一图尽览全球芯片产业发展史

芯片产业自在美国诞生以来，从未与国家意志脱钩，不论是初期与苏联的对抗，还是中期对日本的压制，以及现在与中国的摩擦。俨然是一场严峻的“芯片战争”。

目前，纵览全球芯片产业，美国有英特尔、德州仪器、英伟达、高通、新思、……，韩国有三星与海力士，日本有索尼与佳能，中国台湾有台积电与联发科，荷兰有阿斯麦，英国有Arm，这些国家和地区形成全球芯片产业的主导力量，这些企业构成全球芯片产业的核心引擎。

中国作为后发国家，华为、中芯国际、长江存储、中科曙光等企业也逐步走向世界舞台，成为世界芯片圈内不可或缺的力量与引擎之一。

然而，地缘政治日趋激烈，企业竞争纷繁复杂，芯片产业发展前景愈发模糊……

将以上国家与企业芯片产业的发展历程梳理成了一张图，尽览全球芯片产业发展史~

从1945年肖克利提出半导体固态阀门理论开始，到1986年美国与日本签订芯片协议，最后到2019年美国制裁华为，都可以在这里找到根源。70多年的时间里，基本可以以20年为一个阶段，划分为四个时期：

第一阶段（1945-1960）：美国芯片产业的崛起&全球芯片产业的觉醒

第二阶段（1961-1980）：美国芯片产业的强化&全球芯片产业的起步

第三阶段（1981–2000）：美国芯片产业的冲击&全球芯片产业的发力

第一阶段（2001–2019）：全球芯片产业的固化&中国芯片产业的崛起

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【第一阶段：1945-1960】

美国芯片产业的崛起&全球芯片产业的觉醒

美国

1945年，威廉·肖克利提出了“固态阀门”理论来验证半导体材料；但由于当时检测仪器不够精确，因此未成功。

1947年，沃夫特·布拉顿和约翰·巴丁在贝尔实验室设计了一种装置，验证了贝克利关于半导体材料的理论是正确的，这种装置被命名为“晶体管”。

1948年，肖克利构想出一种由三块掺有不同杂质的半导体材料组成的新型结构，实现了小电流转换为大电流以及用小电流打开或关闭小电流的过程，从而成功设计一个新的“开关”.

1955年，肖克利成立了肖克利半导体公司，但当时存在如何将晶体管变得更加实用的工程难题，晶体管之间的布线如同丛林般复杂。

1957年，肖克利半导体公司的八名工程师由于受不了肖克利矛盾的性格而辞职，创办了仙童半导体，这其中包含罗伯特·诺伊斯以及戈登·摩尔等。

1958年，德州仪器（TI）的工程师杰克·基尔比专注于寻找简化晶体管布线的方法，发现晶体管可以内置在同一块硅或锗板中，因此被成为“集成电路”（或芯片）。

同年，杰伊·莱丝罗普构想了显微镜倒置的想法，利用柯达公司生产的光致抗蚀剂（俗称光刻胶）发明了光刻技术，这使得大规模生产微型晶体管成为了可能。随后，莱丝罗普加入了TI，和他一块加入的还有目前台湾芯片产业的领导人张忠谋。

1959年，诺伊斯的同事简·霍尔尼发明了利用平面工艺制造晶体管的方法；诺伊斯利用这种工艺在一块半导体材料中放置多个晶体管，成为一种新的集成电路（基尔比制造集成电路用的是台面工艺，平面工艺与之比较，实现设计小型化会更加容易）。

日本

1953年，索尼的盛田昭夫飞往纽约会见了美国电话电报公司的高管，他们同意向盛田昭夫颁发生产晶体管的许可证。索尼的计划是用新产品引领公众，索尼的专长不是设计芯片，而是设计消费类产品的定制人们需要的电子产品。

