世界半導體發展里程碑企業：德州儀器（TI）

在世界半導體發展史上，德州儀器（TI）是一個具有里程碑意義的名字。

世界上第一個商用硅晶體管、第一款單芯片微控制器、第一塊集成電路.......均出自TI。臺積電創始人張忠謀，中芯國際創始人張汝京等業內頂尖人才均從這里走出。

和仙童半導體不同的是，人才從這里走出，也不斷有新人才在這里匯聚。幾十年穩定在全球半導體企業排行榜的前十位，不斷散發着老牌廠商的魅力。

公司前身，石油勘探服務

時間可以追溯到1930年，當時美國地球物理學家克拉倫斯·凱徹（Clarence Karcher）和工程師尤金·麥克德莫特（Eugene McDermott ）兩人共同創立了一家反射勘探公司，名為Geophysical Service，實際上就是一家為石油行業提供勘探服務的公司。

1938年，該公司成立地球物理服務公司 (Geophysical Service，GSI)，次年更名為科羅納多公司（Coronado Corp），GSI 成為子公司。1941年底，麥克德莫特與其他三名GSI員工，塞西爾·格林 (Cecil Green)、埃里克·瓊森 (Erik Jonsson) 和HB Peacock收購了GSI。

真正從勘探公司轉變為電子公司始於二戰。當時，GSI為美國陸軍、陸軍信號兵團和美國海軍提供探測設備。海軍中尉帕特里克·哈格蒂 (Patrick Haggerty) 負責監管GSI的合同。1945年11月，二戰結束后，他來到了GSI，擔任了新成立的實驗室和製造部門（Laboratory and Manufacturing (L&M)）的負責人。

德州儀器成立，半導體之路開啟

1951年，在哈格蒂的帶領下，L&M部門憑藉國防方面的合同，迅速超越了GSI的地理部門。為跟上業務多元化的趨勢，公司重新命名為「通用儀器」，同年又改名為「德州儀器」 (Texas Instruments)，至此，德州儀器 (TI) 正式登上歷史舞臺。

TI主攻電子設備製造，而GSI繼續提供勘探服務，並逐漸發展成為其中一個子公司，最終於1988年被出售。

1952年初，TI以25000美元的價格從AT&T的製造部門西部電氣（貝爾實驗室隸屬於該部門）購買了生產鍺晶體管的專利許可，並於當年年底開始生產。

哈格蒂相信晶體管可以集成到有利可圖的新一代消費品中，於是在《紐約時報》上刊登了招聘研究總監的廣告。隨后，老家位於德州的戈登·蒂爾(Gordon Teal)被僱傭，於1953年1月1日開始在TI擔任助理副總裁。此前他在貝爾實驗室工作，還發明瞭一種應用直拉法生產極純的鍺單晶的方法，大大改進了晶體管制造。

組建實驗室，商用晶體管的發明

1953年，在蒂爾的帶領下，TI開始組建中央研究實驗室（簡稱「CRL」），從各方面完全對標貝爾實驗室。

另一邊的貝爾實驗室。繼1947年12月，肖克利、巴頓和布拉頓成功製造出第一個晶體管后。1954年1月，貝爾實驗室的莫里斯·塔南鮑姆 (Morris Tanenbaum)又發明了第一個可用硅晶體管，但這家全球領先的半導體公司對這一成就進行了保密。

1954年4月，蒂爾在TI的實驗室創造了第一個商用硅晶體管，並對其進行了測試。一個月后，在俄亥俄州代頓舉行的無線電工程師協會 (IRE) 全國機載電子會議上，很多工程師和科學家都認為開發和最終制造硅晶體管非常困難。

蒂爾卻發言稱：「與他們告訴你硅晶體管前景黯淡相反，我的口袋里恰好有一些硅晶體管。」 隨即，他便拿出給眾人展示，並當場做了實驗。演講結束時，蒂爾還發布了一篇「硅和鍺材料及器件的一些最新進展」 的論文。

