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05 | Intel的发展史就是一部芯片行业的创新史

你好,我是邵巍。

前面我介绍了半导体行业的一些基础知识知道了这是一个“点石成金”的高创新高价值的行业。那么怎么才能在这个行业获得成功今天这一讲我将会带着你分析下这个行业里最成功的一家公司Intel。

如果从现代集成电路被发明开始计算半导体行业的历史Intel基本上是最早的一批半导体公司。可以说Intel的历史基本上就是半部半导体行业发展史。

Intel从1992年就被财富杂志评为最大的半导体供应商从此开始连续占据半导体行业排名第一的位置仅仅在2017和2018两年输给三星。这里插一句常年第二的三星走了一条和Intel截然不同的路线Intel之后我就分析三星。到了2019年和2020年的行业第一还是Intel。

更牛的是Intel不仅仅排名第一而且是非常有质量的第一。2021年1月份著名市场研究公司Gartner披露的2020年半导体厂商营收排名前十名里第一名Intel的营收超700亿美元比第6名到第10名的总和还多占整个半导体市场的15.6%。我这里提供了一张饼图,你可以自行感受一下。

而对比其他行业往往在行业发展的不同阶段都有不同的赢家。比如功能手机的王者Nokia在智能手机阶段它已经不复存在。一家公司能够穿越周期持续保持领先真心非常少见。

一个几乎年年第一的“霸榜专业户”,一定有过人的武功秘籍吧。是产品好,还是市场营销强?是竞争对手太弱?还是有什么独家功夫,外人无法学习?

今天这一讲我会带着你来深入了解这家伟大公司的发展历史。你可能会说为啥学芯片还得学Intel的发展历史啊。其实我是想以Intel的发展历史为蓝本来帮你进一步理解半导体行业竞争的关键点。

四个发展阶段

我不知道你是不是听过仙童公司它经常被叫做硅谷的黄埔军校。80年代初出版的著名畅销书《硅谷热》中写到“硅谷大约70家半导体公司的半数是仙童公司的直接或间接后裔。在仙童公司供职是进入遍布于硅谷各地的半导体业的途径。1969年在森尼维尔举行的一次半导体工程师大会上400位与会者中未曾在仙童公司工作过的还不到24人。”

1968年8月仙童八叛逆之中的诺伊斯与摩尔一起辞职离开仙童创办了Intel公司而后格鲁夫作为第三名员工加入这是一个重要的起点。以此为始Intel开启了它辉煌的旅程。为了方便理解我把Intel的发展历史划分为以下四个阶段。

  • 第一阶段发展初期从1968年公司创立到1992年Intel虽然无奈退出存储器市场但是随着PC市场的兴起Intel确立了以CPU为核心的产品路线并确立了行业第一的地位。
  • 第二阶段上升期也可以称为前Tick-Tock时代从1992年到2005年跟随第一次互联网行业的大爆发Intel与AMD联手拿下服务器市场同时通过高速高质量的产品迭代彻底跑赢AMD坐稳行业第一。
  • 第三阶段从2005年到2015年Intel提出Tick-Tock战略持续领跑ICT行业虽然保持了行业第一但是在这个阶段Intel错失了移动互联网市场。
  • 第四阶段从2015年之后是Intel的徘徊期。因为错失了移动互联网Tick-Tock战略也出现了停摆多元化经营策略效果亦并不明显这个阶段的Intel虽然在行业第一的高位上但是和第二梯队的距离前所未有的被拉近了。

这四个阶段是我的理解并不是官方版本。在每个阶段Intel遇到的问题不一样解法也不一样。但是在我看来快速迭代的创新产品是其关键的竞争壁垒。下面我会分阶段的和你一边讲历史一边分析关键动作。

完败存储器市场

现在的Intel是以处理器闻名的。但是在1968公司刚成立的时候 Intel推出的第一款产品是64bit 的3101静态随机访问存储器 SRAM注意是存储器。一直到公司成立的4年之后Intel才推出了全球第一个微处理器4004。

在Intel发展初期存储芯片是这家创业公司的重要产品现在你听说的全球第一块双极型半导体存储芯片、第一个DRAM、第一个1KB SRAM、第一块EEPROM都是Intel的作品。

总体来说存储类半导体是非常依赖工厂能力的。而Intel在初创时期重要的战略之一就是全力建设自己的制造工厂。

在那个时候Intel拥有存储芯片100%的市场份额。这意味着什么呢即使把目光拉回到今天整个半导体行业的销售额中集成电路占82%而存储器是集成电路市场中最大的产品品类约占集成电路市场的30%是一个1100亿美金的巨型市场。

如果没有竞争市场一帆风顺Intel左手内存右手处理器两条腿走路估计就会成为拥有超50%市场份额的超级巨无霸。但是很不巧就在这个时候Intel遇上了高速发展的日本半导体行业。

日本企业怎么赢的这段历史我觉得中国政府和半导体行业可以借鉴。1976年日本政府制订了“VLSI超大规模集成电路计划”选定在存储器市场发力组织多公司参与研发投入大笔资金饱和式攻坚可谓举国之力。

VLSI计划开启第4年1980年在惠普对16K DRAM内存的竞标中日本的NEC、日立和富士通完胜美国的Intel、德州仪器和莫斯泰克当时美国存储器领域的头部玩家

更让人大跌眼镜的是美国质量最好的DRAM不合格率比日本最差的公司还要高6倍。1985年日本电气NEC凭借存储器产品登上全球半导体厂商榜首并在之后连续7年稳坐头把交椅。