1955年，索尼推出了晶体管收音机，极大促进了日本半导体工业的发展。

苏联

20世纪40年代末，乔尔·巴尔与艾尔弗雷德·萨兰特逃离美国来到苏联。50年代末，他们开始制造他们的第一台电脑，同时与苏联电子工业部门官员肖金合作，让赫鲁晓夫相信苏联需要一个专门生产半导体并拥有自己研究人员、工程师和工厂的城市。

1959年，苏联破土动工建设“泽列诺格勒”。苏联实施的是“复制”战略，泽列诺格勒拥有苏联最好的科学家和搜集的技术秘密，但看起来却像是缺少阳光的硅谷，复制战略意味着苏联半导体的创新道路是由美国设定的。

中国

早在20世纪50年代中期，中国就将半导体确定为科学优先事项，但犯了与苏联同样的错误，采用复制策略。

1960年，中国在北京建立了第一个半导体研究所。

【第二阶段：1961-1980】

美国芯片产业的强化&全球芯片产业的起步

美国

1963年，仙童聘请了安迪·格鲁夫改进生产工艺，与诺伊斯和摩尔一起打造芯片产业。

1965年，摩尔写了一篇关于集成电路未来的短文，预测，至少在接下来的十年里，每年硅芯片上的器件数量增加一倍，因此被成为“摩尔定律”。

1968年，诺伊斯和摩尔对他们没有仙童的股票期权感到不满，厌倦了纽约总部佛南公司的干预，于是离开仙童，成立了自己的电子公司——英特尔。

1969年，杰里·桑德斯也离开了仙童，并成立自己的公司——AMD。

1970年，英特尔推出了第一款产品，一种叫做DRAM的芯片。20世纪70年代之前，计算机记忆数据不使用硅芯片，而是使用磁芯，但是随着计算机内存需求的激增，磁芯无法跟上时代。

1971年，电路仿真软件SPICE诞生，为日后芯片产业电子设计自动化奠定了基础。

当时，与存储芯片（DRAM）不需要专用化不同，负责计算的逻辑芯片需要专门设计，也就是定制化。英特尔的泰德·霍夫在考虑一项计算器业务的时候，意识到计算机面临着定制逻辑电路与定制软件之间的权衡，通过设计一个标准化的逻辑芯片，再加上一个可用软件编程的功能强大的存储芯片，可以完成许多许多不同的计算，而且价格可以更便宜。

1972年，诺伊斯宣布通用逻辑芯片可以实现大规模生产。

1976年，英特尔DRAM芯片的全球市场份额达到83%。

1978年，美国GCA（美国地球物理公司）推出第一台步进式光刻机，随后控制了全球85%的半导体光刻机设备市场。

此阶段，日本芯片产业快速崛起，美国芯片危机已经来临！

1978年，双胞胎兄弟乔·帕金森和沃德·帕金森在爱达荷州（该州几乎没有科技公司）一家牙医诊所的地下室创办了美光。因为受到日本芯片产业的挑战，此时正是创办存储芯片公司最糟糕的时候，但是沃德·帕金森在尽可能高效的设计DRAM芯片方面有天赋，当时多数竞争对手专注于缩小每块芯片上的晶体管和电容器的尺寸，但是沃德专注于缩小每块芯片的尺寸，这样每个晶圆上就可以放置更多的芯片，这被沃德称为市场上最差的产品，但它的成本最低。

1979年，格鲁夫担任英特尔总裁，意识到英特尔销售DRAM芯片的商业模式已经完蛋，已经被日本颠覆了，因此必须转型。不过，在当时市场并不大的微处理器市场，英特尔是一个领导者，而日本公司相对落后，给英特尔留下了一丝机会。最终，英特尔决定放弃存储器，将DRAM市场拱手让给日本，专注于个人电脑微处理器。

198年，惠普（惠普是当时最大的半导体买家之一）高管在行业分析会议上分享：日本的产品质量比美国好得多，三家日本公司的芯片在前1000小时的故障率都没有超过0.02%，而美国公司的芯片故障率最低为0.09%。

