芯東西（公眾號：aichip001）
作者 | ZeR0
編輯 | 漠影
芯東西9月21日聖何塞報道，2023英特爾On技術創新大會於當地時間9月19日在美國加州聖何塞開幕。峰會舉行前夕，適逢一個天空澄澈如洗、陽光灑滿英特爾總部園區的好天氣，芯東西與全球媒體來到英特爾總部參觀英特爾博物館。
英特爾聯合創始人戈登·摩爾巨幅海報
英特爾博物館始建於20世紀80年代初，1992年面向公眾開放，1999年進行擴建，並增設了一家商場，占地1萬平方英尺。
如果你來到聖何塞市，不妨抽空來這裡觀光，跟著展品一起穿越時空長廊，回到現代科技開始的地方，看看那些改變世界的人物、技術、晶片、論文、報紙、典故，看看超潔凈的、高度自動化的矽晶片工廠里是什麼樣子，看看沙子如何一步步變成世界上最精巧、最複雜的機器。
這裡不僅紀念了英特爾的榮耀輝煌，也記錄了英特爾的失敗過往，既有令人會心一笑的有趣史料，又有豐富的晶片科普知識，還有很多專為學生設計的寓教於樂的互動體驗，比如用二進位寫下自己的名、在傳感器上快速滑動來測手速，相信多數科技愛好者都能在此收穫頗豐。
一、影響晶片世界的英特爾「三巨頭」
進入參觀區，首先映入眼帘的，就是左手邊牆上的一張照片。這是英特爾106名員工1969年聚集在當時的山景城工廠外所攝。
站在最前排的兩位，是英特爾聯合創始人羅伯特·諾伊斯和戈登·摩爾，其中諾伊斯直視鏡頭，摩爾則眺望遠方。英特爾未來的CEO安迪·格魯夫則在第二排最右邊，帶著眼鏡，雙手插兜。
正是這三個人，開創了一種全新的計算機存儲晶片，大量的創新隨之而至，包括英特爾首款微處理器，引爆了一場計算機與網際網路革命。
這張照片里，還有一位戴著眼鏡、閉著眼睛的小哥，他雖然沒被框起來，但也是一位註定在青史留名的人物——他發明了英特爾的第一顆CPU。
回到英特爾的創立故事來，這要追溯到1968年的一個春日下午，當鮑勃·諾伊斯正在家裡修剪草坪，戈登·摩爾前來拜訪，提出半導體存儲器這種新興技術可能會成為一家新公司的基礎。不久後，兩人於1968年7月18日在加州山景城正式成立英特爾。安迪·格魯夫隨後加入他們。
在為英特爾選定最終的名字前，摩爾和諾伊斯考慮了多種名字組合。
英特爾最初的名字是「NM Electronics」（即諾伊斯和摩爾的首字母拼在一起，因為諾伊斯比摩爾大兩歲，所以首字母放在前面。但他倆很快決定更喜歡另一個名字——Intel（英特爾），從Integrated electron（集成電子）化用而來。
最終，他們在中西部一家連鎖酒店的經營權中買下Intel名字的使用權。摩爾回憶說：「我們認為支付15000美元比想出另一種選擇更容易。」
諾伊斯是英特爾的1號員工，摩爾是2號員工，格魯夫是第4號。
格魯夫一直說自己應該是3號，因為當初公司登記的時候，他進來剛好晚了一步，3號員工魏德生是以色列人。英特爾為什麼之後在以色列建廠，就與魏德生有關，因為魏德生退休時要回以色列，於是找格魯夫拿錢在以色列開廠，英特爾也成為以色列最大的外企。
英特爾初始員工名單（圖源：英特爾）
二、仙童「八叛逆」、摩爾定律、矽谷崛起
英特爾三位開山辟路的關鍵人物中，諾伊斯是英特爾的靈魂，摩爾是英特爾的方向，格魯夫是英特爾的執行。
1955年，「電晶體之父」威廉·肖克利離開貝爾實驗室，創辦肖克利半導體實驗室，當時許多富有才華的年輕科學家慕名而來，願意追隨他工作，這其中就包括諾伊斯。
然而肖克利是個科研天才，卻不是一位好的管理者。如果跟團隊有分歧，他不選擇溝通，而是直接找另外一個團隊去做事。
尤其令人詬病的是，他對員工非常缺乏信任。例如有次一位員工在實驗室被劃破了手，結果肖克利非要認定公司內部存在破壞分子，甚至動用測謊儀對全體員工進行測謊。