當時，硅晶體管似乎是晶體管開發中最早的重大突破之一，並且這一成就還不是來自貝爾實驗室。后來事實也證明了，硅對於幾乎所有集成電路的基本構建都至關重要。

同年TI又研發並推出了第一臺晶體管收音機——Regency TR-1。雖然這款收音機性能平平，但由於小尺寸的便攜性和新穎性，成爲了1954 年聖誕節期間的暢銷產品，銷量高達150000台。自1954年到1958年，TI也是唯一一家能夠批量生產硅晶體管的公司。

第一臺晶體管收音機

集成電路的發明

緊接着，德州儀器公司又迎來了兩員大將。1958年中，傑克·基爾比（Jack Kilby）和張忠謀同時加入德州儀器公司，一個是技術大牛，一個善於經營。同年9月，基爾比就在德州實驗室研發出了世界上第一個（基於鍺）集成電路（Integrated Circuit）。並於1959年2月6日，向美國專利局提交了第一個集成電路專利。

世界第一塊集成電路

同年，仙童半導體羅伯特·諾伊斯（Robert Noyce）也創建了類似的集成電路（基於硅），也被認為是集成電路的發明者。

因為集成電路的發明專利問題，兩家公司還進行了長達7年多的專利大戰。直到1966年，富蘭克林學會給兩人都授予了巴蘭丁獎，將基爾比譽為「第一塊集成電路的發明家」，諾伊斯譽為「提出了適合於工業生產的集成電路理論」的人。最終，德州儀器和仙童公司也達成和解，共享集成電路的專利。

基爾比（中間）和德州儀器公司的同事

42年后，基爾比因其集成電路的發明獲得了2000年諾貝爾物理學。為例紀念這位為德州儀器作出貢獻的天才，德州儀器於他去世后的第三年，2008年創建了一個以基爾比命名的實驗室。

從軍用市場到民用消費電子

時間回到1958年左右，雖然集成電路被開發出來了，但作為TI總裁的哈格蒂認識到開發該IC所需的資源遠遠超出了公司的融資能力。不過，TI是幸運的，1957年蘇聯發射彈道導彈之后，美國空軍開始了一項旨在縮小「導彈差距」的重大計劃。而彼時的TI 已經是軍用半導體電路的主要供應商，因此獲得了開發用於彈道導彈制導系統IC的資金。

軍用市場的拓展，也帶動了民用市場的發展。1959年，TI的半導體生產部分已佔該公司總銷售額的1/2。並在歐洲、南美、澳大利亞和亞洲收購和建設半導體制造工廠，成爲了一家全球性公司。

20世紀60年代，公司總裁帕特·哈格蒂帶領一支包括基爾比在內的團隊致力於手持計算器項目。到1967年，基爾比成功發明了手持計算器。1972年，TI推出了Datamath 袖珍計算器。此時，TI已將該計算器中的IC數量減少到一個，從而大大降低了製造成本，並且Datamath和隨后的TI科學計算器的成功使該公司轉變為一家主要的消費電子公司。

德州儀器Datamath II TI-2500-II

微處理器，錯失先機

不過，德州儀器公司在發展過程中，也遇到過失誤。

1970年，計算機制造商Computer Terminal Corp（CTC）公司在設計最早的終端用户計算機Datapoint 2200時，先找到了英特爾，希望其能生產出使計算機體積更小、散熱效果更好的處理器。但英特爾方迟迟未能幫其解決問題。於是CTC又找到了德州儀器。

隨后在1970年4月左右，德州儀器開始為CTC開發單芯片CPU。不到一年，1971年初，德州儀器MOS 部門的加里·布恩 (Gary Boone) 就設計了第一款單芯片微型計算機。很快就推出了TMX 1795微處理器。當時，TMX 1795還被《商業周刊》稱為「LSI（大規模集成）的里程碑」。

但CTC測試時發現，TMX 1795芯片其實有很多問題，比如它不能承受超過50mV的電壓波動、也不能獨立完成運算；它的架構也不合理，導致其尺寸過大，生產成本較高等。

與此同時，英特爾公司特德·霍夫 (Ted Hoff)也於1971年開發成功了此類芯片。就在TI推出的兩個月后，英特爾發佈了一款性能更好的微處理器Intel 4004，成爲了第一款商用微處理。而德州儀器TMX 1795項目最終卻被終止。