日本

1960年开始，日本芯片企业开始追求赶超美国。1960年，日本政府成立了电子技术综合研究所，以推动芯片技术的研发和应用。1963年，日本政府制定了《电子工业振兴临时措施法》，以促进芯片产业的发展。

1964年，日本在分离晶体管的生产上超越了美国。

1966年，大多数日本公司开始生产芯片，日本的集成电路产业进入新阶段，成为日本产业统计的正式指标。

1976年，由日本通产省牵头，投资720亿日元，以日立、三菱、富士通、东芝、NEC五大公司作为主轴，联合电气技术实验室（EIL）、日本工业技术研究院电子综合研究所和计算机综合研究所，组建了VLSI（超大规模集成电路）联合研发体，专注于研发集成电路。

1980年，为期四年的“VLSI”项目宣告完成，期间申请了大量的专利，并取得了包括光刻、刻蚀、设备、工艺等芯片制造技术的显著成果。这些技术的突破、良率的上升以及成本的降低，进一步推动了日本芯片产业的发展。

韩国

1977年，三星的李秉哲在观察东芝和富士通抢占DRAM市场时，开始进军半导体行业，而此时，韩国已经是美国或日本制造的芯片进行外包组装和封装的重要地点。

1979年，三星建立了其第一座DRAM晶圆厂。

中国&中国台湾

1965年，中国制造了第一个集成电路。

1966年，文化大革命开始，芯片产业被迫中断。在文革的十年里，英特尔发明了微处理器，日本在全球DRAM市场中占据了很大份额。到了文革结束，中国大陆的芯片产业处于灾难阶段。

1968年，TI高管马克·谢泼德与张忠谋来到台湾，会见了当时台湾地区经济事务负责人李国鼎。当时，美国支持的南越即将崩溃，会对整个亚洲产生冲击，李国鼎意识到台湾地区与TI的合作可以使得台湾与美国的关系多样化，对保卫台湾不感兴趣的美国可能更愿意保护TI。同年，TI批准在台湾建设新工厂。

【第三阶段：1981-2000】

美国芯片产业的冲击&全球芯片产业的发力

美国

1986年，在美国对日本的持续打压下，华盛顿和东京达成了一项协议，日本政府同意对其DRAM芯片的出口设定份额，限制向美国出口出售DRAM芯片的价格；但这损害了日本芯片最大买家之一的美国计算机生产厂商的利益。

1987年，美国一群领先的芯片制造商和国防部成立了一个名为Sematech的财团，由诺伊斯来领导，用于协调设备公司和芯片制造上之间的问题，但是这种方式远不如日本财团方式表现的更加出色。

1993年，经过了数年对日本半导体的打压，同时借助美光的成本优势，美国重归半导体发货量第一。

在美日半导体博弈的同时，美国芯片产业在设计方面燃起了生机。

——芯片设计软件——

1980年，卡夫·米德和计算机架构师琳·康维一直讨论如何将芯片设计标准化，最终起草了一套数学设计规则，为通过编写计算机程序而进行自动化芯片设计铺平了道路。

1982年，芯片行业成立SRC（半导体研究联盟），资助大学芯片设计研究，向卡内基梅隆大学和加州大学伯克利分校等大学发放研究补助金。这两所学校的学生和老师创办了一系列创业公司，为半导体设计创造了前所未有的新行业软件工具。

1986年，曾就职于通用电气公司的Aart de Geus及其团队成立新思科技（Synopsys）成立，后来发展成为行业公认的全球第一的EDA软件工具领导厂商。1988年，楷登电子（Cadence）也由SDASystems和ECAD两家公司兼并而成立。

