低，誕生了一大批新生的具有活力的集成電路設計公司，為整個集成電路行業(yè)帶來了新活力與創(chuàng)意。

2007年，英特爾宣布與臺積電同時生產(chǎn)45納米工藝的芯片。這標志著臺積電在技術提高方面如此可靠，以至于像英特爾這樣的國際性大芯片公司都決定停止或放緩自己生產(chǎn)技術的發(fā)展步伐，把更多的精力放在技術研發(fā)領域。同時傳統(tǒng)芯片公司NXP和德州儀器公司也宣布，將停止開發(fā)一些芯片生產(chǎn)技術，轉而與臺積電等亞洲晶圓代工企業(yè)制造芯片，集成電路細分工時代全面到來，一個嶄新的更具活力的集成電路行業(yè)展現(xiàn)在我們面前。

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事仙童：人材定成敗仙童半導體是整個半導體發(fā)展史的一個傳奇。如果不是當初的八叛逆加入到仙童，那么也就沒有現(xiàn)在的Intel,AMD,NS,ADI等等眾多的半導體行業(yè)領軍者

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是半導體界公認的世界上最大、最富創(chuàng)新精神和最令人振奮的半導體生產(chǎn)企業(yè)，為硅谷的成長奠定了堅實的基礎。更重要的是，這家公司還為硅谷孕育了成千上萬的技術人才和管理人才，它不愧是電子、電腦業(yè)界的“西點軍校”，是名符其實的“人才搖籃”。第16頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四和

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事八位年輕的科學家從美國東部陸續(xù)到達硅谷，晶體管之父投奔到肖克利麾下。與肖克利在研發(fā)方向上產(chǎn)生矛盾后，八位青年在諾依斯帶領下離開了實驗室，肖克利怒不可遏地罵他們是“八叛逆”（TheTraitorousEight）?！鞍伺涯妗闭业搅艘呀?jīng)60多歲的費爾柴爾德先生，他僅僅提供了3600美元的種子基金，要求他們開發(fā)和生產(chǎn)商業(yè)半導體器件，并享有兩年的購買特權。于是，“八叛逆”創(chuàng)辦的企業(yè)被正式命名為仙童半導體公司，“仙童”之首自然是諾依斯。到1958年底，“八叛逆”的小小公司已經(jīng)擁有50萬銷售額和100名員工，依靠技術創(chuàng)新優(yōu)勢，一舉成為硅谷成長最快的公司。1959年2月，德克薩斯儀器公司（TI）工程師基爾比（J.kilby）申請第一個集成電路發(fā)明專利被公諸于眾.諾依斯同時正在用蒸發(fā)沉積金屬的方法代替熱焊接導線，這是解決元件相互連接的最好途徑。仙童半導體公司開始奮起疾追。1959年7月30日，他們也向美國專利局申請了專利。第17頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四和

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事60年代的仙童半導體公司進入了它的黃金時期。到1967年，公司營業(yè)額已接近2億美元，在當時可以說是天文數(shù)字。公司在業(yè)內(nèi)的地位也越來越重。然而，也就是在這一時期，仙童公司也開始孕育著危機。母公司總經(jīng)理不斷把利潤轉移到東海岸，去支持費爾柴爾德攝影器材公司的盈利水平。目睹母公司的不公平，“八叛逆”陸續(xù)脫離了仙童公司。80年代初出版的著名暢銷書《硅谷熱》（SiliconValleyFever）寫到：“硅谷大約70家半導體公司的半數(shù)，是仙童公司的直接或間接后裔。在仙童公司供職是進入遍布于硅谷各地的半導體業(yè)的途徑。1969年在森尼維爾舉行的一次半導體工程師大會上，400位與會者中，未曾在仙童公司工作過的還不到24人?！?/p>

