牧本浪潮

　　牧本1959年畢業(yè)于東京大學(xué)，1966年獲美國(guó)斯坦福大學(xué)碩士學(xué)位，1971年又獲東京大學(xué)博士學(xué)位。1959年~1999年在日立公司半導(dǎo)體部門(mén)工作，曾領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)發(fā)高速CMOS器件，90年代還領(lǐng)導(dǎo)了高密度DRAM和RISC處理器的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，歷任各種技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)，1997年升任執(zhí)行董事。2000年加入索尼公司任高級(jí)執(zhí)行副總裁，2001年改任公司顧問(wèn)迄今。

　　上世紀(jì)80年代末牧本發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)定制化和標(biāo)準(zhǔn)化每10年周期性輪換一次的特性，被英國(guó)《電子學(xué)周刊》稱(chēng)為“牧本浪潮”，在這基礎(chǔ)上1995年與人合作寫(xiě)了“Living with the chip”(《與芯片一道生活》)一書(shū)，1997年又合作出版了“Digital Nomad”(《數(shù)字流浪者》)一書(shū)。

　　為獎(jiǎng)勵(lì)他對(duì)半導(dǎo)體業(yè)的特殊貢獻(xiàn)，2004年Semico Research 授予牧本Bellwether獎(jiǎng)。

　　上世紀(jì)80年代初美國(guó)科學(xué)預(yù)言家托夫勒的《第三次浪潮》(The Third Wave)一書(shū)，在中國(guó)掀起了一股電子科技革命的浪潮。媒體宣傳，官員報(bào)告，專(zhuān)家論述，很是熱鬧了一陣子。

　　牧本次生(Tsugio Makimoto)博士現(xiàn)任日本Sony公司顧問(wèn)，上世紀(jì)80年代當(dāng)他研究半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展時(shí)，對(duì)其歷史進(jìn)程進(jìn)行了深入的研究分析，發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)品技術(shù)有一個(gè)循環(huán)往復(fù)的變化規(guī)律，長(zhǎng)期以來(lái)，半導(dǎo)體芯片技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)化(Standardization)和定制化(Customization)之間大約每

　　近年來(lái)，人們觀察到在半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)中，無(wú)論是科研還是經(jīng)營(yíng)領(lǐng)域都呈現(xiàn)出一種走向現(xiàn)場(chǎng)可編程技術(shù)(field programmable technologies)的強(qiáng)烈趨勢(shì)?，F(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)電路的銷(xiāo)售已經(jīng)超越了傳統(tǒng)的門(mén)陣列(GA),市場(chǎng)上還正涌現(xiàn)出各種各樣的可重配置(reconfigurable)的器件。在從以PC為中心的市場(chǎng)向以消費(fèi)電子為中心的大轉(zhuǎn)移中，“上市時(shí)間”(time to market)至關(guān)重要，上述趨勢(shì)就更加凸顯出來(lái)?，F(xiàn)場(chǎng)可編程技術(shù)的特性可歸納成一句話：“生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化和應(yīng)用的定制化”(“Standardized in manufacturing but customized in application”)。牧本在1987年預(yù)測(cè)，1997年~2007年10年間現(xiàn)場(chǎng)可編程技術(shù)將成為業(yè)界發(fā)展熱點(diǎn)。這一預(yù)測(cè)正是牧本仔細(xì)研究芯片工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和定制化10年一輪流循環(huán)發(fā)展的成果。

　　自1947年晶體管誕生，經(jīng)過(guò)一段培育時(shí)期于50年代末開(kāi)始了半導(dǎo)體器件的商業(yè)化。在半導(dǎo)體幾十年的發(fā)展過(guò)程中，新技術(shù)不斷登場(chǎng)，也在標(biāo)準(zhǔn)化取向和定制化取向之間反復(fù)輪流變化。

半導(dǎo)體黎明時(shí)期(1947~1957)

　　這10年可稱(chēng)為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的培育期。雖然1947年Bell研究所的Shockley,Brattain和Bardeen發(fā)明了點(diǎn)接觸晶體管，但它不能大量生產(chǎn)，因而1950年和1955年又分別研制了可投入批量生產(chǎn)的合金結(jié)晶體管和臺(tái)面晶體管。

晶體管時(shí)代(1957~1967)

　　其間晶體管市場(chǎng)起飛，由于絕大多數(shù)晶體管分立器件是標(biāo)準(zhǔn)化和可以互換的，出現(xiàn)了第一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)化”周期。

IC/LSI時(shí)代(1967~1977)

　　1958年TI公司的Jack Kilby(以及1959年Fairchild公司的Robert Noyce)發(fā)明了IC芯片。它也是經(jīng)過(guò)了幾年的培育而于1967年開(kāi)始發(fā)力搶市。這期間集成電路是為專(zhuān)門(mén)的應(yīng)用如電子計(jì)算器量身定制的，從而開(kāi)啟了第一個(gè)“定制化”周期。

MPU/存儲(chǔ)器時(shí)代(1977~1987)

　　“定制化”降低了產(chǎn)品的經(jīng)營(yíng)效率(operating efficiency),Intel公司微處理器的發(fā)明并于1971年上市，把MPU和存儲(chǔ)器的特性相結(jié)合帶來(lái)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性，開(kāi)創(chuàng)了第二個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)化”周期。