——芯片架构及设计——

1978年，英特尔16位的8086初次登场。1981年，IBM选择了8086的衍生产品8088作为IBM PC的处理器。IBM的这一举措给x86带来了巨大的发展机遇，并且帮助它成为了行业标准。而同年，伯克利的计算机科学家们也设计了一种新的、更简单的芯片架构–RISC（精简指令集）。

20世纪80年代，芯片行业还面临更外一个挑战，就是为其不断增长的处理能力找到新的用途。无线通信专家欧文·雅各布斯就是其中的一位研究者。1985年，雅各布斯、维特比和几位同事成立了一家名为高质量通信的公司，也就是高通，通过逐渐强大的微处理器可以让现有的频谱带宽中填充更多的信号。最后，高通赢得了DARPA和NASA建造太空通信系统的合同。

1993年，克里斯·马拉科夫斯基、柯蒂斯·普里姆与黄仁勋创建了英伟达，不仅设计了能够处理3D图形的GPU芯片，同时为这类芯片建立了CUDA软件生态系统。

日本

进入80年代，日本芯片产业迎来了高光时刻。

1980年，尼康从CGV购买了一台光刻机进行逆向工程，不久，尼康的光刻机市场份额就超过了GCA。

1984年，日本的DRAM产业进入了技术爆发期。通产省电子所研制成功了1M DRAM（当时主流技术是64K DRAM），三菱甚至公开展出4M DRAM的关键技术。到1986年，光是东芝一家，每月1M DRAM的产量就超过100万块。日立、三菱、富士通、东芝、NEC这5家也成为了日本芯片产业的先驱。

1986年，日本DRAM芯片的全球市场份额上升至65%，而美国则降低至30%。

日本的快速崛起引起了美国的恐惧，大棒忽然挥起！

1986年，日本与美国达成芯片出口协议，重创了日本的芯片企业，逐步走向了下坡路。

1990年，日本金融市场崩溃，经济奇迹戛然而已，期间金融过热催生的半导体行业过度投资的弊端开始显现。

1998年，日本DRAM的市场份额已经下降到了的20%。

1999年，日本整合了日立、NEC、三菱电机的DRAM业务后成立了尔必达，想拯救一下已经处于死亡边缘的芯片产业。但在经历早期的大跨度扩张后，尔必达出现产能过剩问题，叠加2008年全球金融危机的影响，2013年，尔必达被美光收购。

在当时这个时期，全球芯片产业围绕着DRAM开展，日本大多数大型DRAM厂商也未能利用其在20世纪80年代的影响力推动创新。在东芝，一名工厂经理于1981年发明了新型存储器，与DRAM芯片不同，它可以在断电后继续记忆数据，而东芝忽略了这一发明，最后是英特尔将这种芯片推向了市场，并命名为NAND，或者为“闪存”。

韩国

20世纪80年代初，韩国政府将半导体列为优先事项。1982年，韩国商工部电子电气工业局局长申国焕提出实施电子工业十年发展计划，成为此后韩国电子工业发展的原动力。与日本一样，韩国的科技公司并非来自车库，而是来自能够获得廉价银行贷款和政府支持的大型企业集团。

敌人的敌人就是朋友，美国开始扶持韩国芯片产业的发展。美国不仅为韩国DRAM芯片提供了市场，也为其提供了技术，随着硅谷DRAM厂商的不断倒闭，他们几乎毫不犹豫地将顶尖技术转移到了韩国。

1983年，三星集团在韩国《中央日报》发布“我们为什么要进军半导体事业”的宣言，将半导体确定为三星整个集团的未来。紧随它脚步的是现代、LG等韩国知名的财阀企业。同年，韩国现代电子产业公司（海力士前身）成立。

1985年，韩国国家电子研究所成立，以此为核心，组织三星、现代、LG等财阀参与半导体研发，涵盖从1M到64M的核心技术。整个研发投入合计1779亿韩元，其中政府投入1250亿韩元，占比约70.26%。

