[IT那些事]科技史上的珍珠港-世界第一个微处理器的恩怨情仇

计算机产业的腾飞借助于三项最重要的发明，一项是贝尔实验室肖克

利等三人发明的晶体管，一项是诺宜斯和卡尔比发明的集成电路，另一项则是特德·霍夫(TedHoff)1971年发明的微处理器。世界第一颗现代意义上的微处理器CPU是英特尔的C4004,它是一个4位的CPU，由英特尔在1971年推出。C4004的频率为0.1MHZ，内部集成了大约2300个晶体管，而现在的CPU内部的集成度已经到了了100多亿个晶体管。

1971年11月15日,英特尔面向全球市场推出了4004微处理器,每个售价为200美元。40多年过去了，今天的4004已经成为了古董，现在亚马逊网站上的价格是29999。不要看它只集成了2300个晶体管管，即使放在现在也不能说是简单的东西，我们来看一看它的内部逻辑阵列，如图：

2300个晶体管搞错一个晶体管的位置都不行，整个系统就崩溃了。但是这个CPU的意义还不止是世界第一颗这么简单。这颗CPU的由来和日本还密切相关，在某种程度上不止影响的英特尔公司的命运，还大大的影响了这几十年来日本和美国的国运。

【事情是这样的……】

Intel最初的主业实际上是存储器芯片,不是做CPU。1969年，一家日本计算器公司Busicom找到了Intel，愿意花60000美元请Intel帮他们的Busicom 141-PF打印式计算器设计12个芯片，并且拿出了他们的设计图纸，一套6种极其复杂的芯片设计方案。日本人非常客气的说，如果设计有什么问题，请尽管跟他们说。

你知道日本佬说话都是很暧昧的，最典型的就是“雅美蝶”了，中文意思虽然翻译成“不要”，但实际上不一定是“不要”的意思，所以提意见什么的只是客气话。但是美国人也是直来直去一根筋，你说有什么问题可以提，他还真的去研究了下看看有什么问题。这个牛人就是年轻人特德·霍夫。

特德·霍夫不是科班出生。读本科时，霍夫很少接触计算机，只选修过一门计算机课程。1968年，英特尔刚刚成立正在招聘研发人员。斯坦福大学的教授竭力推荐霍夫，但英特尔首先看上了IBM的一位工程师。但是这位兄弟喜欢纽约的花花世界，不愿意一路向西。后来他们又想请仙童的一位工程师，结果人家也没看上了。实在没人了，诺宜斯这才拿起电话，招了特德·霍夫。所以当时在公司里，只有霍夫在挑这个产品线的大梁。但就好像以工业产品精密的德国人喜欢把简单的东西搞复杂一样，日本人在芯片设计上也有这个问题。霍夫感觉日本人的设计过分复杂了，为什么不能把所有的功能都集中在一个芯片上呢？霍夫的灵感来了，他设计出世界上第一个微处理器，把CPU的所有功能集成在一个芯片上，把两个存储芯片附加上去,一个存储数据，另一个装有驱动CPU的程序。这样不但使计算器变得简单，而且成本也大为降低。日本人一看这个愣头青还真把客气话当回事了，对霍夫不以为然。要知道当时全球超过90%的计算器都来自于日本的企业。但是当时英特尔大老板诺伊斯支持特德·霍夫的想法。霍夫拿出设计对日本人说：我设计的这个处理器能够做计算、通讯、控制，还再编程，一个芯片就搞定了4个芯片才能做成的事情，溜不溜。日本人虽然不以为然，但是基本礼貌还是要有的，所以还是把设计图拿回去研究了。不过，毕竟日本人是行家会识货，看完图纸第二天就谦虚的来跟霍夫说，就按你说的办，你办事我放心。