可以说Intel在公司的发展初期选择对了产品半导体最大的品类存储器而且技术创新领先各种世界第一也结合了自己的强项工厂生产。从一个初创公司角度无论在技术商业上都没大问题但是输给了强大的竞争对手日本政府。

在存储器和处理器之间的选择是战败之选。1985年Intel在总裁安迪·格鲁夫2年后出任CEO的主导下关闭了7座工厂裁员7200人结束了存储器业务。

选择CPU作为主产品

回到CPU这条产品线上其实Intel的胜出也没有那么一帆风顺。不过CPU是纯粹的技术产品的竞争大家竞争的是研发效率。

1971年Intel发布的4004还只是微处理器的雏形只能用来做计算器。即使是计算器也需要4001、4002、4003、4004这组芯片套件共10片才能搭建完成。直到1974年的第三代8080才被认为是一款真正可用的微处理器。

因为8080的出现IT行业的分工合作模式有了一些变化。在8080之前当时的计算机系统厂商如IBM、惠普需要独立完成整个计算机系统从处理器到终端再到操作系统、编译器和应用软件。

8080出现之后一些小公司例如MITS用8080搭建了第一个商用的个人电脑Altair 8800那个时候比尔·盖茨还没有创建微软就开始给Altair 8800写软件了。

Altair 8800系统和Intel 8080芯片的结合让系统厂商看到了更大的机会。是的他们可以采购商业的半导体芯片来快速搭建系统。看Intel不仅仅创造半导体产品还在创造新的商业模式。

当时的CPU市场已经行情看涨有60多家半导体公司进入市场上最成功的8位处理器是Zilog的Z80。Zilog是Intel离职的技术骨干创立的公司技术实力很强同时期的摩托罗拉也很优秀。这就是真实的世界任何一个有前景的赛道上都是拥挤的。

这里交代一下Zilog的结局它没有赢虽然没有死但是影响力可以忽略不计这也是一段很有意思的商业故事你感兴趣可以查查。Z80的成功某种程度是Z80和Intel 8080指令完全兼容软件可以复用的相互成就。想想系统厂商可以按自己的喜好自由地二选一。而软件公司写一个软件可以在两种处理器上运行享受大一倍的市场。

最后Intel成功的关键在于它在设计下一代产品8086的时候保持了指令集的向后兼容性就是新款CPU依然可以运行老版本的软件但是Zilog并没有而市场喜欢这种指令集的向后兼容性。

这里要给所有的硬件小伙伴画一个重点此时微软还是个刚刚成立的十几人的小公司还没有强大的Wintel联盟而Intel已经是个万人公司了。这是一个蛮荒时代Intel抓住了这个时间窗确立了一个在软硬件之间的标准。

硬件公司立软硬件接口标准其实非常有难度因为这意味着将软件公司锁定在一个平台上。在半导体行业Intel最先意识到指令集向后兼容的标准价值也因此它战胜了Zilog的Z80随后微软把这个标准价值进一步放大几乎成为IT行业的底层标准这也确立了Intel和微软随后多年的行业双霸主地位。

有的时候我们读历史因为篇幅有限笔墨都用在赢家身上似乎王者天生是王者。其实真实的世界同一代产品之间的竞争优势是有限的有跨代优势的情况是极少数例外大家都是一个产品拼一个产品一个客户拼一个客户用累积优势慢慢赢得天下的。Intel也是如此。

持续努力的人运气不会太差。Intel在公司创立10年后迎来了第一款重量级的处理器产品8086处理器和随后的简化版8088。

8086就是一个16bit的处理器4004是4bit的处理器有将近2.9万个晶体管 是4004的10倍8年集成晶体管的数目增长了10倍完美的摩尔定律速度芯片的面积为33mm² 4004 是12mm^2面积仅仅大了3倍)主频为5 MHz对比4004的108KHz快了46倍3.2微米的制程。从1971的10微米经过6微米节点到1978年的3.2微米制程可以看到那个年代工艺节点的进步速度之快而且Intel就是领跑者。我放了一张8086 Die裸片的照片如下。

如果请Intel自己选一个历史最重要产品那肯定是8088。为什么呢其实8088在产品规格上跟8086几乎一致它是在完成8086之后进行裁剪的简化版。这不是一个技术上的突破产品但这是一次商业上的绝对成功。1981年IBM选定它作为自己PC机的处理器开启了Intel CPU的问鼎之路。Intel还把拿下这个重要订单的销售名字写入自己的公司史中。

从8088应用到IBM PC机上开始个人电脑真正走进了人们的工作和生活之中这是PC时代的开始Intel的第一次登顶过程就是PC市场的推动。那这条登顶之路是怎么走的呢 我下一讲再给你分享。下一讲你就可以完整地了解Intel的历史了。

总结

最后,我总结一下今天这一讲的内容。有几个要点请你关注。

  1. 看Intel的历史就是在看半导体行业竞争的关键点。我给你总结了Intel持续保持领先的几个关键因素让你更好地理解在一个行业中竞争与发展的逻辑。
  2. Intel在发展的第一阶段虽然从存储芯片的市场落败但是很好地抓住了PC市场这个半导体行业的第一次机会确立了以CPU为核心的产品路线并确立了行业第一的地位。
  3. 在半导体行业Intel最先意识到指令集向后兼容性的价值也因此它战胜了Zilog的Z80。而指令集的实质是软硬件之间的标准Intel掌握了这个标准并且后来在微软的帮助下把x86做成IT业的事实标准Intel才拥有今天的江湖地位。

思考题

几个发散的问题欢迎在评论区和我互动在你心中Intel是一家怎样的公司呢Intel落败存储器市场的这段前车之鉴对于你有什么启示除了x86指令集之外你还知道什么指令集为什么指令集很重要