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美国科技的发达与半导体产业有着密不可分的关系，拥有设备、材料、设计、制造、封测全产业链的半导体企业，仅上市公司就近百家。在刚刚出炉的 2016 年二十大半导体公司中，美国半导体公司为 8 家，近乎占据了一半的席位。
谈到美国半导体产业大家首先想到的是硅谷。“硅”是第一代半导体材料，在 20 世界 60 年代成为主流。硅谷这个词最早是由 Don Hoefler 在 1971 年创造的，“硅”是因为当地的企业多数是与由高纯度的硅制造的半导体及电脑相关，“谷”则是从圣塔克拉拉谷中得到。硅谷随着 20 世纪 60 年代中期，随着微电子技术高速发展而逐步形成的。
硅谷的发展有着得天独厚的优势，高校、企业，以拥有雄厚科研实力的斯坦福、加州大学伯克利分校等世界知名大学为依托，以高技术的中小公司群为基础，并拥有英特尔、惠普、苹果等大公司。硅谷是科学、技术、生产为一体的科技产业的先锋，拥有大大小小电子工业公司达 10000 家以上，生产的着超过全美三分之一的半导体集成电路、生产着超过全美六分之一的电子计算机。上世界 80 年代形成了国际性的“硅谷热”，许多国家纷纷建立自己的“硅谷”，以发展本国的先进技术产业。
本期《芯片世界地图》与非小编将带着大家一起看看美国半导体与硅谷的故事。
硅谷的故事
硅谷不是一个地理名词，在地图上一般不做标注。我们先来看一下硅谷的地理位置，起先硅谷仅包含加利福尼亚州圣塔克拉拉山谷（旧金山南）是由西北伸向东南的狭长谷地，主要在圣塔克拉拉县和圣何塞市境内，之后逐渐扩展，周边如圣马刁县，阿拉米达县的一部分也被包括进去。除了聚集着美国的大量高新企业，日本、法国、荷兰、南朝鲜、印度等国也在硅谷进行投资建厂。
硅谷的发展崛起并非单一原因造就，而硅谷的故事也并非是一个高科技产业园这么简单，很多有血有肉的人物为此贡献巨大。
最初，硅谷只是是美国海军一个工作站点，后被 NASA 接手。鉴于没有没有民用高科技企业的苦楚，斯坦福才华横溢的 Frederick Terman 教授在学校设立方案并鼓励学生们在当地发展“创业投资”事业。在 Terman 的指导下，他的两个学生比尔·休利特（Bill Hewlett）和戴维·帕卡德（David Packard）在一间车库里仅凭 538 美元建立了惠普公司(Hewlett-Packard)。如今，这间车库成为了硅谷发展的一个见证是硅谷重要发源地之一。
1951 年 Terman 成立了斯坦福研究园区，一些较小的工业建筑以低租金租给一些小的科技公司，而这渐渐成为重要的技术诞生地。
随后，半导体工业里程碑的人物威廉·肖克利搬到了这里。对，肖克利就是 1956 年因三极管而获得诺贝尔物理奖的人物。巴丁、布拉顿发明了第一个半导体三极管，而肖克利进行微创新发明了改进型的三极管，这也成为使用最多的三极管类型。1953 年由于与同事的分歧而离开贝尔实验室，1956 年他搬到这里建立肖克利半导体实验室。肖克利也从东部召来八位大将组成“博士生产线”。但是这八位年轻人很快发现肖克利刻薄古怪、极难相处，而肖克利实验室产品研发进展也不顺，于是集体出走。而这八位年轻人就是被肖克利称为八叛逆的 Eugene Kleiner（尤金 - 克莱纳）、Gordon Moore（戈登 - 摩尔）、Jay Last（杰 - 拉斯特）、Jean Hoerni（金 - 赫尔尼）、Julius Blank（朱利亚斯 - 布兰科）、Robert Noyce（罗伯特 - 诺伊斯）、Sheldon Roberts（谢尔顿 - 罗伯茨）与 Victor Grinich（维克多 - 格林尼克）。
八叛逆出走之后，在著名的投资人亚瑟洛克的帮助下，找到了投资人 Sherman Fairchild（谢尔曼费尔柴尔德），投资 150 万美元创建了仙童半导体。仙童半导体是第一家把硅晶体管商业化的公司，当时其他的半导体公司都在采用锗工艺。
