硅谷的诞生:诺奖得主大败局丨凡卓产业史02

硅谷的诞生:诺奖得主大败局丨凡卓产业史02
2022年07月05日 18:51 小饭桌

系列目录

【人和篇 – 肖克利】诺奖得主大败局

【产业篇 – 仙童半导体】巨鲸落而英特尔、AMD生

【天时篇 – 两次“电子热”】当美国市场第一次为电子而沸腾

【别传 – 加州往事】加州的早期历史与地理环境

作者丨凡卓投研智能团队 半导体组、宏观组

肖克利,科技史上第一“催化剂”。

他是1956年诺奖得主,晶体管之父。光刻机用的“平面工艺”来源于他,苏联在集成电路产业化中的落败归因于他。在他的催化下,半导体产业大大加速了。

然而说起半导体的商业发展,又似乎跟他毫无关系——在强大的资金、技术、团队和产业资源的情况下,在管理上犯了几乎所有能犯的错误,创业两年就草草收场。

在肖克利的“催化”下,他手下的八位年轻人,建立了硅谷早期最重要的公司之一“仙童半导体”,后来仙童半导体又孕育出了英特尔、AMD等一系列半导体公司,以及凯鹏华盈、红杉资本等一系列“仙童系VC”所构成的风险投资市场。

* 英特尔、AMD公司情况,参见《凡卓产业史》英特尔篇和AMD篇;风险投资行业早期发展,参见《凡卓产业史》的风投篇。

所以这一段,我们来聊一聊当年肖克利的两个阶段:硅谷早期的技术环节,肖克利给创业者留下的宝贵教训。

肖克利:现代集成电路的理论源头

肖克利是硅谷历史上最重要的物理学家之一,准确地讲,是材料学家。他1910年生于伦敦,幼年随父母迁往加州,其父是MIT毕业的采矿工程师,其母是斯坦福第一批女毕业生之一,从事矿业勘测。而加州的传统优势行业就是采矿业。

这里插一句题外话,在当初看美剧《生活大爆炸》(The Big Bang Theory)的时候我就在想,肖克利绝对是剧中几位科学家的原型之一,原因有两点:第一,肖克利和剧中谢尔顿类似,在研究中智力超绝,但生活中情商欠佳;第二,肖克利和莱纳德一样,也有一位智商极高、喜欢打压孩子的母亲。相传肖克利的母亲曾经带他去找老特曼教授测过智商——嗯,就是“硅谷之父”特曼的父亲,这也一定程度上解释了特曼日后与肖克利的联系——肖克利的智商测出来超过120,高于常人,但又没有达到135这个天才的地步。但是他的母亲并不满意,因为肖克利的母亲智商160。这个“测智商”的故事,不知道是确有其事,还是后来人们根据肖克利的坏脾气杜撰的。

总之,后来肖克利考入MIT学习物理学,博士毕业后留校任教,而后被贝尔实验室挖走了。贝尔实验室并非是一个纯粹的研究机构,它是1925年通信巨头AT&T公司成立的研发实体,可以理解成华为集团旗下的研发子公司。当时美国的一系列先进技术,包括数字计算机、远距离电视传输、有声电影,以及40年代的信息论、晶体管,再后来的太阳能电池、激光理论、通信卫星,都出自贝尔实验室——而母公司AT&T就是这些技术转化的受益者。后来反垄断分拆AT&T,贝尔实验室分归朗讯科技,最终朗讯科技又被诺基亚收购,此为后话。

在贝尔实验室,肖克利团队完成了一个研发成果,这个成果让晶体管性能正式超越电子管。晶体管的稳定性、导热性、整流性能都好于电子管,但是承载电压较小,需要放大器件才能使用;1947年,肖克利的固体物理研究小组,第一次发明这种放大器件,电压在他们实验室的晶体管中得到了放大,声音随着电流在晶体管中进行传递,后来我们在公园中看到的、老大爷手中被称为“半导体”的收音机,就受益于这个发明。

然而,一个可能改变肖克利性格的插曲发生了:贝尔实验室在着手申请专利时发现,晶体管研究中,肖克利的部分跟之前的专利有冲突。最终,这一次的专利上只提及了肖克利团队的十二个成员,但没有肖克利。

肖克利在贝尔的团队关系不好、管理能力不佳,可能就源于这段时间。肖克利是个天资聪颖、勤奋工作的天才,他对晶体管技术的前景也是极其认可的——这可以从他在1940s中的著作论述和电视采访中看出来,他当时就明确表示,晶体管将是计算机理想的基本元器件。可想而知,这种跨时代的研究中没有留名,对于肖克利可能是不能容忍的。所以他日以继夜研究,在1948年初团队中巴丁和布莱顿为晶体三极管申请专利的同时,肖克利也提交了他新研究的、结型三极管的专利。在1956年,肖克利和巴丁、布莱顿三人共同获得了诺贝尔奖;这次专利之争显然让肖克利团队产生了不和。巴丁和布莱顿后来都退出了肖克利团队,他们退出之后肖克利也没有研发出新的产品。

