【国信海外】科技周期探索之二：1956-1974 年：从晶体管到集成电路

报告发布日期： 2024年7月7日

报告名称： 《科技周期探索之二 1956-1974 年：从晶体管到集成电路 》

证券分析师： 王学恒

证券投资咨询执业资格证书编码： S0980514030002

在本篇报告中，我们将回顾1957-1974年的科技发展，以承接上一篇报告《1920-1956年，理论与发明的黄金岁月》，我们将这一时期称为“从晶体管到集成电路”时期。

这一时期是信息技术的飞跃期。

伴随着晶体管的普及，电子行业发展突飞猛进。电子器件小型化、耐用化与成本低廉化，推动了家用电器的普及，提升了人们的生活质量；

日本抓住了半导体产业链变革的机会，在国内迅速培养一批具有创新能力的企业，它们为后续日本在家电、电子、汽车行业的快速赶上美国甚至到全球领先打下了基础；

由于个人计算机此时尚未出现，IBM凭借着大型机的技术优势独步天下，以至于有了“IBM和七个小矮人”的说法，七个小矮人则是指Burroughs、UNIVAC、NCR、Control Data、Honeywell、通用电子和RCA七家公司。因此，这一时期也可称作大型机时代；

这一时期，全球延续二战后美苏争霸格局，大量的国防投入使得美国大企业受益良多，而中小企业还在萌芽中。今天硅谷的诸多耳熟能详的公司当时尚未成立，因此市场不断在“龙头”中自我强化，最终走出了“漂亮50”（Nifty Fifty）行情；

从历史角度看，大规模集成电路的出现，不仅强化了晶体管对于电子管的优势，而且使得人类将进入一个更加辉煌的长期、稳定的技术发展期，“摩尔定律”由此诞生。

因此，这一时期也是“承前启后”期：“承前”是对电子管时代的颠覆式创新，“启后”是对个人计算机时代的过渡准备期。

晶体管的普及与电子、家电行业的腾飞

贝尔实验室的晶体管授权

1947年，肖克利、巴顿和布拉顿成功地在贝尔实验室制造出第一个晶体管，在此后的5年里，贝尔实验室逐渐把这种设备发展到渗透至主流经济的阶段，而且这种技术已经不再由AT&T公司一家垄断，出于对监管的担忧（AT&T由于当时核心技术较多，与反垄断监管的争斗贯穿了整个20世纪），贝尔实验室决定开放授权。

1952年4月，40家各自支付了25000美元专利授权费的公司参加了9天的晶体管技术研讨会，会议议程包括访问美国西部电气公司（Western Electric）在宾夕法尼亚州阿伦敦的超现代化晶体管制造工厂。参会代表公司包括通用电气（GE）和美国无线电公司（RCA）这样的巨头，也有当时还是小公司的德州仪器（TI）和索尼（SONY）。

1954年11月，德州仪器和IDEA合作开发全球第一个PN结锗晶体管收音机—Regency TR-1，这款Regency收音机的大小相当于一盒索引卡片，它的内部含有四个晶体管，售价为49.95美元。它最初的一个卖点是作为安全避难的工具，因为当时苏联已经成功研制出原子弹。在冷战的背景下，“在遭遇敌人袭击的时候，Regency TR-1将会是您最有价值的财产之一”成了它的第一版用户手册中的内容。

不过这款收音机很快就成为消费者追捧的产品和青少年的最爱：它酷似iPod的塑料外壳有四种不同的颜色：黑色、象牙白、橘红色和灰色。它在一年之内总共售出了10万台，成为历史上最受欢迎的新产品之一。

索尼公司（当时叫“东京通信工业”）的录音机制造部部长岩间和夫访问西部电气时，被要求不准拍照也不准记笔记。这种情况下，岩间和夫只能白天在实验室里，逮住一个个美国工程师就问个不停，晚上回酒店后把交流内容记录下来，凭借记忆画成素描，整理起来寄回日本。通过这种方式，岩间和夫在4年里积攒了整整256页手稿，每一页都有详细的生产流程说明和解释标注，即著名的《岩间报告》。靠这些手稿，索尼在岩间和夫回国的前一周，成功制造出了晶体管，这是索尼崛起的契机，也是日本半导体工业的开端。

1955年8月，索尼公司推出手提式晶体管收音机，名字叫“TR-55”。重量只有同性能真空管收音机（老一代人称之为“电匣子”）的五分之一，价格只有三分之一，内装五个晶体管，可收听多个调幅频道，只要有电池，就可以手提到处走。由于它轻巧、便宜、实用，很快在日本大卖，接着销遍全世界。TR-55的成功，改写了日本制造的海外印象，日本产品逐渐摆脱劣质的标签，成为高质量精良的代名词。