- 1958 年，第一批晶体管 2N697，采用台面型硅工艺
- 1958 年，Jean Hoerni 将台面工艺改进为平面工艺，半导体工艺的巨大进步可减少加工难度、降低生产成本并提高了晶体管的性能，2N1613 是世界上第一颗平面硅晶体管
- 1960 年，在一片晶圆上集成了四个晶体管，Robert Noyce 发明世界上第一个硅集成电路
- 1963 年，模拟设计大师 Robert Wildlar 加入仙童，他利用仙童的工艺设计模拟运算放大器
- 1964 年推出的 uA702 与 1965 年推出的 uA709 成为划时代的产品
仙童这样统治了当时的模拟集成电路市场，从 1960 年到 1965 年，仙童每年的销售额都翻一番，1966 年的时候仙童已经是第二大半导体公司，仅次于德州仪器。
八叛逆对整个半导体重大贡献不仅仅是 1960 年 Robert Noyce 发明了集成电路技术，1965 年摩尔更是总结了出了集成电路上面的晶体管数量每 18 个月翻一番的规律—— “摩尔定律”。
硅谷的“最强音”并没有在仙童这条线上停留多久，就像肖克利半导体实验室一般，随着 Sherman Fairchild 全资收购了八叛逆的股份，八叛逆相继出走开始建立自己的新公司。
- 1961 年，Jean Hoerni、Jay Last 和 Sheldon Roberts 出走，创办从事半导体测试业务的 Amelco 即后来的 Teledyne（泰瑞达）
- 1962 年，Eugene Kleiner 出走并创办了 Edex，1967 年又创办了 Intersil
- 1968 年，Noyce 离开仙童，并拉走仙童半导体研发总监的 Gordon Moore，共同创办了英特尔公司
随后 Victor Grinch、 Julius Blank 也离开了仙童。
仙童逐渐没落，但是仙童半导体对硅谷有影响巨大。由仙童雇员所创建的公司在硅谷乃至全美国却超过百家，其中 92 家为上市公司，与八叛逆有关的公司达到了 65 家。
硅谷故事的“最强音”便交给了与仙童有着渊源的半导体公司，比如英特尔。
由此可见，硅谷有着一支强大的“仙童帮”，他们与仙童有着说不尽的渊源。与此同时，象征刺激、冒险、雄心勃勃的硅谷精神，硅谷有着另外一个派别，这就是“PayPal 帮”，一个现在 IT 业精英派。
政府的推动
看到上面的叙述，总感觉硅谷的崛起与美国半导体的故事离美国政府很遥远，其实美国政府在半导体的发展上面也贡献了巨大的力量。
上世纪 80 年代中期前，美国一直稳坐世界半导体老大的位置，并占据世界半导体市场超 60%的份额。然而在日本半导体产业崛起之下，美国半导体业市场份额逐渐下滑，1986 年被日本赶超。应对被赶超的事实，美国半导体产业在生产工艺研发方面投入大量资源，提高生产效率和产品良率；同时国防部牵头与美国多家 IC 企业成立半导体制造技术产业联盟（SEMATECH），促进元件厂与设备供应商的合作关系，加速半导体设备、材料的研发和工艺标准化工作。此外，美国半导体产业进行战略转型，放弃竞争激烈 DRAM 领域，重点发展微组件及 LOGIC 等附加价值高产品，形成本国半导体产业独特的创新能力，2003 年起重新夺回世界半导体业老大的位置。
美国政府极其重视集成电路产业发展，采取一系列措施扶持：
- 利用政府采购创造产业需求
- 通过发展风险投资市场为半导体产业发展提供资金支持
- 综合利用外交、贸易等手段为半导体产业创造良好的外部环境
明星企业
美国的半导体企业众多，与非小编实在无力一一列举。放眼全美，我们按照各领域的精英企业为大家进行罗列。
IDM、Fabless 双榜首被美国拿下