1992年，三星成为全球最大的DRAM厂商。

1998年，韩国取代日本成为世界上最大的DRAM生产国。

中国&中国台湾

20世纪80年代，台湾已经是亚洲半导体器件封装的领导者之一；但改革开放后，大陆开始融入全球经济，李国鼎意识到大陆进入电子组装行业会使台湾破产。

1980年，台湾成立了一家芯片制造公司联华电子，从而进入芯片制造行业。1997年，台湾联华电子剥离了设计部门—联发科成立。

由于张忠谋没有成为TI的CEO，而离开了TI。1985年，李国鼎聘请张忠谋领导台湾芯片产业，成为台湾工业技术研究院的院长。早在20世纪70年代中期，张忠谋还在TI工作时，他就开始考虑创建一家半导体公司，生产客户生产的芯片，但当他向TI的高管介绍这一新的商业模式时，TI的高管并不信服。1987年，张忠谋创立台积电。而在台积电成立的同一年，任正非创立了华为。

到了20世纪90年代，中国已经成为世界工厂，上海和深圳等城市是电子组装中心。然而，芯片的制造能力远远落后于中国台湾和韩国。

2000年，负责在全球各地经营TI工厂的的半导体工程师张汝京说服中国给他巨额补贴，让他在上海建立一家半导体芯片制造厂，命名为中芯国际。张汝京的策略很简单：像台积电那样做。

其他国家：荷兰、英国

1984年，飞利浦剥离内部光刻部门，创建了阿斯麦，专注于开发EUV工具。20世纪90年代，阿斯麦在美国和日本之间的贸易争端中被视为中立，因此成为美国仅有可选的光刻公司，获得了美国国家实验室的支持。

1990年，苹果和两个合作伙伴在英国剑桥成立了一家名为Arm的合资企业，其目的是使用一种新的指令集架构来设计处理器芯片，该架构就是基于英特尔曾考虑但拒绝的RISC原理。但在20世纪90年代和21世纪初，Arm未能赢得个人电脑的市场份额，因为英特尔和微软Windows系统的合作过于强大。

【第四阶段：2001-2020】

全球芯片产业的固化&中国芯片产业的崛起

美国

2001年，阿斯麦收购了美国仅有的光刻机厂商硅谷集团。

2005年，保罗·欧德宁升任英特尔CEO。他认为自己的首要任务就是英特尔对X86芯片的垄断来保持尽可能高的利润率，并运用教科书式的管理实践来捍卫这一点。当乔布斯找到欧德宁，想让英特尔为其智能手机产品提供芯片时，欧德宁拒绝了，因为他认为在个人电脑芯片销售收入高得多的时候，向移动设备注入资金似乎是一场疯狂的赌博。于是，乔布斯转向了Arm架构，几年后，苹果在智能手机上的收入就超过了英特尔在个人电脑芯片上的收入。英特尔的僵化愈发明显。

2009年，格芯继承AMD的工厂并分离出来，2010年，格芯收购新加坡特许半导体，2014年收购IBM的微电子业务，成为了美国最大芯片制造厂之一。

2018年，格芯由于持续亏损，宣布不会追求基于EUV光刻的7纳米工艺，改变定位为中型芯片制造厂。

至此，美国在芯片产业上失去了制造优势，但不可忽略的是，美国仍在芯片设计、芯片设计软件、芯片制造设备三大领域仍有强大的优势与无可撼动的地位。

中国

2014年2月27日，习近平总书记在中央网络安全和信息化领导小组第一次会议上指出：”没有网络安全就没有国家安全，没有信息化就没有现代化“。

同年，国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》，国家集成电路产业投资基金股份有限公司（国家大基金）成立，中国芯片产业开始跨越式发展。

2015年，国家发改委宣布了对高通滥用标准必要专利的市场支配地位,收取过高专利许可费的垄断行为的处罚结果，处以9.75亿美元罚款。2016年，高通同意与一家名为华信通的中国公司成立一家合资企业，开发服务器芯片，但这并没有持续多久，2019年结束。不过其中的一些技术得到了转移，比如飞腾公司制造的基于Arm架构的芯片。