晶体管收音机的普及，只是家用电器快速普及的一个缩影，20世纪50年代后半期开始，被日本人称为“三神器”的 黑白电视机、洗衣机和电冰箱 得到迅速普及，从1957年开始，黑白电视机、洗衣机、电冰箱的普及率分别是20.2%、2.8%、7.8%，到了1963年，分别达到了66.4%，39.1%和88.7%。

值得注意的是，黑白电视机的元器件相较电冰箱（主要是一个压缩机）与洗衣机（主要是一个电机）相比更多，因此晶体管的出现使得它的性价比变化得也是最大，图中红色的部分显示，黑白电视机的普及率上升得最为陡峭。

黑白电视机从1957年开始计算，只用了4年的时间普及率就超过了50%，洗衣机虽然也用了4年但是因为其初始基数较高，而冰箱用了8年；如果按照普及率超过90%计算，黑白电视机用了8年，洗衣机用了13年以上，冰箱用了14年以上。

从宏观角度观察，日本从1954年12月开始进入到了“神武景气”时期（1954年12月至1957年6月，历时31个月），以及到1961年12月截止的“岩户景气”时期（1958年7月至1961年12月，历时42个月），虽然有很多解读人口成长快速，城镇化水平提高，国际环境好，货币政策宽松......但我们认为很大程度上是因为晶体管的技术革命带来了需求的集中释放。

除了黑白电视、洗衣机、冰箱，还有吸尘器、照相机、摩托车等大件的普及率快速提升，日本人口在60年代末就超过了9000万，70年代超过了1亿人，在如此巨大的市场下，呈现的情况是：企业上下游都积极扩产寻找机会，而市场需求旺盛，取得回报的企业又继续投入提升技术与产能。在此时期东芝、日本电气公司（NEC）等公司纷纷加入了晶体管产业，为此后的半导体产业链打下了基础。1959年，日本晶体管销量达成世界第一，产量追平美国。

进入到奥运景气（1962年11月至1964年10月，历时24个月）和伊弉诺景气(1965年11月至1970年7月，历时57个月)时期之后，“三神器”则被新三大件（日本人称为“3C”）所替代，分别是空调、彩色电视机与汽车。从1965年开始计算，三者的普及率只有2.0%、0%、9.2%，到了1975年，分别达到了17.2%，90.3%和41.2%。

很多日本人都对“昭和三十年代”（1955-1965）怀有浓厚的乡愁，住宅小区的两居室里，一家人围桌而坐，看着黑白电视，其乐融融。很大程度上，它代表了近代家电迅速进入家庭的十年，这也是人们感受生活水平快速变化的时期。哪怕推至到现在，家庭里除了多上计算机和智能手机，很多家电并未比那个时期产生本质的变化。

于是，我们反过来说，是因为技术的进步，使得空调、彩色电视、汽车的普及，使得经济充满了需求活力。在这个过程里，又是彩色电视的渗透率上升的更为陡峭（所以电视机称为黑电，即沿着摩尔定律发展的产品）。而等到新三大件快速普及之后，也就是70年代，日本的经济增速明显下了个台阶，企业不得不走出国门，争取以这些产品的出口作为新的增长点。

渗透率（普及率）曲线的讨论

我们这里先讨论一下渗透率曲线。

我们可以把新产品的销量曲线粗略模型化为高斯曲线，因为在大众认知到购买行为符合高斯分布。图7是产品销量曲线的一个示例，这里纵坐标代表销量，横坐标代表周期间隔，不必在意图中的具体数字，它只是个示意。普及率则是另外一个概念，因为产品买回来可以用几年甚至更长的时间，所以普及率等于过去数个周期里的产品销量的总和去除以基准人口，一般用百分比表示。

第一个问题：我们想知道，在观察到产品渗透率到什么水平，可以看好该产品？

由于一个产品不见得推出就会必然成功，在早期市场调研的时候，可能它满足部分人群的需求，但是大规模推广之后，可能遇到诸多的问题：比如技术不够先进（例如电子书阅读器与iPad比较，传呼机被手机替代），价格过高（早期的铱星电话），功能的定位不够普适（比如电动轮椅）等等，因此美国学者Geoffrey A. Moore就在《跨越裂谷》（Crossing the Chasm: Marketing and Selling High-Tech Products to Mainstream Customers）一书中提出了在新经济环境下的产品生命周期的新理论，即裂谷理论。

