集成电路的历史-北京大学 吉利久

产业更添辉煌

——纪念集成电路发明50 周年

北京大学吉利久

1 成就产业

50 年前，美国TI 公司（德州仪器 Texas Instruments）的Jack Kilby 演示了他发明的IC （集成电路— — Integrated Circuit ）；差不多在同时，美国仙童公司（ Fairchild Semiconductor）的Robert Noyce 宣布了他发明的IC，这是1958 年底到1959 年初的事。

在十分重视知识产权的美国，发生了这种情况少不得要有一场官司。几经申诉、举证，到1969 年法院裁决为同时发明，各有知识产权。对簿公堂并没有影响IC 的发展，1965 年，Gordon Moore 就总结出3 年4 番的增长规律，这说的是IC 集成度，即芯片上的晶体管数目。到2000年，IC 已经成就了年产值2000 亿美元的巨型产业，Kilby 因发明IC 而获得2000年诺贝尔物理学奖。

晶体管发明于1948 年，三位发明人William Shockley、John Bardeen 和Walter Brattain因此获得1956 年诺贝尔物理学奖，时隔8 年。而IC 的发明获奖是在40 多年之后。漫长的考验，使得IC 的另一位发明人Noyce 没能等到这份殊荣，他于1990 年6 月3 日去世。如果颁奖再晚几年，Kilby 也可能享受不到了，他是2005 年6 月20 日去世的。两项发明获奖的评审周期相差如此悬殊，其原因是它们有着不尽相同的辉煌方面。

晶体管的发明，把研究、掌握电子在真空中运动的电子管时代，推进到研究、掌握电子在固体中运动的晶体管时代。尽管在1956 年，晶体管在与电子管的优劣比拚中尚未获胜，半导体产业也还不及电子管产业强大，但就开创固体电子器件的划时代意义而言，已是“奖有所值”了。IC 发明获奖凭借的是两方面成就：物理成就和产业成就。

IC 发明的物理成就在于解决半导体芯片上的器件隔离问题。在半导体上是可以制作晶体管、元器件的，但是半导体导电，如果不加隔离，元器件的端口都将处于同一电位，那就不可能具有电路意义。Kilby 用p-n 结“墙”解决了隔离问题。（？？？）正如在专利申请中所写：发明的首要目的就是利用一块包含扩散p-n 结的半导体材料，制备一种新颖的小型电子电路，所有电路元件全部集成在这块半导体材料当中。这是IC

发明的物理意义。

IC 发明的另一成就是形成巨大的产业，以及以IC 为基础的个人电脑、互联网络、数码视听等对世界产生的重大影响。可以说，形成2000 亿的产业在诸多诺贝尔奖成果中也是绝无仅有。

客观上讲，IC 发明的物理意义是比不上晶体管的。然而，也正是因为有了IC 才把晶体管的优点充分地、全方位地展现出来。两项发明可谓

姊妹华章，晶体管的产业化过程为IC的发明作了准备，IC 的技术进步又推动了晶体管的进展。回顾一下这辉煌的50-60 年，可以对IC 产业的理解更深入一些。

2 前期准备

1948 年，J．Bardeen 和W．Brattain 在Phys．Rev．上发表“The Transistor， A Semiconductor Triode”，宣告晶体管问世；1949 年，W．Shockley 在Bell Syst. Tech 杂志上发表“The Theory of p-n Junction in Semiconductor and p-n Junction Transistor”，宣告比点接触型更加实用的结型晶体管问世；其后便踏上批量生产和扩大应用的路程。虽然晶体管具有电子管不可比拟的优点，但是竞争之路也并不平坦。当时电子管已十分成熟，又经过小型化，体积缩小之后，功耗降低，掉在地上也不易摔破，因此，晶体管的体积小、功耗低、耐冲击的优点并不绝对占优。相反，电子管的低噪声，耐高压的性质却远优于晶体管。再加上当时晶体管制作的工艺水平不高，不要说点接触型，即使是结型晶体管也还是合金结，只能“单件”制作，效率低下，售价比电子管还高。因此要在与电子管的竞争中取胜，晶体管还需另辟蹊径。