諾伊斯早期在肖克利實驗室和仙童半導體
肖克利的種種荒唐行事，再加上肖克利實驗室一直沒做出什麼像樣的產品，令團隊成員們越來越失望。其中八人決定一同辭職，於1957年創辦仙童半導體公司。
這八人便是著名的矽谷「八叛逆」，他們向肖克利遞交辭呈的1957年9月18日，後來被《紐約時報》評為「美國歷史上最重要的十天」之一。
其中諾伊斯是一個非常有領導風範的人，被推舉為「八叛逆」的領袖。在諾伊斯的精心運籌下，仙童發展飛速，並憑藉發明集成電路而名聲大振。
1965年，「八叛逆」中的摩爾用一篇只有短短3頁紙的篇幅，提出了一個影響信息時代至今的概念——摩爾定律。
到1967年，仙童營業額已接近2億美元。但危機也開始醞釀。其母公司不斷抽走仙童的利潤去投資其他業務，導致「八叛逆」再度負氣出走，其中最後出走的摩爾和諾伊斯，自立門戶創立英特爾公司，還把格魯夫也一併帶走。
隨著核心人才相繼離開，仙童大勢去矣，連續被賣。而從仙童走出的人才們宛如蒲公英般四處落地，締造了矽谷的崛起傳奇。80年代出版的暢銷書《矽谷熱》中寫道：「矽谷大約70年半導體公司的半數，是仙童公司的直接或間接後裔。」
被很多人視作「矽谷之父」的諾伊斯，不僅是出色的科學家，也是出挑的外交家、策略家。管理英特爾公司最長時間的就是諾伊斯，1979年美國科學獎章、1983年美國技術獎章、1989年查爾斯·斯塔克·德拉普爾獎都頒給了他，足見他對行業是個何其重要的人物。
20世紀80年代，日本半導體產業異軍突起，導致美國半導體行業哀鴻遍野。在諾伊斯等人的極力遊說下，美國政府認識到半導體產業對國家安全的重要性，對日本晶片展開傾銷調查。
三、第一款產品、第一筆訂單、第一個logo
仙童創辦時，做的晶片沒有固定功能，根據客戶需求去定製；英特爾創辦後，幾位老闆想做能持續發展的、有固定功能的晶片，最早符合這一特徵的選擇便是存儲晶片。
在英特爾沒有賣存儲晶片之前，早期存儲是用磁圈記憶體，電線從一頭進去，穿過磁圈，兩條電線同時有電流，就能把磁圈磁化，變成「1」；電流反方向流動，就可以把它去磁，變成「0」。中間還有斜角的一條線，是讀出「0101」的。
這個東西原理說起來簡單，但製造非常複雜，當時要很多女工像穿針引線一樣來做，萬一不小心漆掉了就會漏電，人工製造非常昂貴，但存儲的東西又不多。而英特爾用電晶體開關加一個電容的原理來存儲「0101」，實現了更低成本。
簡單來說，一顆晶片如何工作，要看其電晶體和門是怎麼設計的。電晶體相當於開關，可以阻止或允許電流通過。門負責控制電晶體的開關，讓電流能夠發送和接受，並將數位訊號（0和1）處理成指令和信息。
英特爾1968年7月創立，這一年沒銷售任何產品，虧損達44.6萬美元，1969年就開始盈餘賺錢，年銷售收入達56.59萬美元。一直到現在，英特爾只有一年在虧錢，就是1986年，因為存儲業務差點被如日中天的日本公司乾死。
1968~1969年，英特爾有了許多里程碑式進展：有了第一款產品3101靜態隨機存取存儲晶片，收到來自Hamilton Electric的第一筆訂單，並有了第一個logo標誌。
1969年7月31日，英特爾的第一筆銷售訂單
如果說第一款產品3101，展示了英特爾在現有技術上的競爭力。那麼其第二款產品1101，則證明英特爾有能力開拓新技術，進而改變整個行業。
英特爾的第一款MOS產品：1101靜態隨機存取存儲器
英特爾1969年發布的1101靜態隨機存取存儲器，是第一款成功實現金屬氧化物半導體和矽柵極兩項關鍵技術的商用晶片。這兩項創新將使集成電路的生產成本更低、質量更高、生產效率更高，為更低成本的計算機及最終的PC（個人電腦）鋪平了道路。
