1G时代美国半导体发展简史

 20世纪40年代末，半导体在美国开始诞生，之后得到了蓬勃发展。上个世纪，特别是1G时代，半导体在美国发展很快的原因主要有两个方面：一是“科学政策”，二是鼓励市场创新。其实在当下，依然如此。

“每当通货膨胀成为政治或经济讨论的一部分时，政策制定者和评论员就会本能地诉诸于从1970年代通货膨胀的经验中得出的叙述和模型。然而，这些模型对相邻的通货膨胀经验也没有提供什么解释。例如：根据20世纪70年代的模型，50年代观察到的宏观经济数据点和政策反应的组合表明，失控的通货膨胀迫在眉睫。

相反，随着经济形势的变化和新产能的建立，通胀压力迅速得到解决。”

这是美国作者Gabriel Mathy、Skanda Amarnath 和 Alex Williams在分析上世纪50-70年代美国社会状况时的分析。

按上面所说：“科学政策”、新技术和新产能的快速开展将能够迅速解决通货膨胀问题。

这或许也是时隔五六十年后，美国为什么要逐渐的、不停的、越来越严厉的对中国科技展开制裁的原因。

在上个世纪70年代，世界上第一代移动通信（1G）诞生了，1G的发展对半导体产业的发展也起着很大的推动作用，本文将简要介绍移动通信1G时代的美国半导体发展的历史。有关1G移动通信与全球半导体发展请关注我们或联系作者（微信同名），后续不久即将推出。

50年代初期，半导体的主要采购者和主导者是美国国防部。

美国政府制定了相应的产业政策和科学政策，帮助培育了半导体公司的多元化生态体系，以确保任何科学上可行的方法在经济上也可行。

那时，美国国防部曾要求所有的半导体供应商对技术和知识进行开放共享，甚至要求贝尔实验室和其他大型研发部门公布技术细节，并广泛授权他们的技术，以确保国防部可能与之签约的所有公司都能获得创新的“基石”。

政府的大量采购，与反垄断法结合，一方面确保了投资者愿意大幅支出资本，鼓励大公司建设大型研究实验室，另一方面使得半导体行业不存在技术壁垒。

到了60 年代末（上世纪），半导体行业在民用市场发展得非常之快，以至于政府采购对于半导体企业变得相对不再非常重要，在60年代后期，美国国防部军事方面的采购仅占市场的不到四分之一，到1973年以后，来自美国政府国防部的采购几乎可以忽略不计。

资料来源：ICE Semiconductor

进入60年代末、70年代初，民用市场的商用化得到了蓬勃发展。市场领域细分为个人终端、芯片制造商（包括内存生产）、元器件分销商、集成电路设计EDA以及设备检测等几大领域。

在70 年代，蓬勃发展的非国防市场意味着成功的小型和大型公司在没有太多政府支持或协调的情况下共存。技术改进转化为工艺改进，进而推动了进一步的技术改进。MOS IC、微处理器、DRAM等新技术新发明将半导体行业推向了新的高度，并且形成了一个循环的闭环，不断推动着新的的创新路径。

正是这种政策与市场相互促进与监督的模式促成创新的盛行，移动通信及半导体行业开始了在民用市场的快速发展。

首先是个人电脑的发展。

1973年，第一款商业个人电脑Micral问世，这款电脑并非只是简单组装件，而是形成一套完整系统，基于英特尔8008微处理器设计。

1976 年，史蒂夫 乔布斯、史蒂夫 沃兹尼亚克和罗 韦恩三人创立了苹果电脑公司并推出了首款产品 Apple I ，售价 500 美元。

第二个影响最大的是移动通信

1973 年 2 月，摩托罗拉已经生产出可工作的 DynaTAC（动态自适应总区域覆盖）便携式电话原型。他们向 FCC 展示了 DynaTAC 原型电话和系统概念，FCC 很快宣布将就为蜂窝服务分配频谱举行新的听证会。对于摩托罗拉团队来说，这是一项了不起的成就。但他们现在面临另一个挑战：设计一个商业大面积系统，使他们的便携式电话能够运行。

经过 10 多年和 1 亿美元的投资之后，1983 年 9 月 21 日，摩托罗拉创造了历史，FCC 批准了世界上第一款商用便携式手机 DynaTAC 8000X 手机。

来源：Motorola ，1984年市场上的DynaTAC 8000X手持式移动电话

随后，美国也正式开通了第一代移动通信系统。

1983年10月13日，Americitech移动通信公司(来自AT&T)基于AMPS技术，在芝加哥推出了全美第一个1G网络。这个网络上既可以使用车载电话，也可以使用DynaTAC 8000X。

但是，这个时间比日本晚了近4年。

1979年12月1日，NTT公司在日本东京都市区推出了全球首个正式商用的移动通信网络。日本也由此开启了移动通信与半导体行业的飞速发展，其速度和规模远远大过美国，以至于到1986年美国开启了众所周知的对日本的科技战。详细情况请关注我们或联系作者（微信同名）看《1G时代的移动通信与全球半导体发展史》。

终端产品和移动通信的发展反过来推动了半导体行业的快速发展，20世纪70-80年代是美国半导体公司崛起的黄金时代，由此诞生了很多在当时还不起眼却在现在成为半导体行业各领域的头部企业。

譬如设计制造PC芯片的Intel、AMD，Apple；早期推出过个人电脑现在主要从事数字信号处理与模拟电路方面的TI（德州仪器）；通用仪器旗下微电子部门于1969年分拆出来，在1989年独立的Microchip（微芯科技）等等；