第18頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四和

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事人才大量流失是硅谷發(fā)展的“福音”，給仙童半導體帶來的卻是一場災難。從1965年到1968年，公司銷售額不斷滑坡，還不足1.2億美元，連續(xù)兩年沒有贏利。為了找人接替諾依斯的工作，費爾柴爾德不惜重金從摩托羅拉公司請來霍根博士，霍根在仙童6年盡了最大的努力，使銷售額增加了兩倍。但仙童半導體公司的靈魂人物已經(jīng)離去，1974年，無力回天的霍根，把權柄交給36歲的科里根，而他的繼任者卻在二三年內(nèi)，讓這家公司從半導體行業(yè)的第2位，迅速跌落到第6位。70年代末，科里根終于發(fā)現(xiàn)，挽救仙童半導體公司的最好途徑是把它賣掉。幾經(jīng)周折，他最終選定了一家擁有21億美元資產(chǎn)的施拉姆伯格（Schlumberger）公司，盡管這是一家法國公司，而且是經(jīng)營石油服務業(yè)的公司。外資似乎也不能給日益衰敗的仙童半導體注入活力，原本可以讓仙童快速進入機器人生產(chǎn)領域，但他們沒有這樣做。實際上，在繼續(xù)虧損后，仙童又被用原價的三分之一轉賣給另一家美國公司，買主正是原仙童總經(jīng)理斯波克管理的國民半導體公司（NSC），仙童半導體品牌一度壽終正寢第19頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四和

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事1996年，國民半導體公司把原仙童公司總部遷往緬因州，并恢復了“仙童半導體”的老名字。但是，擁有員工6500人的“硅谷人才搖籃”卻不得不退出了硅谷。命運多舛的“仙童”，1997年3月被國民半導體公司以5.5億的價格再次出售。被人買來賣去的滋味肯定不好受，仙童半導體CEO和總裁龐德（K.Pond）希望對公司實施了戰(zhàn)略性重組。仙童半導體公司終于具有中立的身份。之后的仙童雖然也叫Fairchild，但意義卻與原來大不相同。事實上1987-1997這十年中Fairchild在業(yè)界消失了，1997年的再度回歸則冠名為飛兆半導體。果不其然，龐德旗下的飛兆半導體開始騰飛的步伐，目前的飛兆半導體是一家專門從事電源管理的半導體設計制造企業(yè)，世界排名前三位，年營業(yè)額16億美元左右。第20頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四和

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事摩托羅拉：失魂落魄

今天的人們大多以為英特爾是當代半導體產(chǎn)業(yè)的開創(chuàng)者，這是因為半導體工業(yè)的真正鼻祖摩托羅拉在PC大規(guī)模進入家庭時已經(jīng)敗給了英特爾。如今Moto品牌的芯片已經(jīng)看不到，它只屬于收藏愛好者了。摩托羅拉一度以前無古人地頻率每隔10年便開創(chuàng)一個工業(yè)領域。成立80年來，它發(fā)明過車載收音機、彩電顯像管、全晶體管彩色電視機、半導體微處理器、對講機、尋呼機、蜂窩電話以及“六希格瑪”質量管理體系認證，它先后開創(chuàng)了汽車電子、晶體管彩電、集群通信、半導體、移動通信、手機等多個產(chǎn)業(yè)，并長時間在各個領域中找不到對手。第21頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四和

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事但當這些工業(yè)興盛起來，進入寡頭競爭的成熟階段之后，它卻遭遇一次又一次重大的挫敗。1974年，它退出電視機行業(yè)，1998—2008年，它又一口氣在10年間退出了自己所開創(chuàng)的半導體、汽車電子——這些業(yè)務在它的手上陷入困境，它一旦撒手往往又起死回生。最新的跡象顯示，摩托羅拉很可能要放棄它的手機業(yè)務。如果這個令人遺憾的消息真的變?yōu)楝F(xiàn)實，它幾乎退守至集群通信和網(wǎng)絡機頂盒這兩個市場狹小的B2G、B2B市場，它將不再是一家B2C公司。1955年，摩托羅拉推出車載收音機用鍺晶體管，這是全球第一個進入商用的半導體產(chǎn)品。摩托羅拉由此開創(chuàng)了半導體集成電路產(chǎn)業(yè)。1960年代摩托羅拉在半導體行業(yè)保持領先時，英特爾還是一家危機重重的存儲器制造商。直到1978年英特爾和摩托羅拉幾乎同時推出16位的第三代微處理器8086和68000，后者集成的晶體管數(shù)目(68000個)是前者的(不到3萬個)兩倍還多。當時，惠普、Sun等廠商的工作站都采用的是摩托羅拉處理器.第22頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四和