裂谷理论提及产品在发展初期面临着一个发展裂谷。这个裂谷的影响着产品在市场发展中的生死存亡：跨越了裂谷，产品才有可能得到规模发展的机会，而这个裂谷大约出现在16%的渗透率之前。

我们发现，在渗透率曲线中，环比的变化在渗透率16%处达到峰值，也就是说，这里的变化量最大。 因此，我们将16%的渗透率作为二级市场产业投资的切入时间。 当然，这个渗透率在实战时并没有理论来得那么简单，包括就连渗透率的定义也没有想象的那么简单，在这里我们先不展开，未来结合具体案例再详细分析。

第二个问题：能不能再早一点就投入？

如果怕错过机会，能不能看到新产品出现，或者只有少部分人使用，就投资到该产业？

我们的回答是：对于一级市场的投资人，那是他们的专业，是可以的。

但是二级市场分情况，大部分时候不需要如此。根据我们的观察，一般耐用消费品例如电视、空调、冰箱、洗衣机、随身听、电脑、手机......这些都不需要“抢跑”。因为更早的投入代表更大的风险，更大的风险就代表着可能的更低的综合回报率。很多人事后观察历史，总会说：“如果我早一点投资这个公司，这个赛道，这个行业，这个国家...多好啊！”但本系列报告会给你举出无数个例子来证明这并不容易。比如腾讯的创始人，谷歌的创始人都曾经想特别低的价格把公司卖掉，请问如果创始人当时都不看好自己，作为外部投资人如何对公司比他们自己还有信心？

但是如果是大宗消费品，实际上目前观察到的案例只是汽车与房屋，可能不需要等到16%的渗透率介入，可以提前。原因是大宗消费品产业链更长，产值更大，因此可以更早期就体现出巨大的经济价值。

第三个问题：什么时候卖出？

买的好不如卖的好，一个浪潮的来到，总会伴随着很大的机会，如果遇到了科技泡沫，涨幅几十倍的公司就会多大几十上百只股票。有大量的在大浪潮里只赚了一点点就铩羽而归的例子，这种体验比错过甚至更令人惋惜。

新产品在增长放缓之后，估值往往回落的更快。从产品曲线上看，到了50%的渗透率之后，新产品的增长率将回落至0%，那么结论是至少在渗透率达到50%之前就应该卖出，究竟多少合适呢？

根据我们的观察，这个数值大约在40-45%之间。这是一个观测值，依赖于历史数据的检验，并没有太多的理论支持。

此外，选择在这个时机卖出，并非该公司或者行业不能长期持有，比如苹果公司，在智能手机渗透率过了50%之后不是也依然在创新高吗？这里提及的卖出主要考虑是股票可能经历了几年上涨之后，往往透支了未来。

但那些价值逐渐回归之后的优秀公司依然可以长期持有。哪怕是低速增长的公司，只要具备良好的行业格局与较高的ROE，配合合理的估值，依然可以有长期的、令人满意的回报。

半导体对日本1955-1970年经济的拉动功不可没

让我们结合渗透率曲线来分析日本的案例：

1、“三神器”中的两件，洗衣机，黑白电视机于1959年普及率过了16%，我们看到日本GDP明显在1959年有个加速的过程，达到了样本时间（1956-1990年）的最高峰；

2、“三神器”中的三件，于1965年普及率均过了50%，代表初代产品销售红利过去，所以经济在需求层面上缺乏拉动，1965年GDP增速跌落至5.7%；我们之所以如此对比思考，是因为当时三神器在家庭生活中是个从无到有的过程，它们对终端需求的拉动效应是巨大的，而且产品还能撬动上游的电子、化工等诸多相关产业，且彼时的日本GDP构成内需和投资占主导，出口占比并不高；

3、待到“3C”时代，尤其是汽车的普及率1966年达到10%之后（上文提及，汽车的渗透率可以更早，我们观察10%就要重视），日本GDP明显回升并在1969年达到了一个较高的水平。之后随着日本逐渐形成出口导向的能力，加之汽车的普及率超过50%之后（1978年），其经济增速开始越来越多地受到外部环境的影响，加之70年代的两次能源危机，使得其GDP下了个台阶。

从三神器到3C这样的重要产品的发展历程，往大了说在该国经济上留下浓重的印记，中则影响行业的中观表现，小则影响公司的财务表现。而这些影响落到股票市场中，也是分析经济周期方向与强度的重要线索。

