科普：图说芯片技术60多年的发展史（上篇）

防走失，电梯直达安全岛报人刘亚 东A

来源：芯论语 作者：天高云淡Andi863

前言 ：集成电路(芯片)技术自1958年诞生以来，已有63年的发展历史。在今天的信息化社会中，芯片无疑是最重要的基础支撑。近年来，芯片核心技术已成为美国维护科技霸权，围堵打压他国的利器。人们都想知道，芯片技术是如何由开始的原始和不成熟，一步一步发展成为今天高科技皇冠上的技术明珠。本文将以照片和图示为主，以文字为辅，说说芯片技术60多年的发展史。由于篇幅所限，暂定分上、中、下三篇叙述。

要介绍芯片技术发展史，就要从半导体 的发现和研究、电子管 、晶体管 和集成电路 的发明说起。正是因为这些发现、研究和发明，电子技术及电子工业才得以诞生。从此，人类社会拉开了电子信息化的序幕。

1. 半导体发现和研究(1833～1947年,持续114年)

1833 年 ，英国科学家迈克尔.法拉第(Michael Faraday)在测试硫化银(Ag2S)特性时，发现硫化银的电阻随着温度的上升而降低的特异现象，被称为电阻效应 ，这是人类发现的半导体的第一个特征 。

1839 年 ，法国科学家埃德蒙.贝克雷尔(Edmond Becquerel)发现半导体和电解质接触形成的结，在光照下会产生一个电压，这就是后来人们熟知的光生伏特效应，简称光伏效应 。这是人类发现的半导体的第二个特征 。

1873 年 ，英国的威洛比.史密斯(Willoughby Smith)发现硒(Se)晶体材料在光照下电导增加的光电导效应 ，这是人类发现的半导体的第三个特征 。

1874 年 ，德国物理学家费迪南德.布劳恩(Ferdinand Braun)观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关。在它两端加一个正向电压，它是导通的；如果把电压极性反过来，它就不导电，这就是半导体的整流效应 ，这是人类发现的半导体的第四个特征 。同年，出生在德国的英国物理学家亚瑟.舒斯特(Arthur Schuster)又发现了铜(Cu)与氧化铜(CuO)的整流效应。

图1 .发现半导体特性的四位科学家

(法拉第、贝克雷尔、史密斯、布劳恩)

虽然半导体的这四个效应在1880年以前就先后被科学家发现，但半导体 这个名词大概到了1911年才被科尼斯伯格(J.Konigsberger)和维斯(I.Weiss)首次使用。后来，关于半导体的整流理论、能带理论、势垒理论才在众多科学家的努力下逐步完成。

其后二十多年，世界上出现了一些半导体应用案例。例如，1907～1927年美国的物理学家研制成功了晶体整流器、硒整流器和氧化亚铜(Cu2O)整流器等。1931年，硒光伏电池研制成功。1932年，德国先后研制成功硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)和碲化铅(PbTe)等半导体红外探测器等。

1947 年 ，美国贝尔实验室全面总结了半导体材料的上述四个特性。从1880～1947年长达67年的时间里，由于半导体材料难以提纯到理想的程度，因此半导体材料研究和应用进程非常缓慢。 此后，四价元素锗(Ge)和硅(Si)成为了科学家最为关注和大力研究的半导体材料。而在肖克莱(W.Shockley)发明锗晶体三极管的几年后，人们发现硅更加适合生产晶体管。此后，硅成为应用最广泛的半导体材料，并一直延续至今。这也是美国北加州成为硅工业中心后，被称为“硅谷”的原因。

半导体材料是导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，它们的电阻比导体大得多，但又比绝缘体小得多。其电学性能可以人为加以改变。 常见的半导体材料有硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等。

2. 电子管的发明(1906年，距今115年)

1904 年 ，英国物理学家约翰.安布罗斯.弗莱明(John Ambrose Fleming)发明了世界上第一个电子管 ，它是一个真空二极管 ，他获得了这项发明的专利。

图2 .弗莱明发明的真空二极管

1906 年 ，美国工程师李.德.福雷斯特(Lee de Forest)在弗莱明真空二极管的基础上又多加入了一个栅极，发明了另一种电子管 ，它是一个真空三极管 ，使得电子管在检波和整流功能之外，还具有了放大和震荡功能。福雷斯特于1908年2月18日拿到了这项发明的专利。

图3 .福雷斯特发明的真空三极管

真空三极管被认为是电子工业诞生的起点。它的应用时期长达40多年。 由于电子管具有体积大、耗电多、可靠性差的缺点，最终它被后来者晶体管所取代。

3. 晶体管的发明(1947年，距今74年)

1947 年 ，美国贝尔实验室的巴丁(J.Bardeen)、布拉顿(W. Brattain)、肖克莱(W.Shockley)三人发明了点触型晶体管 ，这是一个NPN锗(Ge)晶体管，他们三人因此项发明获得了1956年诺贝尔物理学奖。