晶体管果然选择了一个正确的发展方向，即充分发挥自己具有的、而电子管不可能具有的优点，那就是：不用灯丝，无需“容器”，因此，可以成批制作。晶体管选定的这个发展方向奠定了在竞争中的胜局。

尽管当时电子管生产线的机械化水平已经很高，玻壳、灯丝、电极都是机械制作，甚至组装和抽真空等也都是机械操作，但它改变不了的就是只能“单件”生产。有一个说法有些道理，“再复杂的套色标签都可以整版印刷，而再简单的标签也只能‘单张’粘贴”。电子管的制程就是只

能“单件”制作。晶体管的发展走的是“整版印刷”之路。

在晶体管的发展过程中，硅材料的选择当属最重要的一步。其实，在晶体管发明之前，科学家就知道硅比锗更适于作为晶体管的材料，只是因为硅的提纯困难，当时硅材料的纯度还不够高，因此先在锗材料上完成了晶体管的发明。不过当时各公司、实验室都有硅的研究计划。第一个硅晶体管是B．E．Deal 在TI 制成的。在1954 年的一次会议上，比较权威的看法是制作硅晶体管还需要几年的时间。可是就在这个会上，Deal 不仅宣布了硅晶体管的诞生，而且还装成收音机，与锗管机一起浸入热水中。因为硅有更大的带隙，所以高温下硅管机仍能收音，锗管则难耐高温而停止工作。

1950 年，R．N．Hall 和W．C．Dunlap 在Phys．Rev．上发表了“ p-n Junction Prepared by Impurity Diffusion”，为晶体管的制作提出了重要的方法——扩散掺杂。很可惜，这篇文章说的只是在合金之后的杂质扩散，仍然是“单件”操作，不能解决“整版印刷”的问题。

从1956 年M．Tanenbaum 和D．E．Thomas 在Bell Syst. Tech 杂志上发表“Diffused Emitter and Base Silicon Transistor”，到1960 年J．A．Hoerni 在IRE Electron Devices Meet．上发表“Planar Silicon Transistor and Diodes”，宣告完成硅平面工艺的发明。至此，制作晶体管的管芯已经可以用“整版印刷”的方式，所有工序都是在整个wafer（晶圆）上进行。这样的制程不仅生产效率高，而且管芯的一致性好，为晶体管赢得了市场，同时也为IC 发明准备了条件。

在硅平面工艺中，应该说二氧化硅（SiO2）帮了硅（Si）的大忙，确立了硅在IC 材料中的绝对优势地位。

Si 上易于生长SiO2 薄膜。这层SiO2 薄膜很重要，不仅可以用作器件的电学绝缘、表面保护，还可以在晶体管的制作过程中，用来阻挡杂质向Si 内扩散。再加上SiO2薄膜易于刻蚀图形，这样就可以在Si 上实现选择区域的扩散掺杂：先在n 型Si 的一些区域做p 型扩散，形成基区（Base），再在这些基区中做n 型扩散，形成发射区（Emitter），于是同时完成了多个n-p-n 晶体管的制作，如同是“整版印刷”一样，以SiO2作为“套色掩膜”。

在晶体管的平面工艺制程中，一定要有一道工序把Si 上的SiO2薄膜刻出所需要的图案，这就是从套色印刷技术中学来的光刻技术（Lithography & Etching）。光刻工艺包括“光”和“刻”两步工序。“光”，完成图形转移：把对晶体管收集区、基区、发射区等区域设计的一套图形，依次转移到Si 片上；“刻”，完成刻蚀：在SiO2等薄膜上刻蚀成图案。当然，半导体光刻工艺的精度，已经远远高于套色印刷，从初期的微米级10μm、5μm、3μm、2μm、1.5μm、1.0μm，到后来的亚微米