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事1982年，英特爾和摩托羅拉又同年推出80286和68010，后者性能明顯好于前者，繼續(xù)作為當時主要工作站的處理器。在32位微處理器的較量中，摩托依然在技術上占上風，它的68020明顯好于英特爾的80386，被蘋果選作1984年推出的Macintosh電腦的處理器，支持其大名鼎鼎的PowerMac系列電腦。之前的1981年，IBM公司將8088芯片用于其研制的PC機中。風水輪流轉，1991年，IBM、蘋果兩家沒落貴族又和摩托羅拉走到一起，成立PowerPC聯(lián)盟聯(lián)手抗擊英特爾。雖然PowerPC在技術體系架構上要比英特爾的x86CPU性能優(yōu)越得多，但由于PowerPC在操作系統(tǒng)和應用軟件方面已經(jīng)落后Wintel(微軟+英特爾)陣營太多，聯(lián)盟分崩離析。此后，蘋果Mac龜縮高端市場，摩托羅拉為蘋果定制的芯片難以在其他產(chǎn)品上使用，使得其PC芯片未能成為工業(yè)標準。10年后，蘋果也開始使用英特爾的處理器，摩托羅拉在市場上被英特爾越拉越遠，只得徹底淡出微機處理器市場，專攻通信和消費電子等嵌入式芯片。.第23頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四和

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事之所以說摩托羅拉敗的并不冤枉，是因為這之后它在同一條河里又跌倒了一次——在手機數(shù)字信號處理器(DSP)芯片上的敗北如出一轍，無論失敗的原因還是過程都幾乎一模一樣。在該領域，摩托羅拉的對手是同樣有著悠久歷史的德州儀器(TI)。1980年代初，摩托羅拉和德州儀器分別推出了自己的DSP，形成雙寡頭格局，摩托羅拉要領先于德州儀器。但后來卻是德州儀器成了通信芯片產(chǎn)業(yè)里的英特爾，最主要的原因還是在于摩托羅拉擁抱了逆時代潮流的封閉政策。以前摩托羅拉的手機半導體按規(guī)定只能供應給本公司的手機部門，不可供給其他手機商。在摩托羅拉一家獨大的模擬時代，這一策略有利于延續(xù)壟斷地位；但到了數(shù)字時代，當市場已經(jīng)進入一個競合游戲階段，摩托羅拉依然錯誤的繼續(xù)該策略。結果，諾基亞、愛立信等手機商在被摩托羅拉拒絕之后，轉向了自己不做手機的德州儀器，成就了后者的輝煌。

第24頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四和

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事1995年以后，摩托羅拉半導體部門始終處于虧損狀態(tài)。2001年摩托羅拉遭遇到公司成立70多年來的首次虧損，而半導體業(yè)務的虧損就占到了1/3。到2002年，一直排名世界前三的摩托羅拉半導體業(yè)務不僅銷售額已不在全球前10名之內(nèi)，而且運營虧損高達15億美元，占到整個公司虧損額的4/5。股東們向高爾文家族施加壓力要求賣掉這塊業(yè)務。2003年10月，盡管老高爾文反對，但摩托羅拉還是倒貼2億多美元，將半導體業(yè)務拆分成獨立的公司飛思卡爾(Freescale)。摩托羅拉作為芯片巨人的衰敗，與其通信業(yè)內(nèi)的敗局異曲同工，都是因為在通吃產(chǎn)業(yè)鏈的野心之下，習慣性地擁抱封閉的技術或產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，而沒有看到一個開放的、標準化的、產(chǎn)業(yè)協(xié)作時代的到來，最后被擅長在開放合作中贏利的后起之秀所超越。應該說，摩托羅拉犯下上述錯誤雖然在今天看來不可思議，卻有著其歷史必然性。早期的摩托羅拉作為半導體、移動通信、集群通信、汽車電子工業(yè)的開創(chuàng)者，在這些當時最前沿的“高科技領域”都處于絕對領先地位。摩托羅拉以舍我其誰的技術創(chuàng)新就可以創(chuàng)造出一個又一個市場，并在一個個“供給創(chuàng)造需求”的市場中引領產(chǎn)業(yè)的方向和潮流。第25頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四和

