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美国芯片简史:军方大年夜力扶持下的产物 但一度被日韩超越_集成电路_美国

乖囧猫 2024-09-02 07:25:06 0

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集成电路是电子信息家当的的基石,电子信息家当对国民经济与社会发展具有重大推动浸染。
从环球集成电路家当发展进程来看,在美国、欧盟、韩国、日本的家当发展、崛起和形成的家当构造过程中,都得到政府长期、持续地大力支持。

美国一贯领先环球集成电路家当发展,美国厂商在世界集成电路市场中所占比例也一贯保持在60%以上。
20世纪80年代,美国在全天下集成电路家当的领先地位逐渐损失,并逐步被日本超越。
通过几年的努力,美国于20世纪90年代初又夺回在集成电路领域的霸主地位。
截止2018年,环球前15大半导体厂商中,美国企业的数量达到7家。

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美国加州硅谷是天下集成电路家当的发源地,也是美国集成电路家当的核心地区,此外,美国南部的得克萨斯州、亚利桑那州,以及东海岸的马里兰州也是集成电路家当较为集中的地区。

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(图片来自网络侵删)

美国早期集成电路家当发展的动力是军事国防。
发展至今,美国的集成电路家当已经拥有环球最大的家当规模,同时也是最前辈的技能。
从出身开始,美国紧张的集成电路家现代表企业均是拥有设计、制造一体的IDM,如英特尔,仙童,德州仪器,AMD,飞思卡尔等。
虽然在发展过程中经历多次起伏,但其代表企业还是以IDM为主,伴随同样具有领先地位的fabless设计公司和设备供应商,如高通,运用材料等。
因此,就家当发展模式而言,美国是范例的以IDM为根本的技能先导型发展模式。

集成电路于20世纪中叶,其发明者是仙童公司的Robert和德州仪器的Kilby,他们险些同时发明集成电路,并由此改变了全天下集成电路家当的发展历史。
为什么集成电路出身在美国?二战结束后,美国靠着强大的经济和科技根本,成为超级大国,早在20世纪四十年代,美国贝尔实验室就首先发明了晶体管,奠定了集成电路发展的根本,随后结型晶体管、场效应晶体管、离子注入工艺、扩散工艺被发明出来,集成电路家当在美国横空出世已经是情理之中。

以美国为代表的集成电路家当发展也不是一帆风顺,虽然起步较早,但紧张产品运用于电脑的存储器和中心处理器,随着日韩等国集成电路的发展,美国的集成电路家当逐渐损失了先发上风,曾一度被日本超越。
但美国政府及时调度计策目标,开始在国家层面积极勾引家当转型,果断放弃了DRAM市场,并制订一系列重大计策方案,从而使美国的集成电路创新能力和产能达到极大的提升。

美国在1984年颁布了国家互助研究方案(NCRA),重点支持国防用集成电路领域、资源聚焦于包括集成电路在内的信息技能。
1987年,由美国IBM,TI和HP等13个成员发起成立了集成电路制造技能R&D计策同盟为核心,逐渐形成政府、国家研究机构、大学和民间研究机构及企业之间的联合开拓系统编制和机制。
这套系统编制在美国集成电路家当发展的各个阶段都发挥了突出的浸染,形成了从国家研究机构及其实验室,向家当转移,形成商业化、家当化的国家创新体系。
下面以德州仪器和因特尔为例详细剖析美国集成电路家当的发展。

德州仪器是一家位于美国得克萨斯州的跨国公司,以开拓、制造、发卖集成电路和打算机技能有名于世,紧张在数字旗子暗记处理与仿照电路方面。
它在25个国家有制造、设计、发卖公司,是天下上第三大集成电路制造商,仅次于因特尔和三星,也是蜂窝手机的第二大芯片供应商,仅次于高通,同时也是天下范围内的第一大数字旗子暗记处理器和仿照集成电路组件的制造商,其产品包括打算机,单片机以及多核处理器。

德州仪器于1951年创立,它由地球物理业务公司重组而成,刚开始生产地政工业和国防电子干系设备,后来开始研究晶体管,制造出世界上第一个商用硅晶体管。
1954年,TI研发制造了第一台晶体管收音机,1958年,在TI事情的Jack Kilby发明了集成电路。
天下上第一台便携式打算器由TI于1967年发明,20世纪70,80年代公司业务集中于家用电子产品,家用电脑以及各种传感器。