图4 .晶体管发明三人组

图5 .获得1956年诺贝尔物理学奖的三人组

1950 年 ，当蒂尔(G.K.Teal)和利特尔(J.B.Little)研究成功生长大单晶锗的工艺后，威廉姆.肖克莱(W.Shockley)于1950年4月制成第一个双极结型晶体管—PN 结型晶体管 ,这种晶体管实际应用比点触型晶体管广泛得多。今天的晶体管，大部分仍是这种PN结型晶体管。所谓PN结就是P型半导体和N型半导体的结合之处，P型半导体多空穴。N型半导体多电子。

图6 .PN结型晶体管结构示意图(左)晶体管符号(右)

1952 年 ，实用的结场效应晶体管(JunctionField-Effect Transistor，JFET)被制造出来。结场效应晶体管 (JFET)是一种用电场效应来控制电流的晶体管。到了1960年，有人提出用二氧化硅改善双极性晶体管的性能，就此金属-氧化物-半导体(Metal Oxid Semiconductor,MOS)场效应晶体管诞生。艾塔拉(M.Atalla)也被认为是MOS场效应晶体管 (MOSFET)的发明人之一。

MOSFET宣告了在电子技术中的统治地位，并且支撑了当今信息社会的基石——大规模集成电路发展。实际上，场效应晶体管(FET)由朱利叶斯.利林费尔德(JuliusLilienfeld)于1925年和德国物理学家奥斯卡.海尔(Oskar Heil)于1934年分别发明出来，只是一直未能制造出实用的晶体管器件。

图7 .MOSFET的发明贡献者及发明年份

图8 .场效应晶体管(FET)分类及实物图

晶体管从双极型到MOS型，从分立式器件到集成在芯片之中，加上其所用不同的半导体材料，晶体管类型和品种繁多。晶体管主要起到小信号放大、功率放大、电流开关等作用，它是芯片中集成的数量最多的最基本的电路元器件。

图9 .各种晶体管的分类

晶体管发明是微电子技术发展历程中第一个里程碑。 晶体管的发明使人类步入了飞速发展的电子信息时代。到目前为止，它的应用已长达74年之久。

图10 .各种封装形式的分立式晶体管

4. 集成电路(芯片)的发明(1958年，距今63年)

1950 年 ，美国人拉塞尔.奥尔(Russell Ohl)和威廉姆.肖克莱(W.Shockley)发明了离子注入工艺 ，1954年肖克莱申请了这项发明的专利。离子注入 是将杂质电离成离子并聚焦成离子束，在电场中加速后注入到硅材料中去，实现对硅材料的掺杂，目的是改变硅材料的导电性能。离子注入是最早采用的半导体掺杂方法，它是芯片制造的基本工艺之一。

图11 .简要的离子注入原理示意图

1956 年 ，美国人富勒(C.S.Fuller)发明了扩散工艺 ；扩散是掺杂的另一种方法，它也是芯片制造的基本工艺之一。

图12 . 一种热扩散装置示意图

离子注入 工艺和扩散 工艺是两种掺杂方法。离子注入用于形成较浅的半导体结(Junction)，扩散用于形成较深的半导体结。掺杂就像炒菜中添加调味料，它是对半导体材料的“添油加醋”。少量的其它物质掺进很纯的半导体材料中，使其变得不纯，对于半导体材料来说，其它物质就是杂质，掺入的过程就称为掺杂。掺杂是将一定数量的其它物质掺加到半导体材料中，人为改变半导体材料的电学性能的过程。

图13 .两种半导体掺杂示意图

1958 年 ，美国仙童公司的罗伯特.诺伊斯(Robert Noyce)与美国德仪公司的杰克.基尔比(Jack Kilby)间隔数月分别发明了集成电路 ，开创了世界微电子学的历史。诺伊斯是在基尔比发明的基础上，发明了可商业生产的集成电路，使半导体产业由“发明时代”进入了“商用时代”。

基尔比因为发明集成电路而获得2000年的诺贝尔物理学奖。诺伊斯是仙童半导体公司(1957年成立)和英特尔公司(1968年成立)的创办人之一，他是伟大的科学家，是集成电路史上重要人物。遗憾的是，他之前在肖克莱实验室工作时，发明“负阻二极管”得不到老板支持而终止，后来日本科学家江崎玲于奈(Leo Esaki)在此项发明上获诺贝尔奖；他于1990年逝世，未等到2000年与基尔比分享当年的诺贝尔物理学奖，两次均与科技最高荣誉无缘。但是，他们两人都被誉为是集成电路之父。

图14 .基尔比和诺伊斯与他们发明的芯片

1959 年 ，贝尔实验室的韩裔科学家江大原(Dawon Kahng)和马丁.艾塔拉(MartinM.Atalla)发明了金属氧化物半导体场效应晶体管 （Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET ），这是第一个真正的紧凑型MOSFET，也是第一个可以小型化并实际生产的晶体管，它可以大部分代替JFET。MOSFET对电子行业的发展有着深远的影响。

图15 .江大原和艾塔拉发明了MOSFET

5. 光刻工艺是芯片制造的灵魂 (发明距今61年)

