2025-04-30
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2025-04-28
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近年來(lái),隨著“中國(guó)芯”崛起,半導(dǎo)體就成為科技圈談?wù)摰臒衢T話題,其中不僅包括備受矚目的國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體公司,也包括世界上領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司。
今天我們要帶您了解的公司,它既挖過(guò)石油,又發(fā)明了世界上第一塊集成電路,還給美國(guó)阿波羅登月造過(guò)設(shè)備,作為一家半導(dǎo)體公司,居然還得過(guò)“艾美獎(jiǎng)”、拿過(guò)“奧斯卡”!你能猜到是誰(shuí)嗎?這家公司就是大名鼎鼎的德州儀器。
德州儀器(Texas Instruments),簡(jiǎn)稱TI。在半導(dǎo)體行業(yè)那可是大名鼎鼎, MSP430系列是很多嵌入式程序員在上大學(xué)時(shí)開始接觸的第一款MCU。而C2000系列DSP也是在數(shù)字電源、電機(jī)控制領(lǐng)域占據(jù)了壟斷地位。TI的杰克·基比爾(Jack Kilby)更是集成電路的發(fā)明人,并且在2000年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
我們帶您了解德州儀器公司發(fā)展過(guò)程中的有趣故事。今天,為您推出“昂科芯片故事”線上系列視頻第七期,為您講述德州儀器那一長(zhǎng)串令人驚嘆的明星產(chǎn)品和事跡。
追溯德州儀器的故事,也是頗有意思,1930年它是一家為石油工業(yè)提供地址探測(cè)的公司,從1942年開始進(jìn)入國(guó)防電子領(lǐng)域,后來(lái)在1951年才正式更名為德州儀器。雖然最初的TI是從軍用市場(chǎng)上挖到了第一桶金,但真正讓TI聞名遐邇的是其在信號(hào)處理與模擬電路方面的成就。
這就是杰克·基爾比(Jack Kilby)先生以及他發(fā)明的世界上第一款集成電路。
按營(yíng)收規(guī)模計(jì)的話,2020年德州儀器以144.6億美元在半導(dǎo)體行業(yè)位居全球第七;同時(shí)也是在世界范圍內(nèi)的第一大數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和模擬半導(dǎo)體器件的制造商,其在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中擁有極其重要的戰(zhàn)略位置。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),德州儀器擁有超過(guò)十萬(wàn)余種產(chǎn)品,涵蓋到從處理器、微控制器、無(wú)線、到ADC/DAC的所有產(chǎn)品,市面上幾乎所有電子設(shè)備中都含有德州儀器的產(chǎn)品。因此,在股票市場(chǎng)上,德州儀器也常被視為整個(gè)半導(dǎo)體和電子行業(yè)的“晴雨表”。
德州儀器這個(gè)公司最早成立的時(shí)候,還真的是做儀器的。因?yàn)榈谝淮问澜绱髴?zhàn)推動(dòng)了全球?qū)κ偷男枨?,德克薩斯州豐富的油氣資源也吸引了眾多的有志青年投身到這一領(lǐng)域??巳R倫斯·卡徹和尤金·麥克德莫特看到了得克薩斯州得天獨(dú)厚的石油資源,就在在1930年,創(chuàng)建了一個(gè)小型石油和天然氣公司——“地球物理業(yè)務(wù)公司”(GSI),為石油工業(yè)提供地質(zhì)勘探的相關(guān)儀器設(shè)備,這就是德州儀器的前身。
而后GSI成立了實(shí)驗(yàn)室和制造部門(Laboratory and Manufacturing (L&M))部門,生產(chǎn)母公司Geophysical Service Incorporated(GSI)地質(zhì)勘探所需的一種晶體管產(chǎn)品。
再然后GSI又開始進(jìn)入軍工領(lǐng)域,于1942年憑借潛艇檢測(cè)設(shè)備進(jìn)入美國(guó)軍用市場(chǎng),為美軍生產(chǎn)過(guò)紅外雷達(dá)、激光制導(dǎo)和軍用計(jì)算機(jī)等等諸多當(dāng)時(shí)的高精尖設(shè)備。