0.8μm、0.5μm，深亚微米0.35μm、0.25μm、0.18μm、0.15μm、

0.13μm，再到最近的超深亚微米，也称纳米级，90nm、65nm、45nm，和即将的32nm、22nm，光刻工艺的精度已经成为晶体管、IC 制作精度的标志。

硅平面工艺中外延（epitaxical）技术的发明很有创意，它解决了在重掺杂Si 片上形成轻掺杂层的难题。

一般认为，之所以称为半导体，是因为它的电导率低于导体，高于绝缘体，恰逢其半。这只是对于高纯度的材料而言，实际上掺入杂质的半导体才有更意义。半导体的导电类型和导电能力完全由掺入的杂质决定，以Si 为例：掺入Ⅲ族元素（例如硼）成为p 型硅，掺入Ⅴ族元素（例如磷、砷）成为n 型硅；重掺杂（n＋、p＋）硅比轻掺杂（n－、p－）硅有更好的导电性能。晶体管的制作正是通过不同的掺杂改变Si 的导电类型而形成p-n 结的。但是这个过程一定是用更重的掺杂改变较轻掺杂的导

电类型，不可逆反，也就是只能把n－变成p，再把p 变成n＋。因此，晶体管的集电区（C 区）就只能是n－。

但是n－的电阻率要比n＋高1000 倍，而晶体管的大部分电流又都要由C 极通过，因此势必造成很大的电压降和热功耗，降低了晶体管的品质。如果能有一个n＋层与n－的C 区并联，将是再好不过了，很可惜，通过掺杂的方法是不能把n＋变成n－的。

外延工艺是沿着n＋Si 的晶格再长出一层Si，其中少做掺杂，成为n＋Si 上的n－外延层，既为制作晶体管提供了n－的C 区，又有低阻的n＋衬底作为并联，两全其美。外延技术不仅是平面工艺的重要工序，还是化合物半导体材料制备的重要方法，这是题外的话。

硅还有一个很好的性质，就是重掺杂硅，无论是n＋还是p＋，都能与铝形成欧姆接触。这个性质太重要了，欧姆接触相当于“焊锡”，是晶体管与外界电学连接、IC 内部电学互连的必由之路。这么容易便可实现欧姆接触，又为硅成为制作IC 的材料增加一大优点，真好像“硅有天助”。平面工艺是氧化、光刻、扩散掺杂，外延等一套硅基工艺的组合，它的一个最重要的性质是可以把BJT（双极结型晶体管——Bipolar Junction Transistor）的E、B、C 三个电极（以及后来MOSFET 的D、G、S、B 四个电极）都在同一平面上引出。这个性质是实现IC的根本保证，其中欧姆接触起了重要作用。如果不是这样，BJT 的C 极只能从硅片的背面引出，那么无论如何也不可能在同一硅片上实现晶体管之间的电学连接，IC 也就无从谈起。

因此，为晶体管实现批量制作而发明的平面工艺，也是为IC 发明做的最好的前期准备。

3 三大支柱

3.1 CMOS 的结构及工艺

硅平面工艺不仅可以在同一硅片上制作出许多BJT 以及电路元件、互连等，还可以制作出器件之间的p-n 结隔离，因此首先发明的是BJT IC。不过在这种IC 中，“隔离墙”占用的面积过大，再加上BJT 是电流控制型器件，功耗比较大，所以限制了集成规模的提高。

如果能有一种可以实现自隔离的器件，如果再是电压控制型，那将是构成IC 的理想器件。这种器件早在1930 年J．Lilienfeld 的美国专利和1935年O．Heil 的英国专利中已经提出构想，即IGFET（绝缘栅场效应晶体管——Insulator Gate Field Effect Transistor）的器件结构。

很可惜，限于当时的工艺水平，这种器件未能实现。到1960 年代初，利用Si 平面工艺做出了MOSFET（金属—氧化物—半导体场效应晶体管——Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor），这是以SiO2作