从1954年12月的“神武景气”开始，到1970年7月的“伊弉诺景气”结束，15年的时间里日本经历了四个景气，这大约对应了4个基钦周期（平均一个基钦周期43个月左右，4个基钦周期大约14-15年）。

从GDP的分解上，这段时间日本的GDP增速高达8.81%，其中劳动相对贡献占比21%，资本相对贡献占比23.8%，而技术进步高达55.2%，技术进步是主导力量。

因此，将日本的“四个景气”归结为其抓住了贝尔实验室晶体管授权机遇（1952年），在国内通过技术进步推动了“三神器”与“3C”的快速普及一点也不为过。

在这个时期，许多今天知名的日本企业开始崛起，并在股市上表现出色。丰田汽车、索尼、松下、日立和NTT等公司，都在这一时期快速发展，并成为全球知名品牌。

而美国这段时间走的路与日本并不完全一致：由于美国在与苏联角逐太空计划，国防部的大笔开支使得美国企业把很多精力放在军工订单上而相对忽视了民用的发展，或者说日本是举国之力办民用，而美国企业则分散了力量，因为军工订单能够带来更高的利润。例如，1966年全美有2623台计算机，其中1967台为国防部所有。这导致了晶体管授权方的美国反倒是不如被授权的日本，日本在家电、半导体的存储等环节更有竞争力，这种差异在70-80年代变得越发明显。

大规模集成电路时代的到来

肖克利半导体与仙童半导体

肖克利对美国半导体发展影响巨大。他在加利福尼亚州长大并于1932年本科毕业于加州理工学院，1936年他获得了麻省理工学院博士学位。1936-1955年期间他在贝尔实验室工作，曾任晶体管物理部主任。1938年获第一个专利“电子倍增放电器”，1947年联合发明了晶体管，1951年成为美国国家科学院院士，1956年与巴丁和布拉顿共同获得诺贝尔物理学奖。

1955年，他在加州创立了“肖克利实验室股份有限公司”，聘用了很多年轻人才。但是肖克利大家长式的管理方式使得青年才俊们很难接受，这很快引起了内部矛盾的激化。当时八名主要员工（肖克利称之为“八叛逆”）于1957年集体跳槽成立了仙童半导体公司，不久后开发了第一块集成电路，而肖克利实验室则每况愈下，两次被转卖后于1968年永久关闭。

“八叛逆”包括：罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce）、戈登·摩尔（Gordon Moore）、朱利亚斯·布兰克（Julius Blank）、尤金·克莱尔（Eugene Kleiner）、金·赫尔尼（Jean Hoerni）、杰·拉斯特（Jay Last）、谢尔顿·罗伯茨（Sheldon Roberts）和维克多·格里尼克（Victor Grinich）八位半导体工程师暨科学家。

虽然肖克利半导体公司最终没能成为像Intel那样叱咤风云的半导体巨头，但是它客观上成为硅谷半导体的布道者，把东部贝尔实验室的理论积累传播到了西部的公司实践中。

仙童半导体名字的来历是因为“八叛逆”融资时找到了仙童纽约的摄影器材公司的投资，因此公司以投资方仙童（Fairchild）名字命名。

仙童的贡献之一是以硅来取代传统的锗材料，这是肖克利不重视的地方。1958年1月，IBM公司给了他们第一张订单，订购100个硅晶体管，用于该公司电脑的存储器。到1958年底，仙童已经拥有50万美元销售额和100名员工，依靠技术创新的优势，一举成为硅谷成长最快的公司。

1959年2月，德克萨斯仪器公司(TI)工程师基尔比申请第一个集成电路发明专利，1959年7月30日，仙童也向美国专利局申请了专利。为争夺集成电路的发明权，两家公司开始旷日持久的争执。1966年，基尔比和诺依斯同时被富兰克林学会授予"巴兰丁"奖章，基尔比被誉为"第一块集成电路的发明家"，而诺依斯被誉为"提出了适合于工业生产的集成电路理论"的人。1969年，法院最后的判决下达，也从法律上实际承认了集成电路是一项共同的发明。所以，仙童的第二个贡献是集成电路的产业化。

60年代的仙童半导体公司进入了它的黄金时期，到1967年，公司营业额已接近2亿美元，在当时可以说是天文数字。据那一年进入该公司的虞有澄博士(现英特尔公司华裔副总裁)回忆说："进入仙童公司，就等于跨进了硅谷半导体工业的大门。"然而，也就是在这一时期，仙童公司也开始孕育着危机。母公司总经理不断把利润转移到东海岸，去支持仙童摄影器材公司的业绩。