然后，双方就签署了合同，规定由日本计算器公司Busicom独家享用霍夫设计的这种微处理器，也就是说，这颗芯片当时的所有权是日本人的。但是因为产能的影响，后来这批花了60000美金的CPU延期交货了。在延期的4004芯片送到Busicom公司遭到拒绝。当时计算器市场大面积削价。Busicom要求重新协定价格。霍夫听到这一消息，就跟日本人商量，要是日本人放弃它对4004型芯片的独享权，就可以降价，日本人同意了。

霍夫的革命性突破就是对芯片组结构的集成设计，他看穿了目前CPU芯片的发展的关键点，那就是“CPU的先进与否不一定是组件的数目，而在于组织、结构概念。”。而芯片本身由公司另一位工程师费金完成制作。

1、将CPU逻辑电路统一成：中央处理器、存储器和只读存储器；

2、采用只读存储器来提供驱动中央处理器工作的程序。

应该说这是日本历史上第二后悔的决定，第一是去偷袭珍珠港。现在，还有谁知道日本Busicom公司了，但Intel却是无人不知。

这个4004芯片虽然最终被英特尔公司收入囊中，但一开始也并没有很重视。后来在霍夫和从T1公司来的格尔·贝克做销售部主任后，公司才进行了大力推广，最终成为英特尔的明星产品。

然后日本和美国关于半导体芯片的几十年恩怨就开始了。虽然半导体从美国诞生，美国一直拥有绝对的领先地位，但在80年代中期以后日本的芯片制造才是老大。前期日本以电视机、VTR、电子计算器等一系列产品爆发，日本通过物美价廉的产品获得了绝对的优势。但是，70年代日本的半导体工业相对较弱，大量集成电路依赖进口至美国。日本物美价廉的电子产品遭遇了美国频繁的贸易摩擦，同时甚至出现了个别公司遭遇集成电路禁运的情况。我们现在中兴、华为碰到的事就如同当时日本碰到的情况的重演。

1976年，为了应对这个问题，通产省联合了富士通、日立、三菱、日本电气（NEC）和东芝等5家生产计算机的大公司，成立了超LSI技术研究协会，国家投入了300亿日元。在超LSI技术研究协会运行的四年时间内，一共产生了约1000多项发明专利，有力地帮助日本在半导体领域技术实现了重大赶超，这个非常值得我国借鉴。

然后，美国佬发现日本小弟半导体技术全面领先的势头，于是强迫日本签订了《广场协议》《半导体协定》等一系列条约。限定日本半导体销售价格，日元升值，从此日本半导体价格优势不再。

另外互联网时代来临，个人PC大量普及，对微处理器的需求激增。而个人PC对于产品稳定性要求相对降低，但是对产品迭代更新效率要求更高。

在这种背景下，半导体出现了设计和制造开始分家的趋势，有些公司专注设计，有些公司专注制造，开始出现全球分工，出现了Fabless和Foundry的分工。专注设计或者专注制造使得在摩尔定律的规律更好的发挥了作用，产品更新迭代的效率更高。但是固守传统的日本半导体公司仍然是IDM模式，既要设计又要制造，效率明显跟不上。

日本就这样错过了个人PC的大发展，在随后的移动互联网发展过程中，日本电子信息产业也没有什么突出成就。可以说还不如后期之秀中国。日本随着泡沫经济的破灭，进入所谓的失去的二十年，某种意义上也可以说是日本没有及时拥抱互联网和移动互联网时代转型机会，并做相应的调整和变化从而失去的二十年。所以，是否能把握科技进步趋势，对于经济发展来说至关重要。

但即便美国打压了日本的芯片，但在芯片设备上，日本企业还是非常强大的，全球半导体设备厂商按照营收进行排名，前15家厂商中，日企占了7家。这是我们需要努力追赶的。

我就是那个在科技领域特别垂直的小米6钉子户-挨踢栋哥。希望我的文章对您有所帮助。有什么问题，大家可以在评论里面留言，我会及时回复大家。谢谢您来过。有什么不足之处，敬请斧正。