13
英特爾的改革者

 

 

1968年似乎是一個革命性的時刻。從北京到柏林,再到柏克萊,激進份子與左派份子正準備推翻既有秩序。北越的新春攻勢考驗了美國軍力的極限。但如今回顧過往,《帕羅奧圖時報》Palo Alto Times)第六版搶在世界各大報之前報導的獨家新聞,才是當年最具革命性的事件:「創辦人離開快捷,1創立自己的電子公司」。

諾伊斯與摩爾的反叛,並不像是加州東灣(East Bay)正在上演的抗議活動。當時,柏克萊的學生與黑豹黨(Black Panthers)策劃暴力反叛行動,夢想著廢除資本主義。在快捷,諾伊斯與摩爾對於沒有股票選擇權感到不滿,也厭倦了紐約總部的干預。他們的夢想不是摧毀既有的秩序,而是重塑秩序。

諾伊斯與摩爾離開快捷的速度,跟十年前他們離開蕭克利的新創企業一樣快。他們離開後共同創辦了英特爾(Intel),代表Integrated Electronics(集成電子)之意。在他們的願景中,電晶體將成為有史以來最便宜的產品,但全球消費的電晶體數量將會以兆為單位。人類將透過半導體獲得很大的力量,同時也離不開半導體。世界與美國的連結日益緊密,而美國內部的電路也正在改變。工業時代即將結束。接下來將形塑世界經濟的,是把電晶體蝕刻到矽中的專業技術。帕羅奧圖、山景城這些加州小鎮,正在轉變成新的全球權力中心。

英特爾創立兩年後,推出了第一款產品:一種名為「動態隨機存取記憶體」(DRAM)的晶片。1970年代以前,電腦通常不是使用矽晶片來記憶資料,而是使用一種名為磁芯(magnetic core)的裝置,那是一種由微小金屬環所組成的矩陣,用電線網格串在一起。一個金屬環被磁化時,它會為電腦儲存1;未磁化的金屬環則是0。把金屬環連在一起的電路網,可以打開或關閉每個金屬環的磁性,並「讀取」特定的金屬環是1、還是0。然而,記憶1與0的需求正大幅增加,那些金屬環與電路能縮小的程度有限。如果把這些組件再縮得更小,裝配工人根本無法以手工的方式把它們編在一起。隨著大家對電腦記憶體的需求激增,磁芯無法跟上2這波爆炸性的成長。

1960年代,IBM的羅伯.丹納德(Robert Dennard)這類的工程師開始想像可以比小金屬環更有效率地「記憶」的積體電路。丹納德的一頭黑髮留到耳下,髮尾呈直角往外翹,與地面平行,使他看起來像個古怪的天才。他提議把一個微型電晶體和一個電容器結合起來,變成一種微型的儲存裝置,可以充電(1)或不充電(0)。由於電容器用久會漏電,所以丹納德的想法是透過電晶體對電容器反覆充電。這種晶片稱為動態(因一再充電)隨機存取記憶體,簡稱DRAM。直到今天,這種晶片仍是電腦記憶體的核心。

DRAM晶片的運作原理與舊的磁芯記憶體一樣,借助電流來儲存1和0。但DRAM電路並不依賴線路與金屬環,而是刻在矽中,不需要手工編成,因此故障較少,又可以做得更小。諾伊斯與摩爾認為,他們的新公司英特爾可以用遠比磁芯還高的密度把DRAM放在晶片中。看一眼摩爾定律的圖就知道,只要矽谷能繼續縮小電晶體,DRAM晶片就會席捲電腦記憶體產業。

英特爾打算主宰DRAM晶片事業。記憶體晶片不需要專門設計,因此相同設計的晶片可用於許多不同類型的設備,這使得量產變得可能。相反的,另一種主要類型的晶片(負責「運算」,而非「記憶」)是專門為每種設備設計的,因為每種設備的運算問題都不一樣。例如,計算機的運作與導彈的導引系統不同,因此1970年代以前,它們是使用不同類型的邏輯晶片。這種專業化推高了成本,所以英特爾決定把重點放在記憶體晶片上,靠量產創造規模經濟。

然而,諾伊斯永遠無法抗拒工程難題。雖然他剛募集了數百萬美元,承諾他的新公司將生產記憶體晶片,但他很快又被說服,增設了一條生產線。1969年,日本計算機公司Busicom找上諾伊斯,請英特爾為其最新的計算機設計一套複雜的電路。手持計算機相當於1970年代的iPhone,這項產品使用最先進的運算技術來壓低價格,讓大眾可以隨身攜帶一個功能強大的塑膠裝置。許多日本公司製造計算機,但他們常依賴矽谷來設計及製造晶片。