1960 年 ，卢尔(H.H.Loor)和克里斯坦森(Christenson)发明了外延工艺 。外延是指在半导体单晶材料上生长一层有一定要求的、与基片晶向相同的单晶层，犹如原来的晶体向外延伸生长了一层。

图16 .硅气相外延生长装置原理示意图

1960 年，光刻工艺是首次应用在芯片制造中的吗？ 这是一个重要问题，需要本文重点讨论。我的公众号【芯论语】的另一篇文章“光刻如何一步一步变成了芯片制造的卡脖子技术？”指出，光刻工艺是芯片制造的灵魂技术。 正是光刻工艺的出现，才使得硅器件制造进入到了平面加工技术时代，才有大规模集成电路和微电子学飞速发展的今天。

泛指意义上的光刻技术发明，应该追溯到1822年法国科学家约瑟夫.尼瑟福.尼埃普斯(Joseph Nicephore Niepce)的感光材料试验和刻蚀实验，以及他在1827年制作的d’Amboise主教雕板像复制品。本文所说的光刻工艺特指芯片制造过程中的光刻工艺技术。

芯片制造的光刻工艺到底是什么时候发明的？ 笔者发现网上这方面的文章很少，即使有文章介绍，也都是一笔带过。网上资料主要有两种说法，第一种说法是，1960年 卢尔(H.H.Loor)和卡斯特兰尼(E.Castellani)发明了光刻工艺[4]。第二种说法是，1970年 斯皮勒(E.Spiller)和卡斯特兰尼(E.Castellani)发明了光刻工艺[5]。两种说法中光刻发明时间竟相差10年之久。网上也很难查到卢尔、卡斯特兰尼和斯皮勒如何发明光刻工艺，甚至难以查到他们的生平介绍。

笔者更相信1960年应是光刻工艺发明的年份。 因为，如果光刻工艺是1970年才发明，那么1958～1970年这十多年时间里，贝尔实验室、仙童公司、TI、RCA和Intel等先驱公司的半导体产品(双极、FET、MOSFET晶体管)和芯片是很难制造出来的。

笔者也相信仙童公司应该是光刻工艺的发明地 。1958年仙童公司几位创始人从照相机商店购买了三个16毫米镜头，制作了一个步进和重复照相装置，用来制作掩模，并对掩模板、光刻胶进行了改进。1959年，罗伯特.诺伊斯(Robert Noyce)在日记中提出一个技术设想，“既然能用光刻法制造单个晶体管，那为什么不能用光刻法来批量制造晶体管呢？”，“把多种组件放在单一硅片上将能够实现工艺流程中的组件内部连接，这样体积和重量就会减小，价格也会降低”。为此，仙童公司开始将光刻工艺尝试应用于晶体管批量制造。诺伊斯提出了“平面技术”的设想，琼.赫尔尼(Jean Hoerni)就是将这一设想转换为实际可行的“平面处理”技术的那位大牛人[11]。

图17 .赫尔尼及所编写的平面处理工艺技术文档

从光刻机的发展年代来看，上世纪60年代是接触式光刻机、接近式光刻机；70年代是投影式光刻机；80年代是步进式光刻机；再到步进式扫描光刻机，浸入式光刻机和现在的EUV光刻机[16]，可见芯片制造的光刻工艺不可能是1970年才发明出来。

离子注入 、扩散 、外延 、光刻 等工艺技术，加上真空镀膜 技术、氧化 技术和测试封装 技术，构成了硅平面加工技术 的主体，通俗地说是构成了芯片制造的主体。没有光刻技术就没有今天的芯片技术和产业，也就没有我们现在的信息化和智能化社会。

6. 芯片技术不断成熟，沿摩尔定律快速发展

1962 年 ，美国无线电公司(RCA)的史蒂文.霍夫施泰因(Steven Hofstein) 弗雷德里克.海曼(Frederic Heiman)研制出了可批量生产的金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，并采用实验性的16个MOS晶体管集成到一个芯片上，这是全球真正意义上的第一个MOS集成电路。

图18 .霍夫施泰因和全球首款MOS集成电路

1963 年 ，仙童公司的弗兰克.万拉斯(Frank M.Wanlass)和华人萨支唐(C.T.Sah)首次提出CMOS电路技术 。他们把N-MOS和P-MOS连接成互补结构，两种极性的MOSFET一关一开，几乎没有静态电流，适合于逻辑电路。1963年6月，万拉斯为CMOS申请了专利，但是几天之后，他就离开了仙童公司。首款CMOS电路芯片是由RCA公司研制。CMOS电路技术为大规模集成电路发展奠定了坚实基础。 今天，95%以上的集成电路芯片都是基于CMOS工艺制造。

图19 .CMOS反相器电路符号及器件模型

同年，仙童公司26岁的电路设计天才罗伯特.维德拉(Robert Widlar)设计了第一颗集成运算放大器电路μA702。

图20 .仙童公司μA702运算放大器芯片

1964年，Intel公司创始人之一的戈登.摩尔（Gordon Moore）提出著名的摩尔定律 (Moore's Law)，预测芯片技术的未来发展趋势是，当价格不变时，芯片上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍 。后来50多年芯片技术的发展证明了摩尔定律基本上还是准确的。