80年代：激烈竞争，掀起科技战

然而，到了 1980 年代，美国在国际贸易和工业部的产业政策指导下的市场和技术主导地位被日本公司取而代之。

日本使用了与美国相同类型的政策来迅速建立能力并主导全球市场：集中指导、采购协议、廉价融资。

同时，日本采取了一种略有不同的战略，专注于为出口市场的技术。特别是当时成为主流的DRAM内存存储技术和产品，日本在这方面很快就占据了主导地位。

资料来源：ICE Semiconductor

硅谷的英特尔、AMD等科技创业公司在半导体存储领域，被日本公司追着打，然后被反超，半导体芯片领域（当时主要是半导体存储占据主流）成为日本企业的后花园。

日本公司的竞争对美国公司产生了巨大的影响。许多美国公司在随后的洗牌中永久退出了 DRAM 市场。

取而代之的是，大公司将小公司仍然拥有的任何生产能力集中起来，并创建了大型企业集团。随着公司开始采用类似的原则，MOS 晶体管作为行业主导设计的出现使专用制造“代工厂”变得更经济。

随之而来的行业垂直化导致了大型企业集团的出现，这些企业集团与专注于设计的小型“无晶圆厂”公司共存，这些公司生产设计但不生产芯片。

从理论上讲，这为这些“无晶圆厂”公司保留了灵活性，可以在追求创新设计策略的同时最大限度地降低管理成本。

由此，在80年代，美日爆发了著名的半导体“战争”。

1986年春，日本被认定存储器倾销；9月，《美日半导体协议》签署。日本被要求开放半导体市场，保证5年内国外公司获得20%市场份额；不久，对日本出口的3亿美元芯片征收100%惩罚性关税。

然后，日本半导体芯片产业从1986年最高40%，一路跌跌不休跌到2011年的15%，其中的DRAM受打击最大，从最高点近80%的全球市场份额，一路跌到最低10%（2010年）。

90 年代：科学政策再次引导美国半导体发展

上世纪90 年代，美国将“科学政策”的引入视为政府在半导体制造中采取行动的新范式。科学政策的重点是促进与个别公司的公私合作伙伴关系、行业研发与学术研发的更紧密结合、广泛的研究分工以及允许创新公司轻资产运行的行业结构。

政策目标从创建具有强大供应链的强大竞争生态系统转变为创建公私机构来协调研究人员、无晶圆设计公司、设备供应商和大型“头部公司”之间的复杂交接。这样一来，任何公司都不需要在研发上花费超过绝对必要的开支——保持全球成本竞争力——而政府也将避免大规模的投资支出。

下图是SIA（美国半导体行业协会）制作的 1994 年国家半导体技术路线图，展示了科学政策背后的战略：

资料来源：半导体行业协会

“科学政策”安排的中心主题是狭义非冗余的效率。早期的产业政策侧重于冗余和重复，以尽快将创新带到供应链的每个部分。小型和大型公司都管理自己的生产，第二来源合同（国防部政府合同）确保可行的流程在公司生态系统中迅速传播。虽然早期的产业政策战略大大加快了创新步伐，并确保了整个供应链能够抵御个别公司的失败，但这确实意味着大量的重复投资。

在 1990 年代，美国政府没有回归产业政策，而是选择了成本低得多的科学政策计划。理想情况下，“科学政策”将允许政府协调企业在技术上不至于落后的相互矛盾的经济愿望。然而，为了顺应时代精神，美国政府也在努力节约，不会提供产业政策在新的竞争环境下取得成功所需的大规模财政支持。

在短期内，这个策略奏效！

到 1990 年代后期，美国在国内半导体和技术投资普遍繁荣的情况下成功地重新获得了技术优势。在没有国内产业政策的大规模财政支持的情况下，该行业能够在保持国际竞争力的同时进行创新。大多数个体公司将研发重点集中在生产过程开发的下一两个节点上，而长期研究则由政府资助的学术研究人员组织。行业团体介入，将这项学术研究转化为商业参与者，研发和生产中重复劳动的成本在很大程度上被消除。

后续

移动通信可以说是对人类影响很大，也是最重要的沟通方式，移动通信已经发展到了5G，现在全球在6G和卫星通信方面的竞争更为激烈。移动通信与半导体产业的联系与发展也越来越紧密，更多《1G-5G移动通信与全球半导体发展分析》请关注我们或联系作者（微信同名），后续将陆续推出。

上世纪七八十年代，既是人类第一代移动通信（1G）诞生的重要历史时期，也是美国及全球半导体的黄金发展阶段。那段时间诞生或者促进了很多伟大的半导体公司的快速发展，包括Intel、AMD、Apple、TI（德州仪器）、ST（意法半导体）、Microchip（微芯科技）、BOSCH（博世）、TDK Electronics（）、Arm & Arm China（安谋科技）、Imagination、Renesas（瑞萨）、Nexperia（安世半导体）、TDK Electronics（东电化电子）等，以及全球元器件分销商Future Electronics (富昌电子)、Excelpoint（世健科技）、Arrow Electronics（艾睿电子）等等。

如今过去五六十年了，他们现在成为了各个领域的头部企业。他们很多都曾参加或即将参加由跨国媒体Aspencore于2022.11.10-11.11举办的2022 IIC SZ（国际集成电路展览会暨研讨会），届时可以了解五六十年前后的半导体公司的情况以及最新的前沿技术和方向。点击 这里 或扫码 报名参会