諾伊斯請泰德.霍夫(Ted Hoff)處理Busicom的要求。霍夫是說話溫和的工程師,加入英特爾以前是從事神經網絡的學術研究。英特爾的員工大多是物理學家或化學家,他們把焦點放在晶片上穿梭的電子。霍夫與他們不同,他在電腦架構方面的背景,讓他能從半導體驅動的系統面3來看半導體。Busicom告訴霍夫,他們需要12個不同的晶片,總計有2.4萬個電晶體,這些晶片要按照他們的設計來排列。霍夫認為這對英特爾這種小新創公司來說太複雜了。

他思考Busicom的計算機時,意識到電腦面臨著客製化邏輯電路與客製化軟體之間的權衡。由於晶片製造是客製化業務,為每台設備提供專門的電路,客戶不會認真考慮軟體。然而,英特爾在記憶體晶片方面的進步,再加上記憶體晶片隨著時間的推移可望加倍成長,這表示電腦很快就會有處理複雜軟體所需的記憶體容量。霍夫因此認為,設計一種標準化的邏輯晶片,搭配一個功能強大的記憶體晶片,內建不同類型的軟體程式設計,就可以計算許多不同的東西,而且這種設計很快就會變得更便宜。畢竟,霍夫很清楚沒有人製造的記憶體晶片4比英特爾的更強大。

英特爾不是第一家考慮生產通用邏輯晶片的公司。有一家國防承包商為F-14戰鬥機上的電腦所生產的晶片,跟英特爾的晶片很像。然而,那種晶片的存在一直保密到1990年代才揭露。英特爾推出一款名為4004的晶片,並形容那是世界第一款微處理器——就像英特爾在廣告中所說的,「晶片上的可程式化微處理器」。它可以應用在許多不同類型的設備上,並在運算界5掀起一場革命。

1972年,諾伊斯在父母結婚50週年的紀念派對上,打斷了慶祝活動,舉起一塊矽晶圓,對家人宣布:「6這將改變世界。」現在,通用邏輯晶片可以量產了。電腦業已經為自己的工業革命做好準備,而英特爾擁有世界上最先進的裝配線。

加州理工學院的卡弗.米德教授(Carver Mead)是最瞭解量產的運算力將如何改變社會的人。米德雙眼銳利,蓄著山羊鬍,看起來比較像柏克萊的哲學家,而不是電子工程師。快捷創立不久的某一天,摩爾造訪米德在加州理工學院的辦公室,他拿出一隻襪子,裡面7裝滿了Raytheon 2N706電晶體。摩爾把那些電晶體送給米德,讓他在電機工程課上使用。兩人很快就變成朋友,摩爾也聘請充滿遠見的米德來當顧問。多年來的每個星期三,米德都在英特爾的矽谷設施中度過。摩爾首度在1965年那篇著名的文章中描繪電晶體密度將呈指數型成長,但「摩爾定律」這個詞是米德創造出來描述那個現象的術語。

「在接下來的十年,」米德在1972年時預測:「社會的各方面都會出現某種程度的自動化。」他想像,隨著這些矽晶片的普及與平價化,「我們的電話、洗衣機或汽車內部的深處都會有一台微型電腦」。米德計算:「過去200年間,我們製造商品的能力以及人的移動能力提高了100倍。但在過去的20年間,我們處理及擷取資訊的速度增加了100萬到1000萬倍,」資料處理的革命性爆發即將來臨,「我們將有8無窮的運算力。」

米德預言了一場對社會與政治都影響深遠的革命。在這個新世界,能產出運算力並運用軟體來操縱運算力的人,將擁有影響力。矽谷的半導體工程師擁有專業知識、人脈網絡,以及股票選擇權,這讓他們能夠制定未來的規則——而其他人都必須遵守那些規則。工業社會逐漸式微,取而代之的是數位世界。無數的晶片遍及社會各角落,儲存及處理著1與0。科技大亨的時代來臨了。「社會的命運懸而未決,」米德宣稱:「催化劑就是微電子技術,以及它在愈來愈小的空間裡塞入愈來愈多元件的能力。」不在這個產業的局外人依稀感受到世界正在改變,但英特爾的領導者知道,如果他們能夠大幅擴大可用的運算力,顛覆性的改變就會發生。1973年,摩爾說道:「我們才是真正的改革者,幾年前那些留著長髮與鬍子、9破壞學校的小伙子才不是。」