图21 .摩尔，芯片技术沿摩尔定律发展趋势图

1966 年 ，美国RCA公司研制出CMOS集成电路和第一块50门的门阵列芯片。

1967 年 ，美国应用材料公司（AppliedMaterials）成立，现已成为全球最大的半导体设备制造公司。2020财年全年营收172亿美元，研发投入达22亿美元，全球拥有24000名员工，拥有14300个专利。业务涵盖半导体、显示器、太阳能、柔性镀膜、自动化软件等。下图是应用材料公司半导体业务部分的综述。

图22 .美国应用材料公司的半导体业务(来源：应用材料公司官网)

1967 年 ，贝尔实验室江大原(DawonKahng)和施敏博士(Simon Sze)共同发明了非挥发存储器 。这是一种浮栅MOSFET，它是可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存(Flash)的基础。

图23 .普通MOSFET与浮栅MOSFET示意图

1968 年 ，IBM公司的罗伯特.登纳德(Robert H.Dennard)发明单晶体管动态随机存取存储器 (DRAM)。发明名称是“一个关于晶体管动态RAM单元的发明”。单晶体管DRAM是一个划时代的发明，它后来成为了计算机内存的标准。Dennard于1997年入选了国家发明家名人堂；2009年获得IEEE荣誉勋章，这是电子电气领域的最高荣誉。

图24 .登纳德与单晶体管DRAM示意图

未完待续。

敬请期待【芯论语】科普：图说芯片技术60多年的发展史(中篇) 。

后记 ： 1947～1968年的20多年是全球芯片技术和电子工业的起步期，这个时期内创新人才辈出，深远影响的发明层出不穷。晶体管、集成电路、以光刻为核心的硅平面加工技术、CMOS电路、非挥发存储器、单管DRAM电路等发明为芯片技术快速发展打下了基础，为芯片技术沿着摩尔定律前行铺平了道路。但是，人类在走上这条康庄大道之前，从半导体的认识和发现到晶体管的发明，在崎岖的道路上已摸索了114年的时间，其中包括痴迷电子管的40多年时间。科技进步不可能一撮而就，它是一个逐步认识、发现和成熟的过程。

参考资料 ：

1.The Story Behind the Invention of FieldEffect Transistors，网站www.circuitstoday.com:http://www.circuitstoday.com/the-story-behind-the-invention-of-field-effect-transistors

2.心仪，MOSFET的发明人－－马丁•阿塔拉（Martin M. "John" Atalla）博士，电子工程世界论坛：http://bbs.eeworld.com.cn/thread-96577-1-1.html，2010.2.24

3.刘亮，PC发展史① 一颗晶体管引发的数字革命，中关村在线：https://power.zol.com.cn/519/5191311_all.html#p5191311，2015.5.14

4.华强旗舰微信公众号，电子元器件发展史，360个人图书馆：http://www.360doc.com/content/17/0405/22/30123241_643177613.shtml，2017.4.5

5.吉林大学，半导体器件物理精品教学第二章，豆丁网：https://www.docin.com/p-2116387652.html，2018.6.28

6.1967年至今，闪存的发展史，存储在线：http://www.dostor.com/p/58538.html，2019.8.9

7.Long_龙1993，掺杂——扩散和离子注入，360个人图书馆：http://www.360doc.com/content/20/0212/13/68538116_891471588.shtml，2020.2.12

8.科技真相，芯片战争-61：一次意外事故造就氧化层掩膜技术,知乎：https://zhuanlan.zhihu.com/p/359789998，2020.3.22

9.头像被屏蔽，晶体管的分类与特征，电子发烧友论坛：https://bbs.elecfans.com/jishu_1948567_1_1.html，2020.6.9

10.脑极体，芯片破壁者（一）：从电子管到晶体管“奇迹”寻踪，凤凰网：https://tech.ifeng.com/c/7xrkgT2K4dg，2020.7.5

11.TMT研究-爱好者，芯片战争-64：从台面工艺到平面工艺，突破量产化瓶颈，雪球网：https://xueqiu.com/9231373161/156639463，2020.8.14

12.亚化，一图读懂半导体集成电路发展史，腾讯网：https://xw.qq.com/amphtml/20200917A0FZSG00，2020.9.17

13.Long_龙1993，为什么芯片上的晶体管越做越小，360个人图书馆：http://www.360doc.com/content/20/1009/21/68538116_939647723.shtml，2020.10.9