1951年公司旗下的這個(gè)L&M部門憑借其國(guó)防方面的合同,迅速超越了GSI的地理部門,公司被重命名為“通用儀器”(General Instrument),同一年,公司又被改名為“德州儀器”。GSI逐漸變成了德州儀器的一個(gè)子公司,直到1997年,德州儀器以29.5億美元的價(jià)格將其國(guó)防業(yè)務(wù)出售給了雷神公司,開始專注于半導(dǎo)體領(lǐng)域中的模擬電路與嵌入式系統(tǒng)。
在半導(dǎo)體領(lǐng)域,德州儀器留下了一長(zhǎng)串令人驚嘆的事跡: 1954年生產(chǎn)了世界上第一個(gè)商用硅晶體管、同年設(shè)計(jì)并制造了第一臺(tái)晶體管收音機(jī)、1958年發(fā)明了集成電路和手持計(jì)算器、1970年推出了第一款單芯片微控制器、1987年發(fā)明了DLP(數(shù)字光處理)芯片。
最值得一提的,當(dāng)然還在1958年入職德州儀器的工程師杰克·基爾比(Jack Kilby),發(fā)明了世界上第一款集成電路。
彼時(shí),杰克因?yàn)樾氯肼毝鴽](méi)能“攢夠”公司為期兩周的傳統(tǒng)假期。在其他人休假期間,杰克開始研究自己感興趣的新工藝,最終在1958年9月12日研發(fā)出世界上首款集成電路。由于其發(fā)明集成電路的杰出貢獻(xiàn),杰克·基爾比在2000年被授予諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
在TI超過(guò)60年的集成電路開拓歷史中,誕生了多個(gè)明星產(chǎn)品,既為TI的發(fā)展提供了豐厚的資金回報(bào),也在世界半導(dǎo)體歷史中有著濃墨重彩的一筆。
1958年,杰克·基爾比發(fā)明了世界上第一款集成電路。
德州儀器的7400系列晶體管-晶體管邏輯(TTL)芯片在20世紀(jì)60年代被開發(fā)出來(lái),使計(jì)算機(jī)邏輯方面的集成電路的使用更加普及。
德州儀器在1967年發(fā)明了手持計(jì)算器(當(dāng)時(shí)價(jià)格高達(dá)2,500美元)。
隨后,在1971年研制出了單芯片微型計(jì)算機(jī),并在同年的10月4日被授予了單芯片微型計(jì)算機(jī)的第一個(gè)專利證書。所以TI也是單片機(jī)的鼻祖。而后發(fā)展TI的MSP430系列,也成了低功耗MCU的扛鼎之作,提到低功耗江湖必有MSP430,而MSP430也是MCU行業(yè)的標(biāo)桿。
1961年,TI為美國(guó)空軍制造了第一臺(tái)集成電路電腦。而后,采用TI組件的美國(guó)的阿波羅登月計(jì)劃的月球探測(cè)模塊登上了月球。
1978年,德州儀器推出了第一款單芯片線性預(yù)測(cè)編碼語(yǔ)音合成器TMC0280型單芯片線性預(yù)測(cè)編碼(Linear predictive coding (LPC))語(yǔ)音合成系統(tǒng)。這項(xiàng)成果還被應(yīng)用在了TI的推出的風(fēng)靡一時(shí)的玩具“我說(shuō)你拼”(Speak&Spell)上。
1980年,TI推出首款商用單芯片數(shù)字信號(hào)處理器(DSP),而后又創(chuàng)造性的將很多MCU的特性與DSP相結(jié)合,這也是現(xiàn)如今風(fēng)靡數(shù)字電源和電機(jī)控制領(lǐng)域的C2000系列的開始之路。
C2000產(chǎn)品家族迄今為止供貨已長(zhǎng)達(dá)25年之久,廣泛應(yīng)用于包括工業(yè)及汽車等領(lǐng)域。具有實(shí)時(shí)性能好,可靠性高,高集成度,產(chǎn)品種類豐富,統(tǒng)一且簡(jiǎn)單的開發(fā)環(huán)境,完善的電機(jī)控制及數(shù)字電源管理軟件庫(kù),優(yōu)秀的軟件兼容性和系列產(chǎn)品PIN2PIN兼容,是很多電機(jī)控制工程師的不二之選。C2000被應(yīng)用在數(shù)字電源控制(如太陽(yáng)能風(fēng)能的電源控制,通信和服務(wù)器電源),電機(jī)類控制(家電類電子產(chǎn)品:空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、無(wú)人機(jī)、電動(dòng)車、水泵等等),工業(yè)類伺服驅(qū)動(dòng)器(如工業(yè)機(jī)器人、伺服驅(qū)動(dòng)器、變頻器等等)。此外,由于其具有車規(guī)級(jí)認(rèn)證要求,因此在諸多新能源汽車上應(yīng)用,包括電源類控制以及電機(jī)類控制等,比如特斯拉的電機(jī)控制器就是采用了TI的C2000。