后來兩家公司還因誰發明了微處理器問題產生了分歧，最終在1973年9月4日，德州儀器（TI）獲得了第一個單片微處理器專利。但由於英特爾搶先進行了商用，最終搶佔了先機。緊接着，英特爾又推出了Intel 8008、8008等微處理器，迅速佔領市場。20世紀70年代末，英特爾在計算機處理器市場所向披靡。

在此期間，1972年，張忠謀升任爲了德州儀器副總裁，成為公司第三號人物，僅次於董事長和總裁。張忠謀也成爲了最早進入美國大型公司最高管理層的華人。彼時，德州儀器在全球的員工已有6萬名。

作為副總的張忠謀主張對標英特爾，大力發展半導體，而總裁則更專注於消費電子（計算器、數字手錶和家用電腦），因此產生了分歧。最終，1983年，張忠謀選擇了離開德州儀器，改入通用儀器公司擔任首席運營官。1985年，應孫運璿之邀到中國臺灣擔任工業技術研究院院長，並於1987成立了臺積電，並將臺積電發展成為全球第一大晶圓代工廠。他本人也被譽為「芯片大王」、中國臺灣「半導體教父」。

在德州儀器工作時的張忠謀

消費電子業務持續增長

20世紀70年代，TI雖然在處理器上落后於英特爾，但消費電子業務確實得到了持續的增長。在1973年之后，該公司開始製造用於計算機的動態隨機存取存儲器（DRAM）芯片。

隨后，1977年，張汝京也入職了TI，並在不久后加入了基爾比領導的DRAM團隊。

1978年TI推出第一款單芯片語音合成器，被用於了該公司的幼兒Speak & Spell學習玩具中。1979年，TI憑藉TI-99/4進入家用計算機市場，該產品也成為Apple II（第二代蘋果電腦）、TRS-80以及后來的Atari 400/800系列和VIC-20等產品的競爭對手。到1982年底，TI已主導了美國家用計算機市場，每天從其位於拉伯克的工廠發貨的計算機都多達5000台。

1986 年型號的 American Speak & Spell

20世紀80年代和90年代，TI公司也在不斷創新。1982年，TI推出了首款單芯片數字信號處理器 ，該公司隨后佔領了該市場。到1997年，TI從DSP獲得的收入已超過14億美元。

1987年，TI公司又贏來了的一項重要發明。

拉里·霍恩貝克（Larry Hornbeck）博士發明了數字微鏡元件DMD（Digital Micromirror Device）。

1993年，該公司成立了數字成像部門，將這項發明商業化。很快第一個基於DLP（以DMD為主要元件）的投影系統問世。目前，該技術已被廣泛用於各種視覺圖像需求產品之中，比如電影院、家庭公司投影儀、大屏幕數字電視和數碼相機(DLP Cinema)等都在使用該技術。

除了語音和信號處理及識別方面的持續發展之外，TI公司還開始活躍於人工智能領域。80年代，TI開發了Lisp機器（通用計算機）的Explorer計算機系列。同時，還為Explorer開發了人工智能應用軟件，包括聯合航空公司的登機口分配系統，該系統還被描述為「一個人工智能程序，匯集了六名聯合航空運營專家的綜合經驗和知識」。

此外，他們推出了「Personal Consultant」（私人顧問），一種基於規則的專家系統開發工具和運行時引擎，隨后推出了用MIT的類Lisp語言Scheme編寫的「Personal Consultant Plus」 ，以及自然語言菜單系統NL菜單。

20世紀末，轉型與併購

1997年，TI開始全方位轉型，展開了一系列資產剝離、併購大動作。單是1997年一年，TI就將國防業務出售給了雷神公司、DRAM業務賣給了美光、軟件部門出售給美國軟件公司Sterling Software（現為加州科技公司的一部分）、筆記本電腦業務出售給中國臺灣的宏碁集團等等。

也是在這一年作為DRAM部門的一員，張汝京從德州儀器離開，主導成立了世大積體電路公司（WSMC）。2000年4月，又來到大陸創立了中芯國際，帶領中芯國際迅速崛起，成為全球領先的芯片製造商之一。為中國的芯片產業發展作出了突出貢獻，因此被譽為"中國芯片教父"。