14.康师兄，电子时代的起点，美篇：https://www.meipian.cn/3cw3o1d9，2021.1.10

15.图解芯片技术，集成电路发展史上的十大里程碑事件!电子发烧友：http://www.elecfans.com/d/1490110.html，2021.2.1

16.传感器专家网，光刻机技术到底是谁发明的？腾讯网：https://new.qq.com/rain/a/20210309A0BB0500，2021.3.9

中国芯片往事：四个潮来潮往的故事

智能手机诞生之前，整个中国大地老少咸宜的娱乐载体，莫过于收音机和电视机了。

今天回忆几段中国芯片的往事，都和收音机和电视有关，也一度非常红火，却因受到智能手机的冲击而辉煌不再。智能手机实在是太狠了，替代了收音机、录音机、WALKMAN、电视机、照相机、DV、游戏机、电话、手表等各种消费电子设备。

FM调频收音机芯片：

从兴旺到衰落，鼎芯消失了

七十年代，每家每户有一个小广播。大队广播站每天早晚会各播一段新闻和音乐，就是从收音机里转播过来的。这算是我和收音机第一次接触了。

还记得电影《西雅图夜未眠》里女主角开车时听电台情感节目后发生的故事吗？车载收音机里的交通频率（106.8MHz）是全国统一的，一度很火，好些人都有打电台电话的经历。

收音机不仅用于娱乐，也号称第二代媒体。在灾难中（比如地震后的人员呼救）、在无网络覆盖的地方、在断电断网（比如这次郑州水灾中）时，收音机都可以很好地起到信息传递的作用。

手机中也有集成FM收音机的功能。不过，手机体积非常小，实现收音并不容易，要等到全球集成电路达到一定高度才可以做到。

2000年，欧洲的恩智浦（NXP）最早推出了手机调频收音机芯片。美国芯科实验室后来提供了体积小、整合度最高的全CMOS调频收音机芯片。芯片价格从几元到10元不等，这两家企业在这个市场上赚得了丰厚的利润。

记得2003年推出的诺基亚5100手机，就已经支持FM收音机了。不支持外放，要戴上耳机才能听，耳机线作为调频收音机的外部天线，可以增强信号接收效果。

2006年底，上海的锐迪科微电子推出了被称作新一代收音芯片的RDA5800，采用中芯国际（SMIC）0.18um RF CMOS 先进工艺，是国内第一款FM收音机芯片。开启中国FM SoC新时代，这是一颗模数混合芯片，集成了射频和数字处理功能。该款芯片可以广泛应用于移动电话、MP3/MP4、调频收音机等。2007年，RDA5800实现了大规模的出货。

在手机上拔出一根长长的天线，挺酷，就可以支持收音机外放了。华强北山寨机的手机大量支持MP3音乐播放、FM收音机等功能。

这引发了FM芯片的热卖，得屌丝者得天下！本土芯片企业疯狂而入，到2008年，有十多家芯片企业进入该领域。锐迪科、鼎芯、捷顶微电子、矽科微电子、海威、无锡硅动力、复旦微电子、士康、擎茂微电子、芯略等都推出了相应的产品。

老杳曾记录这段历史。本土芯片企业在与山寨机等的配合上不会存在障碍，这一点已经在FM功能与山寨机的结合上得到充分体现，本地品牌的FM集成电路提供商可以很快适应本地手机厂商的需求。

随着大批本土企业的介入，FM芯片市场也拉开了残酷的价格战，并引发了恶性竞争，这导致芯片价格从本土企业介入时的4元左右，滑落到了几毛钱。企业卖得越多，亏得越多。

到了2009年，在手机FM（调频）芯片市场上，本土企业经过了两三年的严酷洗牌，锐减到两家，即锐迪科和鼎芯。

更大的悲剧来了。随着智能手机爆炸式成长，收音机/车载收音机/手机的FM功能，都一起快速衰落。

不过，有些机型始终不渝地集成FM调频收音机功能，如适合老人使用的Redmi 8A/9A系列。卢秀勤介绍，目前FM和蓝牙、GPS一起集成到同一颗芯片里，也已经做到收音机天线内置了。

鼎芯（通信）消失了。这家“鼎鼎大名”芯片公司还曾在TD-SCDMA手机射频芯片上有所成就。老杳（王艳辉）曾评选鼎芯为中国最“囧”芯片公司之一。如果换到今天，鼎芯一定可获得巨额融资而活下来。

模拟手机电视芯片：

从辉煌到陨落，“一代拳王”泰景IPO失败最终出售

电视机极具魅力。1978年，我去父亲所在的游港中学，有一台韶峰电视机，这是我和电视机的第一次接触。80年代，谁家有电视机，都摆晒谷坪里放，可以引来很多人看。

传统电视是模拟电视，可以在空中传输，因为没有采用数据压缩技术，所以占用的带宽比较大，一个电视频道要占用8MHz的频宽。电视用的都是低频段，传播性能非常好，甚至可绕射到小山的另外一侧。

2006年开始，中国决定，模拟电视逐步向数字电视迁移。一个模拟频道的带宽可以容纳8个标清数字电视信号。不过，直到2020年底，我们才真正关掉了所有的模拟电视频道。腾出来的宝贵的700M频段，使得广电光荣成为了5G运营商。该频点的传播性能比传统三家运营商的所有频点都更好。