1987年,TI發(fā)明了數(shù)字化微鏡器件(DLP),使得數(shù)字投影技術(shù)能夠廣泛得被應(yīng)用于家庭、企業(yè)和影院之中。DLP甚至成為了數(shù)字投影儀的一個(gè)通用名詞,可見(jiàn)TI在此領(lǐng)域的江湖地位。DLP技術(shù)甚至曾于1998年獲得“艾美獎(jiǎng)”,DLP Cinema 在2009年獲得“奧斯卡科學(xué)與工程獎(jiǎng)”,當(dāng)前幾乎所有的數(shù)字化影院均采用的是TI的DLP技術(shù)。很多人都不知道TI曾經(jīng)是僅次于HP的全球第二大MEMS生產(chǎn)商,就是因?yàn)榛贛EMS微機(jī)電技術(shù)的DLP的強(qiáng)大市場(chǎng)地位?,F(xiàn)如今DLP技術(shù)又被應(yīng)用于3D測(cè)量、食品分析,甚至是汽車前大燈領(lǐng)域,煥發(fā)出了新的市場(chǎng)生機(jī)。
TI不僅在數(shù)字控制領(lǐng)域有著C2000、MSP430、Sitara、Jacinto這樣的明星產(chǎn)品,其模擬芯片領(lǐng)域全球第一的市場(chǎng)地位也是別人很難撼動(dòng)的。如果說(shuō)TI在數(shù)字領(lǐng)域的江湖地位靠的是一個(gè)個(gè)明星產(chǎn)品的精準(zhǔn)市場(chǎng)定位和強(qiáng)大的生態(tài)體系,模擬領(lǐng)域則是靠的是多年的研發(fā)積累和超級(jí)產(chǎn)品廣度。TI在2011年以65億美元價(jià)格收購(gòu)美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體(National Semiconductor)之后,進(jìn)一步鞏固了其模擬芯片全球第一的市場(chǎng)地位,模擬器件產(chǎn)品組合超過(guò)數(shù)萬(wàn)種??梢哉f(shuō)一個(gè)電子產(chǎn)品中可能會(huì)沒(méi)有TI的主控處理器,而沒(méi)有TI的模擬器件是很難的。TI的模擬產(chǎn)品包含了電源、邏輯、時(shí)鐘、接口、隔離、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、傳感器等方方面面。而模擬器件與數(shù)字電路不同,除了要對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的積淀要求很高之外,生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的優(yōu)化也至關(guān)重要。這也是Analog的大廠大多是IDM的一個(gè)原因。而TI不僅在模擬器件的設(shè)計(jì)和制造工藝上領(lǐng)先,它也是最早在12寸晶圓上制造模擬器件的廠家,這使得TI在成本結(jié)構(gòu)上遙遙領(lǐng)先于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。2020年德州儀器模擬器件營(yíng)收109億美元,占總營(yíng)收的75.38%。據(jù)市場(chǎng)研究公司TrendForce的數(shù)據(jù),德州儀器在全球模擬芯片市場(chǎng)的份額高達(dá)17%至20%。
作為TI的第三方合作伙伴,昂科很早就與TI在IC芯片燒錄開發(fā)方面展開合作,對(duì)TI的嵌入式數(shù)字產(chǎn)品全面支持,尤其是C2000產(chǎn)品。昂科的AP8000針對(duì)C2000的燒錄要求進(jìn)行了特殊優(yōu)化,確保了燒錄過(guò)程的超高穩(wěn)定性和客戶批量生產(chǎn)的產(chǎn)出率,深受廣大客戶歡迎。同時(shí),我們也看到越來(lái)越多的TI模擬器件中加入了數(shù)字化部分,比如電源管理器件PMIC、電池管理芯片、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、時(shí)鐘產(chǎn)品和部分傳感器ASIC器件等等,這些產(chǎn)品的燒錄需要對(duì)各個(gè)產(chǎn)品的功能和燒錄要求深入剖析,與原廠一起制定出解決方案。
德州儀器之所以能夠在行業(yè)內(nèi)有如此的市場(chǎng)和技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)地位,是與它對(duì)研發(fā)和創(chuàng)新重視分不開的。杰克·基爾比成名之后,德州儀器創(chuàng)建了著名的基爾比實(shí)驗(yàn)室,對(duì)未來(lái)五到十年甚至更長(zhǎng)的新技術(shù)進(jìn)行開發(fā),德州儀器的氮化鎵工藝,電容隔離工藝、CMOS雷達(dá)技術(shù)等技術(shù)都是源于這個(gè)實(shí)驗(yàn)室。德州儀器一直比較重視研發(fā)和銷售能力建設(shè),其研究和開發(fā)費(fèi)用(R&D)占營(yíng)收的比例長(zhǎng)期穩(wěn)定在10%左右。2020年德州儀器研發(fā)投入15.3億美元,是美國(guó)研發(fā)投入前十的半導(dǎo)體公司之一,至今總共擁有61316項(xiàng)專利。