在目睹了母公司的不公平之后，"八叛逆"中的赫尔尼、罗伯茨和克莱尔首先出走，成立了阿内尔科公司。随后"八叛逆"另一成员格拉斯也带着几个人脱离仙童创办西格奈蒂克斯半导体公司。从此，纷纷涌进仙童的大批人才精英，又纷纷辞职创业。结果人才离仙童而去，最终仙童的斯波克出任国家半导体的CEO，将其打造成全球第六大半导体厂商，仙童半导体公司销售部主任桑德斯则创立了AMD，而诺依斯和摩尔则创立了英特尔。

在1961 年到1972 年之间，至少有60 家半导体公司在圣塔克拉拉谷成立，其中许多是前仙童半导体的工程师和管理人员所创办。在1969年，森尼维尔举行的一次半导体工程师大会上，400位与会者中，未曾在仙童公司工作过的还不到24人！

客观的说，仙童“燃烧了自己，照亮了硅谷”。但仙童的失败是一个典型的外行领导内行的案例，未来类似的案例还有很多，由于科技变化太快，对技术和产业趋势敏感的创始人都还会犯错，而外行来掌管公司几乎注定是个噩梦。

摩尔定律的提出

1965年，仙童半导体公司创始人之一戈登·摩尔发表了后来被人熟知的摩尔定律（刊登在1965年4月的电子杂志上，原文《让集成电路填满更多元件》）。

文章中，他写道：“集成电路将带来一系列奇迹，比如家用计算机（或者至少是与中央计算机相连的终端）、汽车的自动控制系统，还有便携式个人通信设备。”回头看这是非常有远见卓识的判断，因为1965年的集成电路应用场景还不如今天这样丰富。

更重要的是，他指出芯片中晶体管的数量每年会翻番，半导体的性能与容量将以指数式增长，这就是摩尔定律的雏形，到了1975年，摩尔修正了该定律为：每隔24个月晶体管的数量将翻番，而后他的同事戴维·豪斯又对其进行了进一步修正将这个时间稳定在了18个月。这就是我们今天熟知的摩尔定律：

芯片上所集成的晶体管数量每18个月就翻番；

或者说，芯片性能每18个月提高一倍；

或者说，相同性能的芯片，每18个月价格减半；

摩尔定律的提出对科技产业带来了深远的影响。

企业会按照摩尔定律指示的时间进行研发、投资、排产，而中间虽有磕磕绊绊，但却是从半导体诞生以来最为靠谱与稳定的预测定律。现实主义者经常质疑摩尔定律，但是乐观主义者，例如库兹韦尔则认为：算力的指数进步才是永恒的规律，技术可以用各种可能的方式去实现它。

集成电路的发展

1957年贝尔实验室一位高管为纪念晶体管诞生10周年发表了一篇论文，提出：随着电路上元件数量的增加，连接数量也会增加，而且增速要快得多。举例而言，如果一个系统有1万个元件，就要求电路板上有10万条乃至更多细小的连线，而这些连线一般都要手工焊接，一旦发生虚焊，就会引发故障，这显然不是一种可靠的生产工艺。

集成电路（integrated circuit），缩写为“IC”。由于发展了多年，现代人已经把“集成”二字省略，直接称之为芯片。但在60-70年代，它则经历了从小型集成电路（SSI）到超大规模集成电路（VLSI）的过程。其中的定义如下：

1956年，贝尔实验室正式公布了光刻、扩散技术和氧化层掩膜技术。1960年，光刻技术出现。1961年，美国GCA公司制造出了第一台光刻机，随后美国Kasper公司、P&E公司先后推出对齐式、投影式光刻产品，日本尼康和佳能公司则是在60年代末70年代初开始涉足光刻机市场。光刻机的出现给集成电路的制造提供了保障。

1963年，仙童半导体发明了CMOS电路。1966年，美国无线电（RCA）公司研制出第一块门阵列（50门），IBM基于MOS工艺发明了DRAM存储器，也就是后来的内存。

这一时期诞生了一系列后世重量级的半导体公司：1965年，ANALOG成立；1967年，应用材料成立；1968年，英特尔成立；1969年，AMD成立，STK成立，法国半导体与汤姆逊半导体合并的新公司Sescosem成立。