* 值得一提的是,巴丁离开肖克利后,又因为超导电性获得了1972年诺贝尔奖。

而后,行业发展飞快,一方面晶体管材料从最开始的锗,变成了硅锗并行,硅的原材料制备逐渐成熟,硅半导体器件制作工艺开始发展;另一方面,半导体的下游市场打开,市场需求逐渐从电子管转为晶体管,这给肖克利创业提供了有利的背景:

▪ 从材料和技术变化上看,肖克利他们最初采用的是锗晶体管,而非后来的硅晶体管——锗禁带宽度窄、易被击穿;锗的氧化物不稳定,器件制作难度大;锗的地壳含量少,制作成本高。到1954年,德州仪器研发出硅晶体管,性能逐渐赶上和超过锗晶体管;而1950s中期,半导体级高纯硅提纯技术,则提供了充足的原材料。

* 晶体管“锗硅之争”,是不是有种动力电池“锂钠之争”的感觉?参见《凡卓产业史》 的新能源篇。

▪ 从市场上看,1954-56年间,美国市场上晶体管销量达到了近2,800万只,其中锗晶体管和硅晶体管销量分别达1,700和1,100万只;而同期电子管市场规模超10亿美元,销量达13亿只。到了1957年,晶体管一年的销量就达到了2,900万只,比过去3年之和还多。显然,电子管还有优势,但晶体管正在飞速发展。

▪ 从应用和客户上看,1954年,晶体管收音机面世,售价近50美元(当时美国人均可支配收入约为1,675美元/年),一年时间晶体管收音机就卖出十万多台;不久,Sony的前身Tokyo Tsushin Kogyo推出了日本款晶体管收音机,晶体管逐渐走向全球。客户方面,通用电气、RCA、德州仪器、AT&T和雷神等多家大型电子公司都开始采购晶体管。

在这个背景下,肖克利敏锐的察觉到,晶体管时代,就要到来了。

肖克利半导体实验室与“仙童八叛逆”

如果你是投资者,有一位诺贝尔奖得主准备创业,他有着贝尔实验室这样当时大型企业工作经验,也有跨时代的产品构想——你要不要投资?

如果你是投资者,有一位创业者找到你,他之前的工作伙伴没有一位跟着他出来创业,跟他合作过的人都说他刚愎自用;而在找到你之前,他刚刚抛弃身患重病的前妻另结新欢——你,还要不要投资?

这个故事对我后来的尽调风格影响还挺大的,肖克利的眼光是卓绝的,但是价值观我是真的不敢苟同。至少对于我们来讲,还是更愿意和谈得来的创业者一起共事。

1955年,肖克利开始融资,他找到了德州仪器、洛克菲勒、雷神等公司,希望融资五十万美元,但并没有成功。一方面,这些企业自己就在生产晶体管;一方面,当时的风险投资产业才刚刚起步,大企业还没有产业投资的理念。最后,他得到了大学好友阿尔诺德·贝克曼教授30万元资金。而听说肖克利在融资创业,当时已经开办了斯坦福工业园的特曼也专门邀请他回老家,在离斯坦福大学五英里的地方,创办了“肖克利半导体实验室”。

* 资助肖克利的贝克曼教授不只是位化学教授,他也是贝克曼仪器公司的创始人,肖克利半导体实验室就是贝克曼仪器公司的子公司。贝克曼仪器公司最初从事PH仪器生产,当时营业额已达到了两千多万美元;后来这家公司成为美国医疗设备仪器研发生产中最重要的公司之一。关于医疗产业,参见《凡卓产业史》后续内容。

1956年1月,肖克利领取了诺贝尔奖;2月他和贝克曼召开新闻发布会,宣布肖克利半导体实验室正式成立。在同一时间,肖克利开始招兵买马。有一种说法说,肖克利曾试图招聘过有经验的贝尔实验室人员,但没有成功,因为之前在贝尔实验室时他的一些做法让同事难以合作。但不管怎么说,刚刚获得诺奖的肖克利对于青年才俊的吸引,犹如17世纪牛顿宣布建立工场时那样,有志青年蜂拥而至。很快,有八位30岁以下的天才来到这家公司,这八位天才后来一起建立了仙童半导体公司,而后又再度开支散叶,他们是:

▪ 罗伯特·诺伊斯,来自福特公司旗下电池和无线电业务子公司菲尔科-福特公司(Philco-Ford),后来的英特尔公司创始人之一、第一任CEO;