2015年，AMD陷入财务困境，将在马来西亚槟城和中国苏州的两个半导体组件、测试和封装工厂的85%的股份出售给了一家名为通富微电的中国公司，此公司的股东之一为国家大基金。2016年，AMD与以及有中国公司和政府机构组成的财团达成协议，授权为中国市场生产经过改版的X86芯片。2017年，在AMD的新闻稿中，将中科曙光列为战略合作伙伴。

2015年，紫光购买了台湾力成科技公司25%的股份。同年，紫光提出230亿美元收购美光的想法。但遭到了美国的拒绝。同样的，紫光意欲收购台湾的联发科与台积电，但均遭到拒绝。

2016年，长江存储成立，致力于打造中国自己的芯片，紫光、国家大基金以及省政府，为其提供了至少240亿元美元的资金支持。2018年，长江存储发布了业界首创的Xtacking技术，2019年9月，基于Xtacking架构的第二代TLC 3D NAND闪存正式量产，标志着中国闪存技术在全球舞台的崛起。

2016年，福建晋华成立，接受来自福建省政府超过50亿美元的资金支持，用于生产DRAM芯片，但由于技术壁垒，晋华选择与台湾联华电子合作。然而，2018年，在晋华还未生产出产品时，美光起诉联华电子与晋华侵犯其专利，后者选择了在福建进行反诉，福建法院裁定，美光侵犯了联华电子与晋华的专利，并禁止其向中国大陆销售26种产品。美光气急败坏，游说美国政府，特朗普政府选择用打击中兴的手段针对晋华，被禁止购买美国芯片制造设备，几个月后，晋华的生产停滞。

2016年，在奥巴马执政的最后一年，华为和中兴被指控违反了美国的制裁法令，向受美国制裁的国家提供产品，于是选择限制美国公司向其出售产品。2017年3月，在威胁实施限制之前，中兴与美国政府签署了一项“认罪”协议，并支付了罚款。

2019年，华为的海思可以为智能手机设计一些世界上最复杂的芯片，并掌握了如何集成所有部件的细节。这加深了美国的焦虑，美国再次挥起了大棒，开始制裁华为。

2020年5月，美国政府进一步收紧了对华为的限制，华为被迫剥离智能手机业务和服务器业务。在华为打击之后，中科曙光、飞腾等多家中国科技公司被美国列入“黑名单”。

尽管美国加大了对中国的制裁，但是中国芯片产业仍有强大的动力。华为、中芯国际、长江存储等企业仍在努力研发与成长，国内众多芯片设计、芯片制造设备企业开始崭露头角；与此同时，中国庞大的市场也为中国芯片产业提供强大的支撑。

日本、韩国、中国台湾以及其他

日本被美国打压后持续萎靡，仍未恢复，目前只有尼康、佳能生产成熟制程光刻机以及芯片材料公司有所突出。

韩国以三星与海力士为代表，台湾以台积电与联发科为代表，稳固了芯片产业的发展势头。

其他国家的芯片产业除荷兰阿斯麦外，并未产生新的闪光点。

第五阶段：未来

世界芯片产业是脆弱的！目前只有美国、日本、韩国、中国以及中国台湾还在牌桌上。然而，日本仍是颓势，韩国坚守阵地，未来终将是中美大玩家的博弈。

世界芯片产业是轮回的！美国利用政治手段使得日本芯片产业走向消亡，如今故技重施，试图摧毁中国芯片产业，然而，中国不是日本，中国庞大的市场就是最大的盾牌！

2023年8月，华为发售新款手机Mate 60，搭载国产芯片，意味着在重重制裁下，中国芯片产业走向了新的阶段~

未来以来，让我们拭目以待~