英特尔，总部位于美国加利福尼亚州圣克拉拉，稳坐全球前 20 大半导体公司老大的位子多年，是一个 IDM 公司即从设计、到制造、到封装测试以及投向消费市场一条龙全包的企业。作为全球科技行业引领者之一的英特尔，为科技发展做出了众多贡献。从最初的 PC，到近几年相继拓展出来的人工智能、精准医疗、虚拟现实、无人驾驶等领域，英特尔已经从一家 PC 芯片厂商成功转型成为综合性的科技企业。
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高通，总部位于美国加利福尼亚州圣迭戈，是手握大量高价值专利的无线通信行业巨擘，采用 Fabless 模式。在掌握大量专利组合的同时，高通公司还积极参与技术标准的制定。在过去几年，高通相继收购了 Atheros、CSR，目前高通手机处理器芯片占据除华为以外几乎所有手机厂商旗舰机和大部分中端机。而今年 10 月 27 日，高通更是宣布以 470 亿美元收购恩智浦半导体(NXP)，高通在汽车电子方面的野心表漏无疑。
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IC 设计企业
全球 10 大 IC 设计企业中，美国占据 6 席高通、英伟达、AMD、苹果、美满、赛灵思。2016 年，英伟达、AMD、赛灵思都实现了营收增长，英伟达近年来除在游戏领域多有着墨外，在数据中心与车用电子应用的成长幅度相当亮眼；AMD 在半客制化、嵌入式与企业端领域逐渐展现成效。
英伟达，总部位于美国加利福尼亚州圣克拉拉，创立于 1993 年是一家以设计智核芯片组为主的半导体公司。在可编程图形处理器方面拥有先进的专业技术，是全球图形技术和数字媒体处理器行业领导厂商。作为一家无芯片 IC 半导体设计公司，英伟达有自己的实验室研发芯片，但将芯片制造工序分包给其他厂商。
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AMD，总部位于美国加州桑尼维尔，专门为计算机、通信和消费电子行业设计和制造各种创新的微处理器、闪存和低功率处理器解决方案。AMD 是目前业内唯一一个可以提供高性能 CPU、高性能独立显卡 GPU、主板芯片组三大组件的半导体公司，AMD 提出 3A 平台的新标志，在笔记本领域有“AMD VISION”标志的就表示该电脑采用 3A 构建方案。现在的桌面 CPU 市场基本是 A 家和 I 家的厮杀为主，经过多年的厮杀，AMD 如今在高端领域给英特尔吊着打，只剩下低端市场的份额了。尽管 2016 年是一个半导体行业洗牌的风波年，在 AMD Zen 反复跳票的情况下，AMD 却股价大涨，而最近 AMD 与谷歌合作要深入“探讨”人工智能的大哲学。
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苹果，总部位于加利福尼亚州库比蒂诺，以消费电子为核心业务的公司。而其堪称决胜千里“核武器”是强大的 IC 设计部门。苹果的芯片只用于它自己的手机，因为苹果手机的销量很高，所以苹果的芯片出货量和研发能力很强。苹果的芯片设计团队为 iPhone 打造了一个无法被轻易跨越的护城河，除了 A 系列处理器拥有优秀效能之外，苹果也因而取得强势的议价能力，产品更难以被竞争对手简单复制。
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美满，总部位于美国加利福尼亚州圣克拉拉，是一家提供全套宽带通信和存储解决方案的全球领先半导体厂商，是全球顶尖的无晶圆厂半导体公司之一，也是全球发展最快的半导体公司之一。美满能够提纲汽车电子使用的处理器和 SoC 解决方案、云计算系统、物联网、多媒体应用和存储方面的创新产品。所以被看作是最值得收购的公司之一。