为绝缘栅的IGFET。首先做出的MOSFET 是负极性p 沟道器件，制作正极性的n 沟道器件遇到一些困难。

A．S．Grove，B．E．Deal，E．H．Snow 和C．T．Sah 等几位物理学家对Si-SiO2界面做了透彻的研究，解决了界面态和Na＋离子的影响问题，把MOSFET，包括n-MOS、p-MOS的器件水平提高一大步。在这几位科学家中，Grove 后来创建了Intel，成了杰出的管理学家，Deal 做出过第一个Si 晶体管，C．T．Sah 在1963 年与F．M．Wanlass 一起提出了CMOS结构及技术，成为30 年来制作IC 的绝对主流工艺，占到90%以上。

CMOS（互补MOS—Complementary MOS）是把n-MOS 和p-MOS 连接成互补结构，两种极性的MOSFET 一关一开，几乎没有静态电流，很适于作为逻辑电路，因此CMOS IC 首先用于实现布尔功能的数字电路。Moore 定律说的是IC 集成度三年四番，也就是芯片上的晶体管数目以累进年均增长率CAGR=1.58 增长，（1.58）3≈4，即指数增长。指数增长不容易持久的原因是在后期增长的绝对值太大。一张0.1mm 厚的纸，折一折变为0.2mm，折到20 折的厚度是100 米。Moore定律之所以著名，就是因为它这个指数增长持续几十年。Moore 定律之所以能持续就是因为CMOS 有许许多多的工艺发明和技术进步，使得晶体管的尺寸由10μm 缩小至0.1μm，提高了晶体管的面密度；使得芯片面积从几个mm2增加到几百mm2。正是由于工艺精度的提高和匀场面积的扩大，才使得Moore 定律得以保持。

CMOS 工艺的发明和进步主要包括：用离子注入代替高温扩散掺杂，用CVD（化学气相沉积—Chemical Vapor Deposition）生长SiO2、Si3N4、多晶硅等薄膜，用RIE（反应离子刻蚀—Reactive Ion Etching）代替湿法刻蚀，用poly-Si（多晶硅）作为栅极代替铝栅，用Stepper（步进光刻曝光机）代替精缩版曝光机，用铜互连代替铝互连，等等。CMOS 的技术进步是惊人的，但每一项工艺发明或者改进，哪怕是很小的改进，都不容易，可以说“工艺无小事”。以铜互连工艺为例。作为电学互连的材料，铜优于铝，这是尽人皆知的常识，但是真正用到IC 互连上，却花费了十几年的工夫。1985 年IBM 就开始立项研究，直到1998年，还是与诺发公司（Novellus System）合作，才完成铜互连在IC 中的应用，其中的艰难可想而知。IBM 开发铜互连工艺是一项很有远见的决策，已经成为0.13μm 以下互连工艺的唯一选择。

说到CMOS 的工艺进步，一定不要忘记工艺设备制造厂家和材料厂家的功劳。他们汇集了物理学、化学、材料学、控制学以及制造技术等诸多方面的顶级成果，真可谓无所不用其极，为CMOS 的工艺进步建立了非

常好的支撑环境。顺便说一句，也正是由于IC，才使得硅成为自然

界100 多种元素中研究得最深入、最广泛，了解得最透彻、最全面的元素，包括硅的各种形态、各种衍生物的物理学、化学、机械学以及经济学等多方面的性质，可以说是无所不至其微。