1969年英特尔推出的C3101芯片是公司的第一款产品，它不是CPU，而是一个4位的内存，容量64bits，即8个字节。

1968年原IBM、摩托罗拉和仙童半导体的工程师在办了先进存储系统公司，他们在1969年推出了第一个1KB容量的DRAM。仙童公司的李·鲍瑟尔于1969年创建了四相系统公司，制造1KB和2KB的DRAM ，1970年，英特尔公司推出了容量1KB的DRAM C1103，正式涉足内存领域。

在DRAM之前，半导体公司主要靠为用户定制集成电路，它们的市场空间不大但利润不错。而DRAM是通用器件，很快就成了大众商品。尽管生产中有很大困难，英特尔依然坚持大量出货DRAM。摩尔认为，芯片使用上的困难，反过来说也是好处，因为这种芯片需要很多工程上的支持，工程师们知道，在项目中采用这种芯片，他们就不会失业。尽管芯片也有一些技术问题，但是对很多用户来说已经相当不错，很快DRAM就成了最畅销的半导体器件。这段经历充分说明了英特尔在“摩尔定律”思想指引下，以规模而非性能作为初期发展的首要目标。

1971年，英特尔又推了4004芯片，这是一个CPU，也是第一个通用处理芯片，这在芯片界里是很重要的变化，之前的芯片都是硬件工程师按照客户的需求做出不同规格的定制化芯片，但在和日本计算器企业Busicom定制开发芯片的过程中，英特尔先是发现与客户谈判的价格可能低了（因为在谈判的时候并不完全确认研发投入的大小，随着做，公司觉得可能会投入越来越大）；其次当时的计算器不断有降价的预期，客户成本预算也希望降低。创始人诺伊斯立刻想到，为什么不能做一款通用芯片呢——让不同客户的需求通过软件编程的方式都在通用芯片上实现，这样就可能做到规模经济的效应最大化。也就是说，伴随通用芯片的出现，元件配置的硬件工程师变得没那么重要了，取而代之的是新生的软件工程师，他们的工作是将一批指令写入系统。

在想清楚之后，英特尔为Busicom提供了优惠的价格，但坚持让英特尔保留芯片的知识产权，而且英特尔有权将其授权给其他公司，用于计算器生产以外的其他用途。

1971年11月，英特尔在行业杂志上刊登广告，宣称：“集成电子的新时代开始了——放在芯片上的微型可编程计算机！”4004芯片定价200美元。它制程工艺为10μm，能执行4位运算，支持8位指令集及12位地址集，CPU主频108kHz，由2300个晶体管组成。

正是通用芯片的出现，让芯片进入到各行各业成为必然，产业界看到了无限可能，英特尔、仙童所在的地区，迎来了一个新的名字：“硅谷”。（1971年由《电子新闻》专栏作家唐·赫夫勒开始撰写一个名为“美国硅谷”的连载专栏而来。）

按照集成电路的规模定义，这个阶段的芯片已经跃入到大规模集成电路（LSI）时期。集成电路从1958年被发明，到1971年大约12-13年的时间，专用芯片到通用芯片的意义巨大，它既是行业的胜利——代表了更低成本以及更多需求将会被满足，也是代表企业的胜利——英特尔最终成为芯片霸主。

因此，作为投资者，能否早点发现一个企业是否有从专用变成通用的潜质，是至关重要的：

从技术上说，它代表了创新方向，往往能创造新需求；

从竞争上说，它具备了专用方向不具备的竞争优势；

从需求上说，它代表了自身天花板的抬升，空间更大；

从成本上说，它代表了规模最大化后的成本最小化；

从前景上说，它代表了未来几年甚至十几年的高速成长阶段即将来临；

这样的行业和公司，可以称之为“浪潮的宠儿”，它们处在浪潮中，又最大限度顺应了浪潮的趋势。未来我们还将不断的复盘类似的案例，以及它们出现的时间，并试图总结其规律。

早期美国集成电路的几个关键需求：军工、航天、计算器

和日本的民用家电路线不同，集成电路在美国最初面向的主要市场是军队。1962年，战略空军司令部设计了“民兵二号”的新型陆基导弹，在每一枚导弹中，仅弹载导航系统就需要2000枚芯片，由德州仪器作为主要供应商。1965年，随着美国海军也加入采购，西屋和美国无线电公司也开始供应芯片，于是芯片价格很快就开始大幅下跌，最终芯片成为物美价廉的消费品。

另外一个需求就是民用航空航天项目。1961年美国宣布阿波罗计划，期间美国生产了75台阿波罗导航计算机，安装了5000枚完全相同的芯片，仙童半导体拿到了供应这些芯片的合同，截至1969年7月，阿波罗计划购买了逾100万枚芯片。