▪ 戈登·摩尔,来自约翰·霍普金斯大学应用物理实验室,“摩尔定律”提出者,后来的英特尔公司创始人之一、第二任CEO;

▪ 尤金·克莱纳,前通用电气的制造工程师,后来先后创立了12家公司,以及全球知名的风险投资基金KPCB;

▪ 琼.赫尔尼,之前在加州理工学院工作,拥有剑桥和日内瓦大学两个博士学位,后来联合成立了Amelco,Amelco后来成为航天与国防系统巨头泰瑞达因(Teledyne)的子公司;

▪ 杰伊·拉斯特,1956年MIT物理学博士刚刚毕业,后联合成立了Amelco;

谢尔顿·罗伯茨,MIT冶金学博士,曾工作于知名化工公司陶氏化工(Dow Chemical Company),后联合成立了Amelco;

▪ 朱利亚斯·布兰克,机械工程师,曾在西部电气(Western Electric)等公司工作,后成为咨询师、独立投资者,以及一系列公司的独立董事;

▪ 维克多·格里尼克,斯坦福大学博士,后在伯克利和斯坦福教授集成电路课程。

* 部分中文互联网上认为收购Amelco的公司是半导体检测设备公司泰瑞达(Teradyne)。泰瑞达是后来仙童半导体在半导体自动化检测设备(ATE)领域的竞争对象,但是确实不是Amelco的收购者;且泰瑞达的证券Ticker为TER,泰瑞达因Ticker为TDY,两者不是一家公司。半导体材料和设备行业,参见《凡卓产业史》后续。

这里注意两个问题:

▪ 这八位年轻的天才,来自五湖四海,有三位是欧洲背景,还有多人来自美国东部,这八位中最具管理能力的罗伯特·诺伊斯据说就是专程投奔“晶体管之父”的;

▪ 第二,这个团队是比较完备、有一定经验的——从研发、设计到冶金、制造,除了市场和销售之外,一个初创企业的各个职能是齐全的。

所以说,“催化剂”的作用是把他们粘合在一起;但即便离开肖克利,他们也有可能成功——离开“催化剂”这一天,就发生在短短一年半之后。肖克利的管理很快出了问题,问题是多方面的:

▪ 研发方面,大方向正确,而产品战略有问题。肖克利最初的规划里,材料选择是是硅而不是锗,当时只有德州仪器和贝尔实验室推出硅晶体管,但产品不成熟,肖克利团队的研发能力是能支持他们研发成熟稳定的硅晶体管的;而生产方法上,选择了扩散法掺杂工艺,这种生产工艺速度更快、性能更稳定。

但是肖克利的产品目标不合理,他认为低价格才能抢占市场,要求团队研制成本在五美分以下的晶体管——这个目标到20世纪80年代才达成。最终,公司成立一年多没有生产出产品,也没有收入;

▪ 投资者交流方面,肖克利原本对贝克曼承诺说要改进晶体管,而不是研发新产品,但他并没有遵守诺言;而在贝克曼与他讨论高额的研发费用时,他拒不合作,还威胁一拍两散;

▪ 团队管理方面,只能说肖克利的一些做法匪夷所思,比如说,把公司所有人的薪水都公开;比如说,在员工汇报时,当着员工的面,给贝尔实验室的前同事致电,求证员工说的对不对;比如说,用测谎仪来检查员工是否说了实话。

值得一提的是,当时在肖克利自己研究不顺时,诺伊斯提出了“隧道二极管”的构想,但肖克利只是粗暴地让诺伊斯专注于肖克利想要的研究上;而一年后,江崎玲于奈在东京通信工业株式会社(Sony的前身)提出了“隧道效应”,并凭此获得了1973年诺贝尔奖。

一言以蔽之,肖克利的两个核心问题是“情商”“管理”

▪ 一方面,肖克利没有很强的共情能力,仿佛团队都是实现他个人目标的工具,然而他的能力和人格魅力又没有让周围人心甘情愿做他的“工具”;

▪ 另一方面,团队没有形成有效的分工、协作和反馈机制。

放到今天的话,我不确定这样一位创业者放到我的面前,他身上的光环会不会让我俯首帖耳;但看到了肖克利的历史后,至少我会更关注创业者的初心、情商和组织协作形式。

最终,1957年10月,这八位年轻人在肖克利的咒骂中开创了仙童半导体公司,也因此得名“仙童八叛逆”。在他们离开之前,1957年美国经济萧条,标普500指数在三个月内下跌了13%,这让肖克利半导体实验室这样毫无收入的创业公司前景更加暗淡;而在他们离开之后,1960年贝克曼在巨额亏损下转让老股,几经辗转,1968年这家公司在AT&T手中永久关闭,而肖克利则在1963年退出公司,在斯坦福从事教职。至此,仙童半导体建立起来,现代半导体行业的序幕正式拉开。

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