当时的网络网速低，WAP网页看个图片已经很了不起了，根本不可能在线播放视频，而且流量费用极其昂贵。山寨机的屏幕越来越大。用手机看电视，成了一个很有想象力的发力点，只要有屏幕，就可以有电视。

2004年，华人云维杰博士在硅谷桑尼维尔创立了泰景，研发生产模拟电视接收单芯片，将调谐器、解调器、解码器等集成在一只芯片上，体积小，功耗低，可以用在手机里。其业务运营与销售服务中心（上海泰景)在浦东的张江，并创造了其绝大部份（95%以上）的收入与利润。

电视手机可以接收到高高的电视塔上传出来的模拟广播电视信号，完全免费，并兼容全球。

理想很丰满，现实很骨感。老杳（集微创始人王艳辉）曾记录，2005年初，NEC曾经在大陆市场推出支持模拟手机电视的高端手机NEC940，结果惨败而归。因为技术方案较复杂，价格高。出得起价的人，对手机看电视没有刚需。

泰景模拟电视芯片是单芯片方案，成本相对低。推广初期的过程也很苦涩，辛辛苦苦说服手机方案设计公司优思科技做了方案，又在华强北找到了敢喝“头啖汤”的山寨机制造商。然并卵，模拟电视手机在国内也没有激起大的浪花。

曾在手机方案领域混迹多年的陈云荣说，国产手机电视其实是2006年开始在印尼成功推广起来的！

2006年，诺基亚、三星等公司的产品依然是印尼市场主流，长期在印尼做外贸的Ahong在华强北的电子商场里发现了一款中国产电视手机，他买了几个样品来到印尼的城乡测试，发现电视非常清晰，感觉很不错，就购买了1000支，很快卖了出去。Ahong找到制造厂再次购买了2000支，又很快卖了出去。这生意不错，Ahong于是和朋友在印尼创立了本土化的HiTech品牌。

有意思的是，制造厂过于乐观，囤积了30万支竖屏电视手机主板，卖不动。Ahong以阶梯报价的方式（买得越多越便宜）谈下了协议，设计了多个不同的时尚外壳，OEM了这批手机。HiTech随后请了印尼明星大做电视广告，成为第一个请明星大做广告的印尼以及东南亚本土品牌，一炮走红！到了2007年初，30万支电视手机基本都销售光了。

图注：印尼HITECH H.38机型

图注：HITECH H.39机型，连续两个月在印尼排列单款第一，超过了诺基亚N95

这是电视手机在全球第一次放量销售！这种感觉，让人想起了八十年代燕舞收录机在中央电视台做广告，风靡一时的场景。燕舞燕舞，一曲歌来一片情！

嘚瑟一下，我在印尼也为中国终端做出过贡献。2003-04年，我配合刚成立的华为终端公司签订了1000万美元的CDMA无线固定台项目，这是国产终端产品在印尼较早的大规模销售。

2007年下半年，单芯片方案的模拟移动电视芯片在全球范围内的出货量突破了500万片。电视手机价格在1500-2000元之间，有50多款机型渗透进入亚非拉很多国家。

添加模拟电视是国产手机的一个巨大创新。可让厂商的利润比以往提高3-4倍（零售价提高30-50美元，而BOM成本只需增加10美元左右）。尽管芯片单价最高可达6美元左右，但手机厂商积极性也很高。

HiTech打开了头炮之后，东南亚和南亚出现了很多本土品牌，纷纷到中国去OEM和定制五花八门的手机。华强北的山寨机销售也随之暴涨，深圳也有了一个昵称“寨都”。

老杳当年有如此评价：泰景崛起是集成电路界的奇迹。泰景随着华强北山寨手机走向海外一炮打响，其客户也绝大部分在大陆的华南地区，保守估计2008年在国内的营业额应当在一亿美金之上。没有山寨就没有泰景的今天，是中国山寨产业造就了泰景的辉煌。

2008年奥运前夕，金立A10手机发布，带有模拟电视功能，带3.0英寸26万色的QVGA分辨率的触摸屏，200万像素摄像头，卖1399元。

Gionee A10可以通过这些出色的手机观看电视，而无需互联网

台湾的联发科技、上海的锐迪科微电子、美国的Newport Media、创毅视讯、北京昆天科等看到了机遇，都纷纷进入市场。2009年，竞争打击下，泰景的移动电视芯片平均销售价格从6美元锐降至0.80美元。泰景作为业内唯一供应商所享有的丰厚利润，很快烟消云散。

2010年，泰景终止了IPO。对此，老杳认为，泰景除了收入下滑之外，最关键的在于，手机模拟电视芯片属夕阳产品，华尔街投资人恐不会长期看好。

2011年，泰景分拆出售，主要业务出售给展讯。

看着他起高楼，看着他楼塌了。泰景是芯片界“一代拳王”的典型代表。

多年之后，有人问泰景曾经的高管盛伟，问到近年来最令他激动的事情时，盛伟说，是苹果的iPhone。盛伟说，我们在移动模拟电视上获得了成功，但iPhone在市场的普及说明了谁才是模拟移动电视的接班人，最终证明接班人不是数字广播电视（如中国标准CMMB），而是移动互联网。