英特爾的存儲晶片產品
這一年，英特爾開始在直徑為50毫米（2英寸）的矽晶圓上製造晶片。隨後其晶圓的尺寸及其生產效率將不斷增長，達到12英寸（300毫米）。
同樣是這一年，英特爾非常有名的第一個logo問世了。logo里的特色是「e」略往下墜。
展示英特爾logo的照片（圖源：英特爾）
四、第一台個人電腦與CPU 的誕生
1971年11月15日，英特爾推出第一顆微處理器——4004。英特爾的4003是印表機接口、4002是RAM、4001是ROM Program存儲。
可編程4004是市面上第一款通用處理器，x86便是從這裡開始。
第一代CPU只是符合特定廠商的要求，第二代CPU更進一步，直接翻倍到8008。再下一代是8080，它被很多人視作真正意義上的第一款通用微處理器。8080有4500顆電晶體，每秒可執行29000次操作，運行速度比4004快20倍。
接著是同時推出的8088和8086，前者是8位，後者是6位。再下一代是80186，是一個過渡型產品，往後是80286、80386、80486，再往後就舍掉這種命名方式，開啟「奔騰」時代。
美國計算機愛好者愛德華·羅伯茨發明的Altair 8800，被公認為是世界上第一台微型計算機，用戶通過撥動開關來進行編程。它採用了英特爾8080微處理器，售價439美元，有幾千台被電子愛好者買回家自己做組裝。
英特爾發展的一大推手是IBM。當時IBM目標一年內將PC推向市場，找到英特爾做晶片，還找到微軟，但是以前DOS不是微軟做的，是兩位教授做的，IBM讓微軟把這個程序買下來然後給IBM提供改進和售後服務，微軟得知後立刻安排人坐飛機去找兩位教授，結果兩位教授出去釣魚了，微軟人員坐在人家家門口吹冷風等了一下午，才終於等到兩位教授回家，溝通簽訂協議。
英特爾遇到的情況則不同。IBM找到他們時，提出了非常苛刻的三項要求：1、把技術免費送給另一家公司，保證IBM有另外一個供應商。2、IBM擁有英特爾20%股份；3、IBM自己也做半導體，有自己的晶圓廠，要求有拿到英特爾技術和生產晶片的權利。
英特爾「送大禮」的公司就是AMD。AMD的創辦者叫傑里·桑德斯，以前在仙童是主導市場的，諾伊斯在仙童是主管整個運營，摩爾主管研發。為什麼英特爾技術這麼強？就是因為摩爾離開仙童時，他把能用的仙童的人都拉進了英特爾，所以仙童在英特爾成立幾年後就沒落了。
反正都要分享，不如便宜了前同事。英特爾就把技術分享給了AMD，AMD早期不需要研發工程師，只需研究英特爾做完的東西，然後去投產，通常比英特爾晚1年~1年半到市場。因此也可以說一開始AMD是英特爾培養起來的。
後來80年代英特爾遇到危機時，IBM因為對英特爾沒有信心偷偷把英特爾的股票賣掉了，結果情況很快翻轉，到90年代英特爾開啟最輝煌的一段歷程，股票每年都翻好幾次。也不知道午夜夢回想起此事時，當時決定賣掉股票的IBM決策者會不會後悔到想穿越回去扇自己倆耳光。
這個簽約在1992年底到期。而Pentium（中文譯名為「奔騰」）處理器推出的時間，正是1993年，等簽約到期後才推出。
英特爾i系列和奔騰系列微處理器部分展品
那為什麼不再用數字來給晶片命名呢？是因為數字是不能註冊商標的。當時英特爾發給所有員工參與給處理器命名，最後Pentium這個名字是由兩三個員工的主意湊到一起得來的。
Penta是希臘文「五」的意思，「ium」一般出現在化學元素的詞尾。IBM就把英特爾定位為「材料公司」，英特爾給整個高科技產業做材料。因為英特爾打了很多廣告，Pentium推出一年內就成為「十大品牌商標」之一。
五、第一次失敗