ASIC時(shí)代(1987~1997)

　　標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品存在的一大問(wèn)題是引起市場(chǎng)供求的不平衡，“硅周期”(silicon cycle)產(chǎn)生的原因即在于此。ASIC(專(zhuān)用集成電路)迎時(shí)而起，引向了第二個(gè)“定制化”周期。ASIC的興起得益于設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具的開(kāi)發(fā)成功，使專(zhuān)用產(chǎn)品成為可行。

現(xiàn)場(chǎng)可編程時(shí)代(1997~2007)

　　這一時(shí)期市場(chǎng)上的主導(dǎo)電子產(chǎn)品逐漸從PC轉(zhuǎn)向數(shù)字消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品，市場(chǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，特別要求縮短產(chǎn)品的上市時(shí)間。現(xiàn)場(chǎng)可編程產(chǎn)品正是在適應(yīng)這樣要求而出現(xiàn)的產(chǎn)品，它經(jīng)過(guò)了大約10年的市場(chǎng)培育期，終于超過(guò)了門(mén)陣列電路，開(kāi)始了第一輪的“標(biāo)準(zhǔn)化”周期?，F(xiàn)場(chǎng)可編程技術(shù)將使電子產(chǎn)品更加便于設(shè)計(jì)，進(jìn)一步走向豐富，從而改善人類(lèi)的社會(huì)生活環(huán)境。

　　現(xiàn)場(chǎng)可編程電路有多種產(chǎn)品，有的已經(jīng)上市，有的還在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)。目前基于SRAM的FPGA由于它的靈活結(jié)構(gòu)而占有最大的市場(chǎng)份額。展望未來(lái)，非易失RAM將發(fā)揮重要的作用。

　　1998年問(wèn)世的ASSP(專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)嵌入了可編程邏輯而提高了應(yīng)用的靈活性，成為另一發(fā)展大趨勢(shì)。

下一波浪潮

　　牧本認(rèn)為，從2007年開(kāi)始的10年，將是建立在可編程性基礎(chǔ)上的新一波，自動(dòng)化SoC(系統(tǒng)芯片)和SiP(封裝系統(tǒng))新技術(shù)將相繼推出。它們都將采用無(wú)掩膜技術(shù)、預(yù)告確定設(shè)計(jì)部件的技術(shù)規(guī)格、通過(guò)超級(jí)互聯(lián)和綜合電子工藝制作而成，但現(xiàn)場(chǎng)可編程特性仍然是其關(guān)鍵一環(huán)。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)之?dāng)[

　　半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)化和定制化之間來(lái)回?cái)[動(dòng)，我們?cè)O(shè)想是有一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的擺在來(lái)回?cái)[動(dòng)，因而稱(chēng)之為“半導(dǎo)體之?dāng)[”(Semiconductor Pendulum)。如圖2所示，有作用力和反作用力兩力量推動(dòng)著擺的來(lái)回?cái)[動(dòng)，當(dāng)擺向著標(biāo)準(zhǔn)化擺得過(guò)大時(shí)，就會(huì)有些反作用力諸如差別化的要求、增值的需求、供需不平衡造成的市場(chǎng)混亂等將擺推回來(lái)。另一方面，當(dāng)擺向著定制化擺是得過(guò)大時(shí)，就又會(huì)有一些反作用力包括更佳經(jīng)營(yíng)效率、改進(jìn)成本效益、更快上市時(shí)間等力量再把擺推回來(lái)。

　　不同的半導(dǎo)體技術(shù)都對(duì)擺發(fā)生作用。例如，微處理器發(fā)明自1977年將擺推向標(biāo)準(zhǔn)化，力量源泉來(lái)自器件結(jié)構(gòu)的發(fā)明和軟件的開(kāi)發(fā)。又如，1987年設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步，再把擺推回到定制化。當(dāng)前，正是現(xiàn)場(chǎng)可編程技術(shù)這種器件結(jié)構(gòu)的革新，從1997年開(kāi)始，又一次將擺推向標(biāo)準(zhǔn)化。這樣，來(lái)回的擺動(dòng)，促使半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)循環(huán)往復(fù)，不斷發(fā)展進(jìn)步。

市場(chǎng)結(jié)構(gòu)變化

　　電子產(chǎn)品市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的變化，也對(duì)牧本浪潮產(chǎn)生影響。圖3告訴我們，過(guò)去20年來(lái)PC是半導(dǎo)體芯片工業(yè)的主要驅(qū)動(dòng)力量，但現(xiàn)在我們看到了一股新的驅(qū)動(dòng)力量，那就是包括數(shù)字化手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字電視、數(shù)字游戲機(jī)等等的“數(shù)字化消費(fèi)類(lèi)電子(DC-Digital  Consumer),稱(chēng)為第二次數(shù)字化革命。

　　數(shù)字化消費(fèi)電子市場(chǎng)的特性包括產(chǎn)品壽命周期激烈變化，快速上市極端重要，以及產(chǎn)品的細(xì)分化和個(gè)人化等?，F(xiàn)場(chǎng)可編程技術(shù)適應(yīng)第二次數(shù)字化革命的需要，發(fā)揮了巨大作用，將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)推進(jìn)了又一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化周期。