智能手机实在是太狠了，替代了收音机、录音机、WALKMAN、电视机、照相机、DV、游戏机、电话、手表等各种消费电子设备。

CMMB手机数字电视产业：

从良好预期到崩溃，卓胜微调转枪头而成功

如上文所述，传统地面模拟电视网逐渐转向了地面数字电视网络。地面数字电视网针对的是电视机大屏幕，用户采用机顶盒或者电视机内置的接收功能。

针对手机屏幕小、移动多、计费方式不同的特点，手机数字电视标准应运而生。2006年10月24日，国家广电总局正式颁布中国移动多媒体广播（俗称手机电视）行业标准，确定采用我国自主研发的移动多媒体广播行业标准CMMB，这是基于原来广科院提出的地面数字电视标准TiMi进一步研发的。

手机电视业务利用中广传播的广播网络，通过卫星和/或地面无线发射电视和广播信号，可实现全国漫游，支持数十套电视和数十套广播节目。

如何管理和收费呢？是利用中国移动通信网络的鉴权管理系统和中广传播的用户管理系统完成对用户的认证、授权和管理，用户通过手机终端订购收看的业务。

2008年北京奥运会，第一次提供CMMB服务，得到社会各界和中外人士的一致好评。首期开通了包括北京、天津、秦皇岛、上海等全国30多个城市，开展移动多媒体广播（CMMB）的播出为奥运会服务。利用卫星S波段信号实现“天地”一体覆盖，在每个城市利用原有的电视塔来转发信号。中兴通信是最大的CMMB系统设备厂商。华为因为更倾向于支持3G的流媒体业务，所以没有参与这个项目。

CMMB手机电视推出初期，正好赶上了北京奥运会，这让CMMB火了一把。不管是定制手机、MP4，还是车载电子产品（如加载了凯立德导航的畅E行）都加入其中，纷纷推出了带有CMMB功能的设备。

2010年中三星上市的TD+CMMB手机S5680

中国移动和中广传播集团进行了全面合作，中国两大自主创新的技术TD-SCDMA和CMMB进行了深度合作，形成“CMMB手机电视”。

我清楚地记得大巴车里也布设了大屏幕的移动电视。

2009年，CMMB覆盖了337个城市。看起来很美好，但危机也逐渐暴露了出来。

老杳的博客记录了这段历史。由于对未来CMMB市场的看好，本土加海外CMMB的芯片开发商超过了20家。不过，09年TD+CMMB电视手机的销量只有不到100万部，CMMB的市场还主要集中在PMP、车载导航终端等领域，以CMMB为主要业务的芯片公司财务状况都面临巨大的挑战。

因为CMMB是中国标准，需要布设系统才能播放，所以没有海外市场。欧洲和韩国各有自己的标准，但是也没有发展起来。

时钟跨入2010和2011年之交后，仿佛一夜之间，CMMB突然沉寂了下来。

所有人都看到了智能手机的想象力。在家里通过WiFi下载影视剧后，在地铁和公交里看，成为一景。2012年，中国发放4G牌照，在线视频、小视频业务纷纷也都火爆登场。

2013年，CMMB网页停止了更新。

二三十家芯片公司投入开发CMMB芯片，都化作了水花。创毅视讯作为第一个做出CMMB芯片的公司，业已消失在历史长河里。

有一家创业公司笑到了最后，船小好掉头。2011年，卓胜微董事长许志翰看准了智能手机的主流方向，因此壮士断腕砍掉了地面数字电视、CMMB这条起家的产品线，这是一个艰难的决策。卓胜微致力于当时少人关注的智能手机GPS LNA（低噪放）芯片需求。梭哈！因为这是一个宝贵的机会窗口。起家最重要的客户三星还是之前凭借CMMB芯片实现的供应商资质。

许志翰被业界称为是芯片界创业经历最曲折的企业家。我曾请教过许志翰，是什么启发他做出如此之大的抉择。他表示，还是泰景这样完全市场化的芯片企业刺激了他：服务好全球老百姓普遍的需求才是真正大的机会。2011年，他去了几乎所有叫得出名字的山寨机公司交流，喝过的大酒也超过了之前所有的年份。智能手机集成GPS成为普遍需求，就是他在深圳寻找到的千载难逢的机遇。

卓胜微许志翰为集微网题词

他和我同年，也都是1990年读大学。

直播星机顶盒火爆：

封禁“黑锅”影响大，国科微IPO成功

2009年，有很多概念炒得火热，比如3G、地面数字电视、CMMB、IPTV等。不受关注的直播星机顶盒出乎意料地成为了2009年销售最火的行业。

彼时，在广大的农村地区，消费者还在为看到几套清晰的电视节目发愁。中星9号直播星升空带来的免费卫视节目为偏远地区农村用户带来了影音享受。

2008年汶川地震发生后不久，当地情势危急，余震不断，而此时位于四川省的西昌卫星发射中心即将迎来一次重要的发射任务，厂房内的中星9号卫星已经进入燃料加注前的准备阶段。北京时间2008年6月9日20时15分，西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，成功将“中星9号”广播电视直播卫星送入太空。