博物館還有一個特別的展品，是畫家Nagel為英特爾畫的廣告。Nagel作品的高級時尚圖形畫風獨具一格、頗具創意，既理想主義，又大膽超前，這與英特爾晶片工程的風格非常契合。英特爾專門找他畫了很多廣告。
1984年，Nagel突然去世，年僅38歲。那時，他的畫已經非常值錢。短暫職業生涯的突然結束，讓他為英特爾開發的原創藝術作品顯得更加珍貴，英特爾也是Nagel真跡的最大擁有者。
從一開始，英特爾就在投入連接，從早期參與發明USB，到後來的3G、4G、5G。
電子手錶是英特爾的第一次失敗，當英特爾進入市場時，電子手錶售價高達200美金，然而等英特爾進入一年多後，電子手錶的價格已經跌到十幾美元。英特爾的大筆投資直接打水漂。
後來摩爾一直在手腕上戴著這款手錶，以此提醒自己在這個高科技行業里，「一不小心就會虧」。
六、揭秘英特爾晶片工廠與晶圓加工流程
下圖是一個英特爾工廠的模型，工廠實用空間很小，基本就在潔凈室這一層。
空氣從地磚下面抽出來，抽出的空氣從上面通過過濾器打下來，空氣的流動一定是要垂直地往下走，因為只要有一點傾斜，就會把塵埃帶起來，室內的人要走路非常慢，否則會把塵灰捲起來。
這裡空氣每7秒就會換一次。這裡面還要是正壓的，這樣當一個建築不小心有裂縫，空氣是會往外跑，而不會把髒東西帶進來。
半導體非常適合用矽來做，因為世界上第二多的元素就是矽，二氧化矽是沙。
英特爾購買由天然半導體矽製成的空白晶圓。半導體可以導電，也可以阻斷電的通過，這取決於它是如何加工的。
拿到晶圓後，第一個步驟是用高純度的氧把它氧化，表面就變成絕緣的，再用光膜通過紫外線照射，塗上一種光化物，像洗照片的那種光化物，通過紫外線照射，就能把它一層層挖，一層層疊加，加矽粉下去，通過這樣來做電晶體。
8英寸的矽晶圓，把容器消融早期用的是鍺，但鍺的熔點在937攝氏度，到一些沙漠高溫環境不穩定；矽的熔點是1400多攝氏度，是比較穩定的。
早期生產矽，找容器很辛苦，有什麼容器可以承受這麼高溫來熔解？後來用到的容器是矽本身。容器里包了電熱圈，整個容器就是矽，裡面放了細細的矽錠，慢慢旋轉、提升，便做成了一個單晶矽，單晶矽純度非常高，達到99.999999%。
為什麼可以做到這樣的程度？還有另外一個步驟：這個容器是旋轉的，矽錠冷卻提升也是旋轉的，為什麼要旋轉呢？因為離心力會把雜質排在外面，通過旋轉就能把單晶矽做到高純度。
矽錠是一大塊晶體，兩端裁剪，磨成均勻直徑，能切下12英寸晶圓片的矽錠，重122公斤，大約是兩位成年人的重量。
做完單晶矽後，要進行切割，用雷射切割會將晶圓毀掉，只能用機械切割，早期12英寸之下是用鑽石粒的鋸來切，超過12英寸鋸都很利，插到裡面就不動了，所以現在用裝滿了鑽石粒的線來切割，每一條線只能用兩次，切兩片就沒有了。矽這個元素本身很便宜，但加工費用非常昂貴。
在矽錠展品的旁邊，有一片很大的英特爾工廠模型。據介紹，建廠的第一件事就是蓋水泥廠，蓋完後把水泥廠拆掉變成停車場。英特爾所有工廠的水都是循環利用的。
結語：「芯」火相傳，改變世界
一圈逛下來，這家傳奇半導體巨頭風起雲湧的過往、為世界留下的諸多寶貴科技財富，都立體而全面地呈現在觀眾眼前。當你看到晶片早期設計過程的艱難複雜，看到許多「世界上第一個……」晶片的誕生，看到單晶片隨著技術演進容納了越來越龐大的電晶體……你很難不對英特爾所書寫的歷史、所創造的奇蹟而肅然起敬。
由於時間有限，芯東西此次逛展只能說是淺嘗輒止，其展品之廣度、體驗之深度遠比本文所呈現的更加豐富。博物館的魅力所在，是紀念，更是傳承，也許是傳承開拓者們持續躍動的創新與勇氣，也許是傳承面對失敗不斷重整旗鼓的頑強與變通，也許是從過往到現在，從此刻到未來，晶片改變世界的力量，代代相傳，永遠滾燙。