3.2 存储器和微处理器

MOS IC 最先制作的产品是存储器。1971 年Intel 做出1Kb DRAM（动态随机存储器—

Dynamic Random Access Memory），标志着IC 进入LSI（大规模集成电路—Large Scale IC）

阶段。这是当时的说法，这个集成度现在已经称不上“大规模”了；

到1988 年，16Mb 的

DRAM 问世，集成了3500 万个晶体管，标志着IC 进入VLSI（超大规模集成电路—Very Large

Scale IC）阶段；到2000 年，1Gb 的DRAM 投放市场。从1971 到2000的29 年中，存储

器的集成度由1Kb 到1Gb，增长106 倍，它的CAGR=1.61，增长速度高于3 年4 番。因此，

存储器通常作为IC 集成度的标志，体现按Moore 定律的增长。

IC 产品的另一个重要门类是微处理器，它对IC 产业的发展起到更大的拉动作用。目前

最为强大的微处理器厂家当属Intel 和AMD。以Intel 为例，1971 年做出了全球第一个微处

理器4004，当年11 月15 日的《Electronic News》上刊登了这条消息，引起轰动。4004

采用10μm 硅栅PMOS 工艺，芯片面积1/8 英寸×1/16 英寸（约3.2mm×1.6mm）。这个

微处理器虽然只有2300 个晶体管，4 位字长，时钟频率为108 KHz，但它却标志着在半导

体与计算机两大学科之间形成一个新的交叉学科——微电子学。1974

年Intel 推出8080，

这是一个非常成功的微处理器，1975 年一家小公司MITS 用8080 装出了第一台8 位机个人

电脑Altair，从此开始了PC（个人电脑——Personal Computer）时代。1978 年Intel 推出

了16 位的8086，并由IBM 装成“IBM PC”。凭借着大公司的市场能力，IBM PC 很快赢得

了用户，使得PC 机进入千家万户，开始了长达14 年的80×86 品牌。经

过了80286、386、

486，到1993 年，Intel 推出奔腾（Pentium）微处理器，树起了一个新的品牌。到2000 年，

奔腾4 问世，采用0.18μm 工艺，主频达到1.5GHz。奔腾品牌用了12年，到2005 年，Intel

推出酷睿微处理器，以65nm 工艺制程，双核结构，4Mb Cache，功能非常强大。整个芯片

有将近3 亿个晶体管，主频达到2～3GHz，功耗为65 瓦。

从4004 到酷睿，历时34 年，集成规模由2300 个到3 亿个晶体管，微处理器的CARG

≈1.42，低于Moore 定律的增长。但是它从另一个方面体现Moore 定律，以其迅速增长的

强大功能，支持着社会各行业、生活各领域实现智能化、网络化、数字化，极大地提高了人

们的工作效率和生活质量。

微处理器，存储器，再加上各种ASIC（专用集成电路——Application Specific IC）构

成了年产值3000 亿美元的IC 产业，支持着几万亿的IT 产业，成为整个世界经济最重要的

支柱。

在说到微处理器时，一定不要忘记软件工程师的功劳，无论是

在DOS、Windows 等系

统软件方面，还是在网络、多媒体、电子商务等应用软件方面，他们都做出了重要贡献。要

记住，用户是为了使用软件才买硬件的，而硬件又是软件高效运行的载体。软件和硬件的这

种关系决定了微处理器需要做软件、硬件的协同设计、统筹安排，共同实现微处理器的最优

化性能。因此，软件工程师作为IC 产业的重要成员，在IC 的成就中，功勋卓著。

3.3 EDA 和设计方法学

EDA（电子设计自动化——Electronic design Automation），也就是早期的IC CAD（IC

计算机辅助设计——IC Computer Aided Design），经历了第一代的LE（版图编辑——Layout

Edit）、第二代的门阵列、标准单元的P&R（布局布线——Placement & Routing），第三代的

Synthesis（逻辑综合），有效地提高了设计效率，减少了设计失误，提高了优化水平，使得

IC 的设计能力得以跟踪工艺水平的提高。

IC 的优化设计面对的是NP 难题，也就是随着集成规模的增加，IC 设计的难度将以非

多项式增加，一般是指数，甚至是阶乘增加。IC 集成度是以Moore 定律做指数增加，IC 设

计的难度又随集成度急剧增加，真可谓难上加难。如果没有有效的设计方法和设计工具的支

持，工艺水平再提高也不能用于制作更大规模的IC。近十年提出的SoC（系统级芯片——