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赛灵思，1984 年创建于美国加利福尼亚州圣何塞，发明了现场可编程逻辑门阵列，是全球领先的可编程逻辑完整解决方案的供应商，还是第一个无晶圆厂半导体公司。28nm 时代，赛灵思提出 All Programmable 的概念，从单一的 FPGA 企业战略转型为 All Programmable FPGA、SoC 和 3D IC 的全球领先提供商。
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半导体设备厂商
全球 10 大半导体设备厂商中，美国占据 4 席。应用材料（Applied Materials）、科林(Lam Research)、科磊（KLA-Tencor）、泰瑞达（Teradyne）。
应用材料，成立于 1967 年，总部位于美国加利福尼亚州圣克拉拉，是全球最大的半导体设备和服务供应商。
科林，成立于 1980 年，总部位于美国加州，是一家晶圆制造设备和服务的供应商。
科磊，成立于 1976 年，总部位于美国加州米尔皮塔斯是一家从事半导体及相关纳米电子产业的设计、制造及行销制程控制和良率管理解决方案商。
EDA 巨头
EDA 工具是电子设计自动化，是用来辅助芯片设计的工具，在超大规模集成电路时代，要完成上亿晶体管芯片的设计，必须采用 EDA 工具进行辅助设计。某种程度上，正是说有 EDA 工具，才有了超大规模集成电路设计的可能。EDA 工具也非常丰富，有的可以进行电路设计与仿真，有的可以进行 PCB 自动布局布线，按照功能和使用场合，可以分为电路设计与仿真工具、PCB 设计软件、IC 设计软件等。
EDA 市场很长时间呈现被 Synopsys、Cadence、Mentor 三巨头瓜分的局面。而这三家 EDA 公司的总部全部位于美国，前不久西门子宣布收购 Mentor，但是 EDA 的命脉似乎还掌握在美国手中。
第三代半导体材料企业
第三代半导体材料——宽禁带半导体材料成为被关注的重点，以第三代半导体材料为基础的新兴技术正迅速崛起，抢占第三代半导体材料技术的高地也愈发激烈。
- SiC 形成了美国、欧洲、日本三足鼎立的局面，美国的 Cree、Bandgap、DowDcorning、II-VI、Instrinsic 可实现碳化硅单晶抛光片；
- GaN 美国与日本的研究水平最高，美国一直处于领先地位，先后有 TDI、Kyma、ATMI、Cree、CPI 等公司成功生产出氮化镓单晶衬底；
- AlN 美国与日本的发展水平最高，美国的 TDI 公司是目前完全掌握 HVPE 法制备 AlN 基片技术，并实现产业化的唯一单位。
模拟界的老大
美国的“王牌”企业盘点了很多，但是还把美国德州仪器公司(TI)落下了。TI 创办于 1930 年，是全球 10 大半导体企业之一，同时也是全球最大的模拟电路技术部件制造商。在模拟器件领域，TI 牢牢占据着模拟 IC 市场的大半壁江山。
TI 总部位于美国德克萨斯州的达拉斯，成立之初的 TI 是一家地质勘探公司，后转做军火供应商。TI 是第一家全球化的半导体公司，于 1954 年生产出了全球第一个晶体管，后于 1958 年发明出了全球第一块集成电路。此外，TI 还于 1967 年发明了手持计算器。1982 年，TI 发布了全球首个单芯片数字信号处理器 DSP，之后便成了这个领域的霸主。除了提供模拟技术、数字信号处理（DSP）和微处理器（MCU）半导体以外，TI 还致力于汽车及工业设备芯片的研发生产。
半导体行业刮起了一阵并购风，半导体巨头都忙着并购，德州仪器为啥剑走偏锋显得极为从容。
关于硅谷的故事、关于美国半导体大佬的故事我们就盘点到这里，美国半导体的实力的确让人震惊，但是美国半导体行业是否也有头痛的事情？我们在上期《世界芯片地图》做了分析，可以在“半导体行业长老，也为未来愁白头？” 中找到答案。
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