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事首鋼：中國芯夢地鐵蘋果園站下車，向北走幾站地。幾棟獨立的廠房、正在裝修的工人、出來買菜的大媽、路邊下棋的大爺、寥寥的私車與開的極快的公交，構成了如今八大處高科技園區(qū)?；叵?002年，13億美元巨額投資的華夏半導體公司，最終卻沒有注冊掛牌。首鋼為此成立的20人編制的“八英寸芯片籌備組”，一直在辦公桌前籌備了2年多，既沒有解散，也似乎無事可干。首鋼是中國最早一批擁有自主芯片夢的廠商之一，早在聯(lián)想倪光南與柳傳志還在躊躇是否置身于芯片業(yè)的熱潮中，首鋼就已經(jīng)開始進行多元化市場的嘗試，成為了中國首家生產(chǎn)6英寸，0.35微米芯片的制造企業(yè)。但事實上該項目一直都處于低迷期，首鋼日電上馬8英寸芯片，聯(lián)手清華大學開展芯片設計實驗室，意圖打造北方的微電子研發(fā)-制造產(chǎn)業(yè)基地。2000年開始的這一計劃至今進展緩慢，規(guī)劃中的八大處高科技園區(qū)現(xiàn)在已不屬于首鋼，入駐的企業(yè)仍然不夠份量，遠遠沒有亦莊，上地甚至總部基地繁榮。而華夏半導體公司也因為外方股東不看好，資金無法到位使得此項目掛牌兩年卻未修成正果。首鋼本意是發(fā)揮資本優(yōu)勢，也想像如今的Intel那樣帶動周邊，打造一個超級的產(chǎn)業(yè)鏈?，F(xiàn)在首鋼搬遷了，石景山也轉型成京城的CRD(首都休閑娛樂區(qū))，而閉口不提整個芯片業(yè)務的拓展。第26頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四和

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事這種令人尷尬的情況顯示出了北京在“打造芯片產(chǎn)業(yè)基地”上的失意。同時也顯示出了當年中國對于造芯的憧憬。中國對于芯片的渴望實在是太迫切了，1999年芯片消耗總量為436億，國產(chǎn)芯片產(chǎn)值為83.6億，占世界總額1%，占中國總額也只有不到20%的份量，而且其中有一半的產(chǎn)量都出口了。這種大環(huán)境使得人們致力于打造擁有自主產(chǎn)權的芯片業(yè)，這同時是中國第二次大規(guī)模集成電路產(chǎn)業(yè)的躍進，第一次九零八工程的教訓讓大家知道整個半導體產(chǎn)業(yè)是一個相當長的鏈條，拿來主義并不能簡簡單單的拯救整個產(chǎn)業(yè)。因此，合資與合作成為了當時的主導思想。但實際合資與合作并沒有取得較大成功，知情人士認為，沒有掌握核心技術是首鋼芯片項目無果而終的最大原因。按照雙方簽訂的合同，NEC控制了首鋼日電從技術到銷售的全局，首鋼生產(chǎn)出來的集成電路芯片產(chǎn)品全部返銷至NEC自己的產(chǎn)品線上。長期的單一供貨造成了首鋼自己的設計能力十分有限，制造、封裝方面的核心技術也沒有得到提高。作為擁有51%股權的大股東，NEC只是把首鋼日電當作一個生產(chǎn)基地，并沒有把先進技術轉移過來，在與上海華虹合作8英寸芯片之后，NEC更不會再追加首鋼日電投資。日本半導體廠商基本都是垂直制造模式，從研發(fā)、設計制造到應用，完全自成體系，第27頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四和

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事908工程：中國的芯片制造之痛

908工程意為中國發(fā)展集成電路的第八個五年計劃，其主體承擔企業(yè)是無錫華晶。1990年始，國家集中投資20多億元，目標是在無錫華晶建成一條月產(chǎn)1.2萬片、6英寸、0.8－1.2微米的芯片生產(chǎn)線。但由于審批時間過長，工程從開始立項到真正投產(chǎn)歷時7年之久，而芯片行業(yè)不到兩年換一代產(chǎn)品。及至1997年建成投產(chǎn)時，華晶的技術水平已大大落后于國際主流技術達四至五代，月產(chǎn)僅800片左右，投產(chǎn)當年即虧損2.4億元。走投無路下，從1998年2月起，華晶將部分設備租給香港上華半導體公司。而上華只對外籌集了2800萬美元，引進美國的技術、臺灣的團隊后，5個月內(nèi)華晶就開始量產(chǎn)了。1999年8月，華晶和上華合作的工廠轉制為合資公司———無錫華晶上華半導體公司，上華持股51％，華晶49％。2002年9月香港華潤集團正式宣布完成收購華晶。作為中國第一次發(fā)起的對芯片產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模沖擊，908工程的失敗源于其計劃經(jīng)濟的運行體制，尤其在芯片產(chǎn)業(yè)愈發(fā)商業(yè)化、國際化的背景下，908工程困境凸現(xiàn)：研發(fā)跟不上國際先進技術的步伐，產(chǎn)業(yè)化程度低，產(chǎn)品的批量生產(chǎn)能力遲遲不能擴大。第28頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四和