来自政府的海量稳定需求促使芯片价格迅速下跌。阿波罗导航计算机的首枚原型芯片售价1000美元。到芯片投入常规生产时，每枚芯片的价格降到了20美元。1962年，民兵导弹上每一枚芯片的平均价格为50美元，到1968年就降到了2美元。（摘自《创新者——一群技术狂人和鬼才程序员如何改变世界》）。

从现在的眼光，当时德州仪器的副总裁有着与乔布斯一样的独到的、前瞻性的嗅觉，他在1954年策化的Regency收音机取得了巨大的成功之后，在1967年又敏锐地发现了计算器市场的巨大机会。1967年德州仪器开发了第一台手持式电子计算器“Cal-Tech”并申请了专利，这台计算器重量1.2公斤，与今天的一台笔记本重量相当。尽管德州仪器从未出售过这个型号，但凭借专利，后来授权日本佳能公司合作开发了佳能Pocketronic，这是第一批商用手持式电子计算器之一。

在1972年上市的德州仪器TI 2500计算器，售价149.99美元，只有340克，广受消费者的追捧。到1972年计算器的销量达到500万台，1975年计算器价格进一步降至25美元，销量每年翻倍。

大型机与小型机主导着计算机市场

大型机市场：IBM和七个小矮人

实物往往是最好的老师，当一个新产品摆在面前的时候，产业界将会迅速思考如何将它推广在自己的产品上。1955年在Regency收音机一炮而红之后，当时IBM的总裁小沃森买了100台Regency收音机，并把它们拿给了公司的最高领导层，要求他们着手研究如何将晶体管应用于计算机当中，由此可见小沃森比老沃森更重视新技术。

尽管IBM在1959年就推出了7090全晶体管大型计算机，但当时的计算机由于大都卖给美国军方，使得其横向通用型很差。因此，这又是一个从专用到通用的难题。于是进入60年代，IBM开始谋划一台让单一操作系统适用于整系列的计算机，即IBM System/360。

这项计划的投入规模空前，IBM特为此招募了6万名新员工，建立了5座新工厂，当时的研发费用超过了50亿美元。直到1965年首台System/360才开始出货，但是到1966年，IBM每月售出超过千台。每台的价格在250到300万美元之间，约合现在的2000万美元。

在当时被视为是一场商业豪赌，然而System/360上市后全球各地的订单蜂拥而至，同时也实现了日后的许多第一。例如：协助美国太空总署建立阿波罗11号数据库，完成航天员登陆月球计划，建立银行跨行交易系统（ATM），以及航空业最大在线票务系统。

System/360是一个可向上和向下兼容，并可快速获取数据的系统；在IBM发表System/360大型主机之前，每台计算机都有自己的指令集，所以每发展一台新计算机就必须重新撰写程序，而System/360改变了这种作法，成为史上第一个指令集可兼容的计算机。System/360还攻克了很多技术难题，包括集成电路、可兼容操作系统、数据库等一系列软硬件难关，并为此申请了300多项专利技术。

它允许客户购买较小的系统，如果他们的需求增长，他们可以扩展该系统，而无需重新编程或更换外围设备，因此它影响了未来几年的计算机设计；许多人认为System/360是历史上最成功的计算机之一。

IBM凭借其的360系列大型机主宰了市场，占据了美国大型机行业的80%份额和全球70%的市场份额，以至于美国媒体将这些企业称为“IBM和七个小矮人”，七个小矮人则是指Burroughs、UNIVAC、NCR、Control Data、Honeywell、通用电子和RCA七个公司。

这时的IBM快成了科技的代名词，它还有很多产品：

IBM 704下跳棋被认为是人工智能的首次展示（1956），FORTRAN编程语言（1957），语音识别技术（1961），IBM Selectric电动打字机（1961），第一款订票系统sabre（1962），内存技术DRAM（1966），32寸软盘（1967），数据库管理系统IMS V1（1968），关系数据库模型（1970），磁性刷条（1970）,8寸软盘（1971），超市系统和UPC条形码（1973），温彻斯特（Winchester）硬盘（1973），精简指令集RISC架构计算机原型（1974）。

我们现在看来，这里的某一个技术拿出来都可以支撑一个巨大的产业，比如关系数据库造就了后来的甲骨文，DRAM内存造就了日本内存行业崛起，应用软件更是造就了一堆堆的软件公司。