2011年收购美国国家半导体公司之后,TI拥有由约45000种仿照电路元器件生产厂商,本日的德州仪器在包括数字旗子暗记处理器、数字仿照转换器、仿照集成电路平分歧产品领域霸占领先位置,无线通信也是德州仪器的一个焦点,目前环球约大约50%的移动电话装有德州仪器生产的芯片。

英特尔公司的集成电路产品在其几十年的发展过程中,随着市场的发展和竞争对手的压力,其主流产品也先后经历多次调度。
早期产品紧张是各种存储芯片,如SRAM和DRAM等。

虽然早在20世纪70年代初,因特尔就已经研发出微处理器产品,但直到20世纪90年代之前,各种存储器产品仍旧是其紧张营收来源。

后来在日本等竞争对手的巨大压力下,英特尔做出了向PC微处理器产品转型的计策决策,后来发展证明了这个决策的精确性,因特尔称为PC微处理器的绝对领导者,其产品和技能的发展引领了全体PC家当的发展。

近些年来,随着PC市场的饱和,移动互联网时期的到来,微处理器产品利润下滑,英特尔也在寻求业务转型。
由于错过了智好手机时期,这些转型并没有表现出预想的结果。

下面总结美国集成电路家当发展的启迪。

首先是政府扶持,产、学、研一体的发展模式。
在集成电路家当涌现的早期,美国的国防军事部门购买了其海内集成电路企业的绝大数产品,到20世纪70年代,其海内集成电路企业近一半的产品被军工部门所购买。
20世纪80年代,在美国涌现的许多半民间型顾问公司,大多由政府、企业和大学联合投资。
这种发展模式极大地促进了美国在集成电路家当方面领先的发展,也是美国科技先导型技能模式实现的主要基石。

然后是制订前辈技能操持。
在美国集成电路家当发展进程中,政府把振兴集成电路家看成为国家发展计策,和企业同盟先后制订了多个技能操持,这些前辈技能操持的履行对美国坚持其集成电路家当在环球的领先地位供应了主要的保障,下面大略先容:

1. Sematech操持

在1984年美国颁布的《国家研究法案(NCRA)》规范下,由美国IBM、TI和HP等13个成员发起成立了半导系统编制造技能R&D计策同盟,并启动了Sematech操持。
该操持分两个阶段,前后有700名研发职员参加,每年投入2亿美元。
Sematech操持主攻IC制造工艺与设备,1996年美国生产出环球第一块12寸晶圆,该操持的运作使美国集成电路技能重新回到天下第一的竞争地位。
1994年美国联邦政府停滞对Sematech操持的资金支持,同盟也演化成非盈利性机构,研究任务和经费完备来源于成员企业。

2.NII操持

“美国国家信息根本履行顾问委员会”和“信息根本履行特殊事情小组”是1992年根据布什总统签署总统命令成立的,这两个组织的成立紧张是保障国家信息根本履行操持(NII)的顺利履行(即“信息高速公路”操持)。

NII操持的投资构造由政府和民间投资组成,该操持的履行使美国建立了一个覆盖全美国的宽带高速信息网,促进了信息化做事网络的改进。
与此同时,项目的履行极大促进了对信息设备的需求,该需求大大促进了美国集成电路家当的大发展。

3.NNI操持

二十一世纪初,美国提出和履行国家纳米技能操持(NNI),并成立国家纳米技能折衷办公室和由总统任命的纳米科技顾问委员会。
2003年美国颁布《21世纪纳米技能研究开拓法案》将NNI操持自助的项目纳入了美国法律体系,NNI操持的履行对跨部门的纳米技能研发项目供应了持续地支持,建立了跨学科研究中央和前辈的技能履行。
NNI操持是美国确保在21世纪上半叶霸占世纪纳米科技发展领导地位的主要保障。

美国集成电路家当的发展及其在环球的领先地位,得益于美国政府在计策发展方面的辅导性政策、科技先导的技能发展模式以及环球最大的集成电路产品市场规模,这些成功履历对中国集成电路家当发展具有借鉴意义。

来源:腾讯科技 & 知乎专栏 作者:功烨

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