System on Chip）设计方法取得了很大的成功，它是以IP（Intellectual Property），也称硅

IP 的嵌入为特征。这个设计方法可以更多地利用已有的设计积累，有效地提高IC 的设计起

点，也可以更充分地利用高端工艺所提供的制作能力。

对于IC CAD，特别是对于EAD 的理解，一般注重它的电学功能和布图功能，实际上IC

CAD 的物理设计功能同样非常重要。在DRAM 和微处理器的设计中，一般是不使用P&R、

Synthesis 等工具的，因为这些工具是以单元电路、甚至以电路模块为起点，限制了设计优

化水平的进一步提高。存储器和微处理器的设计要使用能够触及到晶体管深层的CAD 工具，

再加上设计师的经验积累。这些设计不是机器“跑”出来的，而是设计

师“琢”出来的，当

属“艺术品”，与ASIC 等类型“机器制造”的设计有很大不同，一个更注重设计的完美，

一个更关心设计的时效。

进入纳米尺度之后，IC 的功耗问题突显，其原因是，随着特征尺寸的减少，虽然可以

使得单元电路的功耗减小，25 年降低了2 个量级，但是单位面积的电路数目却增加了3 个

量级，因此提高了IC 的功耗密度。再加上芯片面积的增加，使得IC 的功耗压力进一步加大，

已经严重地限制了IC 工作频率和集成规模的进一步提高。因此，通过设计降低功耗已经成

为IC CAD 的最主要任务之一，包括动态功耗和静态功耗的优化。这也是为保持Moore 定律

继续有效所要做的重要工作。

CMOS 的工艺进步为IC 提供了更高的制作能力；微处理器等电路的卓越功能为IC 赢得

了更大的市场范围；EDA 工具的发展为IC 提供了更强有力的设计手段。可以把这三项作为

IC 产业的支柱，但不要忘记测试和封装对推动IC 产业的贡献，特别是封装工艺，严格地说

应该纳入IC 制程。IC 封装技术近年发展很快，已经能够实现SiP（System in Package）。

SiP 可以把不同材料、不同工艺的器件、电路与硅基的SoC 封装在同一衬底的Package 内，

成为实现SoC 原有含意的有效方式。SiP 很可能成为扩展Moore 定律的主要途径。

4 技术之外

4.1 IC 管理是艺术

管理对于各种产业都很重要，对于IC 产业尤其重要，这是由IC 的高科技，也有人称为

“最高科技”的属性所决定。IC 产业投资巨大，技术链庞大复杂，各环节衔接紧密，骨干

员工的个人作用举足轻重，因此要求企业领导要有高超的管理艺术。

领导就做两件事：定政策，用干部。定政策，特别是做决策，要有识，有胆。IC 发展

的几次比较大的决策，包括选定硅栅CMOS 工艺，开发微处理器及个人电脑，建立标准工

艺的代工加工厂（Foundry），硅晶圆片（wafer）扩大到8—12 英寸，采用Stepper，开发

铜互连技术等，都是带有前瞻性的、而又是需要巨资投入的决策。因此做这样的决策，当然

要有魄力，但首先要有学识，有学识要比有胆量更重要，也更困难。IC 产业的学科跨度很

大，上至概念算法、体系结构，下到电路器件、晶格电子。一个企业的领导，要在这么宽的

技术范围内做到“有学识”，确实很难，当年Intel 的总裁Grove 就做到了这一点，令人钦

佩。Grove 虽然在大学的专业背景是化学，但是他的职业生涯却和半导

体结下了不解之缘。

在硅器件的开发研究中发挥了作用，而且由于能在工作中刻苦钻研，在半导体物理及企业管

理等方面都有很深的造诣。他在1967 年出版的“半导体器件的物理和工艺”（《Physics and

Technology of Semiconductor Devices》，A．S．Grove，Wiley，New York，1967），成为

业内必读。1968 年他与Moore、Noyce 等人创建了Intel，由于这几位全是物理背景，所以

Intel 在创建之初只是生产存储器。30 年过去，Intel 的业务彻底转型，从传统的半导体公司

转为重点在电脑架构的微处理器公司。Grove 本人也完成了学科跨越，虽然称不上电脑专家，

也要算是电脑内行，起码不至于说外行话。凭借着学识和才能，Grove 把Intel 管理得井井

有条，创建成为IC 界航母级的企业，在全世界IC 的总产值中，有十分之一来自Intel。Grove

没有得过诺贝尔奖，但他对IC 的贡献可能不亚于诺奖得主。Intel 副总裁虞有澄（Albert Yu）

博士写过一本书《我看英特尔》（三联书店，1995 年），扉页上写着“This book is dedicated

to Dr．Andrew Grove，who pushes the management art of high technology to new heights