在2015年我們到TI達(dá)拉斯的基爾比實(shí)驗(yàn)室參觀的時(shí)候,負(fù)責(zé)人向我們介紹:TI的研發(fā)經(jīng)費(fèi)分為3部分,分別投入給合作的大學(xué)、基爾比實(shí)驗(yàn)室和各個(gè)BU的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。其中,大學(xué)負(fù)責(zé)半導(dǎo)體最前沿的技術(shù)和工藝的探索,做的是基礎(chǔ)研究;基爾比實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)對(duì)前沿的技術(shù)實(shí)用化的研究,比如雷達(dá)傳感技術(shù),當(dāng)時(shí)有多種方案可供選擇,最終TI選擇了兼顧性能和成本的CMOS工藝,所以基爾比實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)的是產(chǎn)品技術(shù)路線的實(shí)現(xiàn)研究;而TI BU則是在基爾比實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的基礎(chǔ)上再進(jìn)行應(yīng)用級(jí)的開發(fā),這里就需要大量的市場(chǎng)需求輸入和產(chǎn)品的定義工作,最終設(shè)計(jì)完成符合客戶和市場(chǎng)要求的產(chǎn)品,同時(shí)建立好對(duì)應(yīng)的軟硬件生態(tài),所以BU是做的產(chǎn)品化的開發(fā)工作。不同的層級(jí)負(fù)責(zé)各自的工作,項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)從大學(xué)到實(shí)驗(yàn)室到BU逐次降低,與大學(xué)的產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目雖然風(fēng)險(xiǎn)大但投入研發(fā)費(fèi)用并不高,卻能保證持續(xù)的有前沿技術(shù)的產(chǎn)出;而企業(yè)內(nèi)部創(chuàng)新動(dòng)力源泉-基爾比實(shí)驗(yàn)室則是為不同BU的產(chǎn)品提供了技術(shù)輸出保障,同時(shí)也保證了企業(yè)內(nèi)部研發(fā)團(tuán)隊(duì)的活力;而BU的研發(fā)則是承擔(dān)的為客戶“定制”產(chǎn)品的角色,是一定要確保投入產(chǎn)出的要求的。
此外,德州儀器針對(duì)人才培養(yǎng)也十分重視,而TI也號(hào)稱是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)人才的“黃埔軍?!保蠹叶贾琅_(tái)積電的張忠謀、中芯國(guó)際的張汝京、圣邦股份的創(chuàng)始人張世龍等人都曾經(jīng)在德州儀器工作過(guò)。
而TI每年也大量的招收應(yīng)屆畢業(yè)生,他們實(shí)習(xí)階段就會(huì)有老員工全程的教導(dǎo)、精確到天的實(shí)習(xí)計(jì)劃和部門經(jīng)理的1對(duì)1培訓(xùn)。實(shí)習(xí)生也需要每周或每天進(jìn)行實(shí)習(xí)反饋,方便HR或部門經(jīng)理進(jìn)行觀察和評(píng)價(jià)。在這樣比較科學(xué)的人才培養(yǎng)流程下,德州儀器成為了不少優(yōu)秀人才的實(shí)習(xí)、就業(yè)首選,保證了自身新鮮血液的補(bǔ)充。
所以說(shuō),TI作為全球半導(dǎo)體領(lǐng)域的“精英俱樂(lè)部”中佼佼者,它是我們中國(guó)的半導(dǎo)體領(lǐng)域的企業(yè)學(xué)習(xí)的榜樣,無(wú)論是在對(duì)研發(fā)、創(chuàng)新上的精益求精,還是在科學(xué)的人才培養(yǎng)體系上。我也衷心地希望在不久的將來(lái),行業(yè)中也能涌現(xiàn)一個(gè)個(gè)中國(guó)的“TI”。
歡迎大家觀看“昂科芯片故事”線上系列視頻第七期,如果您對(duì)我們的視頻有任何的意見(jiàn)和建議,也歡迎大家關(guān)注我們,并在評(píng)論區(qū)留言或者私信給我們,非常感謝大家。
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