而TI在資產剝離后的三年內，又開啟了一輪大併購，收購了8家涉及半導體和DSP設計和製造的公司。比如，1997年以3.95億美元收購 Amati通信公司，隨后又看中了GO DSP的DSP處理器軟件開發工具、Harris Semiconductor的標準邏輯（半導體）產品線等。

1999年，TI還完成了一筆當時最大的併購，其以12億美金併購了Unitrode的電源管理IC、電池管理IC和接口等業務，這一併購鞏固了TI 模擬市場第一的地位。與此同時，也在不斷開拓市場。1999年，還在中國、丹麥和以色列開設了新的設計和製造工廠。

功能機芯片巨頭，錯失智能市場

21世紀后，TI發展重點開始集中於模擬和嵌入式芯片技術。2000年，TI以76 億美元收購了大型模擬芯片廠商Burr-Brown公司，鞏固了其在數據轉換器跟放大器的優勢地位。

尤其在手機處理器領域。2003年，TI發佈了OMAP系列的1710處理器。諾基亞推出其第一款基於Series60平臺的手機6630時，就搭載了OMAP 1710。這款處理器的製程是0.09微米，相當於90納米制程芯片，這在當時是非常先進的製程工藝。彼時，諾基亞與德州儀器也算是強強聯合。

OMAP 1710

2007年，TI又推出首個單片數字手機解決方案（LoCosto）系列，助於推出更小巧精緻的低成本手機，促進了手機的普及。在2G功能機時代，TI如日中天，僅僅2003~2006年，其手機處理器的市場份額就高達60%以上。

2008年，在金融危機的影響下，全球手機市場出現低迷。加之3G技術的發展、智能手機的出現。當時蘋果公司推出了iPhone 3G，手機的發展也開啟了智能新時代。TI來自其主要客户諾基亞、摩托羅拉公司的訂單逐漸減少。

2008年iPhone 3G發佈

於是，在當年的第三季度，曾在該市場上稱霸多年的巨頭德州儀器宣佈，出售手機芯片部門。不過，德儀仍然保留了客户定製芯片業務以及OMAP業務。彼時，不少業內人士都認為「德州儀器此舉肯定會造成全球手機芯片市場大變動」。事實也確是如此，此后，隨着全球經濟回暖，高通因基帶優勢強勢崛起。而TI也因此錯過了手機芯片這一強勁市場。

TI現狀，模擬半導體巨頭

及時剝離發展不佳業務后。2010年，德州儀器TI又以65億美元的現金價格，收購了國家半導體，這筆交易使TI成為全球最大的模擬技術元件製造商。當時還一舉超越了在銷售額上與之持平的日本東芝，成為僅次於英特爾和三星電子的半導體公司。自此，德州儀器一直保持着模擬芯片領域的龍頭地位，無人能撼動。

2022年德州儀器總營業收入為200.3億美元，其中模擬153.6億美元，嵌入式處理32.6億美元，其他14.1億美元。兩項業務成為當前德州儀器的主要營收來源。在其覆蓋的主要市場中，工業和汽車佔營收的65％，其中工業應用40%，汽車應用25%。汽車和工業領域也成爲了德州儀器的主要市場。

除此之外，目前TI 剩余業務還包括 DLP 產品（主要用於投影儀以創建高清圖像）、計算器和某些稱為專用集成電路的定製半導體。

縱觀德州儀器的發展，是一個不斷割捨與革新的過程。當然，最離不開的是人才。這里有人離開，也有源源不斷的人才加入，形成一個穩定健康的發展趨勢。

除了張忠謀、張汝京這兩位重要的半導體領軍人物外。國產傳感器領域龍頭匯頂科技總裁胡煜華、模擬芯片龍頭聖邦股份創始人張世龍、思瑞浦聯合創始人應峰、地平線副總裁張永謙等人都有在TI工作的經歷。因此，也有人將德州儀器稱為「半導體黃埔軍校」。

后來，張忠謀回憶起德州儀器的職業生涯時感慨：「從33歲做到52歲，開始時的事業單位員工只有3000人到后來的4萬人，我的黃金時代都給了德州儀器，但是我學到了很多東西。」