every day.”（“谨以此书献给安德烈·葛洛夫博士，他每天都在把高科技的管理艺术推向新

的高度”）。这样的领导者做出的决策，失误要少得多。

领导的另一件事是用干部，这个提法最好改为用人才。有一个说

法，“‘一等’领导用

人才，‘二等’领导用干部，‘三等’领导自己干”，有些道理。IC 企业应该有“一等”的领

导，一定要用人才，不仅能干事，而且能创新。这样的一批能人，所有的本事全在脑子里，

又各有心思，让他们遵守纪律，上班打卡，绝对容易，但要让他们同心同德，起码要合作一

段时间，干点事业，就不那么容易。要当好这么一批能人的领导不太容易，可能需要有一点

人格魅力，要有一点修养水平，最起码要做到以诚相待、尊重下属。对

上司表示尊重的人多，

不用教就会，其实没用，上司记不住。而领导要能尊重下属则不同，会记很久，会产生凝聚

力。Intel 的华裔员工不少，1983 年他们春节聚会，没有想到Grove 这个匈牙利人到会拜年，

气氛当然热烈。对Grove 此举的效果虽不可高估，因为企业真正的凝聚力还是来自事业的

兴旺，拜年只是个辅助而已，但至少可以说明Grove 懂得尊重下属。4.2 小公司创业

现在已经有了航母级的IC 公司，例如Intel、TI 等，稍有动作就会浪拍云崖。但在IC

初期，他们都还是小公司。1950 年代之初，B．E．Deal 应聘到TI，他原来Bell 实验室的

同事还为他惋惜，从一个精英会萃、科研顶级的大单位，到了一个周边满是牛仔、油井的小

公司。TI 向Bell 申请晶体管授权还曾受过奚落。但Deal 看中的是TI 有朝气，员工走路都

快。1954 年Deal 在TI 做出了第一个Si 晶体管。

1985 年加州政府把“惠普车库”定为文物，成为硅谷一景，代表着小公司的创业精神。

Bill Hewlett 和Dave Packard 就是在这个简陋的车库里创建了HP 公司，做出了他们第一台

仪器。在著名的车库原则里充满了自信、勤奋、高效、合作的精神。他们的工具箱从不上锁，

以便随时能用，谁都能用。

小公司创业难免伴有员工跳槽。在IC 发展史上，对于员工跳槽的事处理得还都可以，

比较好地做到“生意不在情义在”。写书献给Grove 的虞有澄博士就跳过槽，等再回到Intel

之后，还升迁了职位，最高做到副总裁。这件事说明Grove 和虞博士二位都很有水平。

对于员工跳槽处理最糟糕的可能要算Shockley。他在1955 年离开Bell 实验室回到加州

老家，创建了“Shockley 半导体实验室”。凭着他是“晶体管之父”，招募了各路能人。后

来发明IC 的Noyce 就是一个坚定的投奔者。然而没到两年，还是这个Noyce，带领了Moore

等七人向Shockley 递交了辞呈。Shockley 勃然大怒，骂他们是“The traitorous Eight”（“八

叛逆”）。Noyce 等8 人离开Shockley 到了Fairchild，创建了Fairchild Semiconductor。没过

多久，1957 年10 月，Noyce 就在Fairchild 做出了双扩散Si 晶体管，应该说这是为IC 发明

做的热身，但这个项目原来是被Shockley 否掉的。Noyce 发明IC 和Moore 提出定律都是

在Fairchild 完成的。之后，他们又先后离开了Fairchild，各自创业。到1968 年，Noyce、

Moore 和前面提到的Grove （他不在“八叛逆”之中）创建了Intel，至此，“八叛逆”又

全部离开了Fairchild。

至于“八叛逆”与Shockley 孰是孰非，不必细究。不过从后来的业绩可以看出，这8