中星9号成为了中国第一颗广播电视直播卫星。中星9号是专门用于“村村通”工程的直播卫星，卫星下行波束有效覆盖整个中国疆域，面向中西部偏远地区近2亿电视人群提供卫星数字电视。采用了法国阿尔卡特宇航公司SB4100系列成熟商用卫星平台，是一颗大功率、高可靠、长寿命的电视卫星。

采用我国有自主知识产权的ABS-S技术标准，开通了4个36MHz的转发器，免费传送47套标清电视节目及47套广播节目用于“广播电视村村通”一期工程，清流播出。

“中星9号”直播卫星采用信号直接到户的传输方式，最大优点就是使用的“锅”小了，个体用户只需要通过安装使用口径较小的小锅（俗称小耳朵）和接收机就可以直接接收。

卫星直播业务得到了广大老百姓极大的认可，“户户通”业务迅猛发展。屋顶上老一代的八木天线越来越少见，锅却越来越多了。

图注：锅（天线）、高频头、机顶盒

观众对免费电视的趋之若鹜，还是使得“山寨锅”市场迅速成长。据统计，仅2009年一年，就有多达4000多万山寨锅流入市场。直播卫星地下市场给传统有线电视业务带来了巨大的冲击，在一些山寨锅“重灾区”，有线电视用户甚至减少了20—30%。

2009年12月，广电总局对中星9号进行了加密升级。

2010年1月，中星9号开始发送加密信号，正版机用户经过升级可正常收到48套电视节目，而“山寨锅”用户只能收12个频道。2010年3月，广电总局科技司发布通知，称将对中星9号直播卫星解调芯片和机顶盒进行检查。广电持续打击山寨卫星机顶盒（黑盒子、黑锅），经过五次空中升级和加密，加上对“山寨锅”生产销售企业的清剿，直播卫星地下市场得到了基本遏制。不过，直播星用户的发展也跟着放缓慢了。

2010年3月，CCBN2010中国国际广播电视信息网络展览会上，基于技术测试和行业研究需要，我找到某卫星机顶盒厂家，定了一套卫星机顶盒加天线（直径45厘米的卫星小锅），一共400元，安装费另算。不用交有线电视费，画质也够清晰，唯一不够美好的是没有中央三台，看不了“星光大道”。好景不长，因卫星直播业务对有线电视带来了巨大的冲击，国家有规定城市区域不准装直播星的小锅，我就自己拆掉了。

直播星机顶盒需求的半导体器件主要包括解调芯片、解码芯片和调谐芯片，为直播星机顶盒提供芯片的厂商包括了中天联科、上海高清、锐迪科、杭州国芯、上海澜起、北京海尔、泰合志恒、上海华亚、苏州中科、上海智迈、湖南国科微、台湾络达、日本夏普等。

和前面所述的几个故事一样，国产芯片陷入了惨烈的价格战。卫星机顶盒的价格从几百元一路跌到了100多。农村舅舅装了一个中星6号的机顶盒，以及超过1米的大锅，总价才区区200元。后来有线和网络都铺过来了，就拆掉了。

老杳记录了历史。2011年，与旧版机顶盒采用招标采购不同，新版机顶盒最大的变化在于市场机制的引进，广电部门放弃招标，只负责CA卡的发送，而机顶盒的销售完全有市场渠道负责，既避免了暗箱操作，也因为市场竞争的引进保证了机顶盒销售价格的迅速下调，最大限度让利消费者。

2017年，湖南国科微上市，直播星机顶盒芯片是其主要的业务，技术领先同行且不断升级，获得了越来越多的市场份额。芯片业“赢家通吃”是规律，为什么偏偏是地处内地的国科微？这应该和湖南的广电事业发达有关。2020年，国科微推出了第四代直播星机顶盒芯片，但是老百姓已经不怎么关注了。

2018年的报道显示：中星9号已在轨运行10年，共传输15套高清、76套标清和67套广播节目，直播卫星用户数目超过1.3亿人。

在中国特定国情下，直播星用户数在逐渐减少，主要有两个原因。一是直播卫星只允许在网络未通达的区域发展用户，但这样的区域越来越小，因为三大运营商的网络覆盖深入到了穷乡僻壤，越来越多的家庭用上了宽带。

二是智能手机带来巨大冲击。一方面，手机视频横行，使得电视机开机时间在不断下降。另一方面，通过手机投屏看电视也很方便，不少家庭已取消订阅有线电视业务，正如取消座机一样。

钢铁侠马斯克的SpaceX上天运行，让我们对卫星通信有了更多的梦想。未来的6G，将和卫星做更好的结合。可以预计，智能手机和卫星接收终端未来将会有融合。

栏目主编：王海燕 文字编辑：王海燕

来源：作者：戴辉

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