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909工程：艱難的進步

1995年12月，中國電子工業(yè)有史以來投資規(guī)模最大的國家項目——“909”工程確定，其內(nèi)容是建設一條8英寸、0.5微米技術起步、月加工2萬片的超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)線?！?09”工程是20世紀90年代第九個五年計劃之中，國家發(fā)展微電子產(chǎn)業(yè)重點工程的簡稱，其主體為上海華虹集團。這項體現(xiàn)國家意志、投資總額超過了建國以來所有集成電路項目投資的總和、達到100億元的工程，從一開始，就想避開908工程的種種弊端。因此其方針定為：以市場為導向，以不斷升級的產(chǎn)品線為基礎，以自主設計開發(fā)產(chǎn)品、建立全球市場營銷網(wǎng)絡和高水平的經(jīng)營管理隊伍為依托，建設集芯片設計、制造和銷售為一體，并以整機發(fā)展緊密結合的中國微電子行業(yè)大型跨國企業(yè)集團。華虹的進程并不順利。開始時被外國人嘲笑為“中國人以為有了錢就能搞半導體”，搞“錯位”了；工程開工建設了，恰逢半導體市場低迷，全世界半導體工廠紛紛緩建或停工；想自力更生，卻發(fā)現(xiàn)已經(jīng)開工建設的超凈廠房沒有預見到未來的發(fā)展；和日本NEC公司合作成功，卻又招來了批評；還沒來得及為當年投產(chǎn)當年盈利的成績慶賀，就遭遇了世界范圍的半導體存儲器市場一落千丈，剛剛上路的生產(chǎn)線必須轉型代工。第29頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四和

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事漢芯恥一億以上的撥款的項目，一塊承載著國人夢想的芯片，最有可能成為中國芯片發(fā)展史的標志之一的漢芯，居然是贗品！2003年2月，在摩托羅拉公司做測試的工程師陳進，將一片從美國買來的MOTO-freescale56800芯片，雇請他人磨掉原有標志，然后加上自己的“標識”，變成了所謂“完全擁有自主知識產(chǎn)權”的“漢芯一號”，申請了多項專利，并借此當上了上海交大微電子學院院長、博導以及“長江學者”。同時借助“漢芯一號”，陳進又申請了數(shù)十個科研項目，騙取了高達上億元的科研基金。第30頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四和

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事中芯國際的成立與壯大，標志著中國半導體制造行業(yè)率先進入世界頂尖水平。

2004年3月，中芯國際在香港聯(lián)交所和納斯達克（NASDAQ）掛牌上市。成為登陸納市的首家國內(nèi)芯片企業(yè)。

中國是集成電路的消費大國，但并不是集成電路的設計生產(chǎn)大國。半導體產(chǎn)業(yè)鏈中作為高附加值的設計公司或者高資本投資的芯片制造業(yè)來說，我們都不能在世界處于領先地位。

自主設計是半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最終形態(tài)，但自主生產(chǎn)是整個產(chǎn)業(yè)的基石。對于眾多小型IC設計公司，中芯國際的出現(xiàn)是個福音，這種Foundry形勢與當年臺積電帶領新竹工業(yè)園區(qū)成為世界上最大的IC設計基地之一的做法如出一轍。中芯國際的建立填補了高端中國集成電路芯片生產(chǎn)線的空白，填補了整個產(chǎn)業(yè)鏈確實環(huán)節(jié)，填補了中國晶圓廠的人才培養(yǎng)機制。中國晶圓廠的設立不光對國內(nèi)IC設計公司的發(fā)展大有幫助，同時包括接受國外訂單，跨國公司的中國設計部門等等先進的技術要求也促進了中國整個集成電路的發(fā)展。核心技術產(chǎn)業(yè)化是國內(nèi)IC設計公司繞不過的檻!!!第31頁，共36頁，2022年，5月20日，20點18分，星期四和

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事不該被遺忘的傳奇——飛兆半導體IC貴族的傳奇——德州儀器

目前半導體部門占德儀年度營業(yè)收入的85%，而無線通訊DSP（數(shù)字信號處理器），占了德儀半導體部門營業(yè)收入的30％?，F(xiàn)在全球每一只諾基亞手機，都在使用德儀生產(chǎn)的手機機芯，德儀已貴為無線通訊、類比訊號兩大領域的領導者。Samsung—韓國電子制造的傳奇

三星上世紀70年代末才進入半導體行業(yè)，80年代初，三星集團認為半導體與計算機、通訊、工業(yè)機械、軍事設備及消費電子等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有密切關