个人的跳槽是对的。Shockley 虽然把Si 带到了硅谷，但事业并不好，与同事、与家里人的

关系处得也不太好。他去世的消息，他儿子还是从报纸上得知的。说句笑话，Shockley 只

会得诺贝尔奖，这位物理学的巨匠，却是管理学的败将。

因被Shockley 痛骂而出名的“八叛逆”，却成了开创事业的能人。他们8人在Fairchild

的合影，也成了硅谷的一景，跟“惠普车库”一样成了创业的标志。这些人从不埋怨就业机

会太少，他们总是在不断地创造就业机会，提出平面工艺的Hoerni 就先后创建了12 个公司，

很值得钦佩。

4.3 学一点关系学

在人们的心目中，“关系学”的名声并不好，有人甚至把它与《厚黑学》、《官场现形记》

等一起列为反面教材。平时如果说起某人“熟悉关系学”，即便不是微词，也绝不会是表扬。

有件事让笔者对“关系学”的看法发生一些变化。几年前，领导把两

个“瑞士联邦高

工（洛桑）”的硕士研究生安排在我们实验室，完成他们“取得3 个月国外工作经历”的任

务。结束时，他们交接了工作，还在会议室举行了一个小“Party”，答谢

在一起工作的中国

教师和研究生，买了点饮料、水果、小食品，一共不到100 元。想得周到，做得圆满，完

了事收拾干净，善始善终。回忆他们的3 个月，工作挺认真，待人有礼貌，来去很安静，就

像有句彦语所说“Just can be seen, not can be heard”（“只能见人，不闻其声”）。同是23、

24 岁，如果把这些中、外学生做个比较，我们的学生业务能力绝对不差，但待人处世的水

平比起人家相差不少。笔者问起，两个瑞士学生回答：他们上过“关系学”这门课，讲授“How

to work with somebody”（“如何与他人共事”）。如果是讲授这样的内容，那么“关系学”

就不那么庸俗了，反而倒有几分高雅，值得一学。

尽管如此，笔者依然心存疑虑，生怕宣扬谬误。为此还翻了一下卡耐基的“关系学”，

留下的印象不错，所讲的内容并不是人们所鄙视的那种“关系学”。书中列举不少案例，以

及处理方法，有的还有些参考价值。可惜这本书已有几十年，没有包括IC 的案例。如果能

有一本结合IC 案例的《关系学》教材，为业内人员讲授一些共事、办事的规则，可能会有

助于IC 的发展。

其实别的行业也有必要学一点“关系学”，只是IC 业内更有必要，这是由IC 的“最高

科技”属性所决定。骨干员工对于企业那么重要，可是员工跳槽又不可避免，如果大家再不

按规则办，那么小至IC 企业，大至IC 产业，就难于取得持续发展。如果大家都能够知晓规

则、遵守规则，办事能有“想着点对方”的习惯，那将会为IC 建立起更有利于发展的环境。

5 谨此纪念

回顾50 年的发展史，可以对IC 的理解更深刻些。

作为学科，IC 在很大的学科跨度内，博采众家之长，倾注产业之上，是一个非常注重

基础、十分务求实际的学科，因为等待检验其成果的是产业，来不得半点虚浮；作为产业，

IC 一开始就植根学科，面向应用，并且采取了一条大工业、大生产的技术路线。IC 产业没

有因为图形细、芯片轻而降低生产规模，65nm 的线条要在300mm 直径的Wafer 上加工，

零点几克重的芯片取自重达200 公斤的硅锭。庞大而复杂的技术、产业链条，在精心的管

理之下有序运行，为人类创造了巨额财富，为人们提供着现代生活。

在发明42 年之后，诺贝尔奖给了IC 一份荣耀；而IC 亦非无功受禄，以3000 亿美元

的产业回报诺贝尔奖一份光彩。

得奖已是过去，IC 还要发展。现在需要考虑一下“后CMOS”的事，为10、20 年后的

IC 作些准备。