这让我们不禁联想到“浑身是宝”的贝尔实验室。过了很多年之后，我们可能会发现微软、谷歌、脸书、甚至苹果都拿不出如此多的颠覆式创新来，这是因为AT&T在电信行业以及IBM在当时的巨型机行业的高度垄断性，虽然垄断阻碍了竞争对手的创新，但是不可否认的是，这两个公司的垄断给予其研发部门充分的“长期导向”的创新自由。在未来的案例中会看到，那些后来上千亿市值的大公司在对待创新上很难模仿当时的的贝尔实验室与IBM，它们更感兴趣的是实用化的技术、产品甚至公司，最简单的办法是挖人、投资、收购以及迅速的产品化。如果你用贝尔实验室与IBM的案例质疑它们，它们多半则会说：竞争如此激烈，怎能花费大量的时间投入到更长期但缥缈的创新中？

以及， 我们还有一种解释是，贝尔实验室与七十年代之前的IBM，与今天的公司不在同一个康波周期（大约60年一轮的技术周期）中。 它们实际上是孕育本轮康波周期的基础，而今天万亿市值级的公司很大程度上是享用了它们前期花费几十年的技术积累而快速资本化的过程，当然这是个复杂的话题，我们希望未来可能有机会再讨论。

DEC成了小型机的佼佼者

IBM实在是过于强大，“七个小矮人”都还步履艰难，风投看到过无数小公司在50-60年代来来走走，以至于计算机创业者成了一级市场的“鬼故事”。DEC（Digital Equipment Corporation）就是在这个背景下成立的，之所以叫这个名字，是因为两个创始人肯·奥尔森和哈兰·安德森在融资时发现，如果叫数字计算机公司的话（Digital Computer Corporation），他们几乎找不到任何融资！当时的风投，美国研究与发展公司的创始人多里奥建议他们改变其商业计划，减少对计算机的关注，就这样两人把公司名字定成了DEC，低调上路了。

奥尔森和安德森两位工程师曾在MIT的林肯实验室，该实验室以其“交互性”方面的工作而闻名，它们的机器是首批操作员可以直接控制实时运行的程序的机器之一，PDP-1是对MIT林肯实验室研发的第一台全部使用晶体管计算机TX-0改进设计而来。

1959年12月，DEC的第一台小型机PDP-1问世：晶体管计算机、有键盘和显示器、18位4K内存、每秒运算10万次、售价12万美元（当时IBM大型机7090的售价是290万美元，相当于2022年的2200万美元），PDP-1的晶体管数量为2700个，并且拥有3000个二极管，重量是730公斤左右（1600磅）。到1969年，PDP-1一共卖出去53台。

《太空战争》（Spacewar）是史蒂夫·拉塞尔等人于1962年合作开发的电子游戏。初时，他们以麻省理工学院新安设的数字设备公司PDP-1迷你电脑作游戏平台，并以PDP-1的汇编语言编写代码。《太空战争》长久地影响激发诸多游戏创作，例如《轨道战争》（1974年，柏拉图系统电脑）、《太空大战》（1977年，街机）、《太空大战》（1978年，雅达利2600）。

1962年11月，DEC推出了65000美元的PDP-4。PDP-4与PDP-1相似，使用相似的指令集，但使用较慢的内存和不同的封装来降低价格。最终售出了约54台PDP-4，大多数销售给了与最初的PDP-1相似的客户群。

1963年DEC采用了基本的逻辑设计，但剥离了大量的模数转换系统以生产PDP-5。它的售价只有27000美元，到1967年一共生产了116台。

1965年3月，DEC推出了PDP-8，该机器的售价仅为18000美元。PDP-8被称为“第一台真正的小型计算机”，因为它的价格低于25000美元。不出所料，销售非常强劲，而此时其他几个竞争对手刚刚进入市场，其产品直接瞄准了PDP-5的市场空间，PDP-8对它们形成了降维打击，这给了公司带来两年的产品领先性，最终PDP-8生产了1450台。但是它的产品系列在整个生命周期中卖出30万台，是早期的DEC最受欢迎的产品型号。

1967年PDP-8的设计者卡斯特罗提出16位机器PDP-X计划，替代过时的12位PDP-8，整合各种互不兼容的DEC产品线但被奥尔森否决。卡斯特罗在1968年退出了DEC公司，创立了DGC，发布Nova小型机，开始与DEC竞争。

Nova的出现迫使公司反思不足，1970年DEC推出了16位的PDP-11。PDP-11家族总共售出约60万台，使其成为DEC最成功的产品线之一。PDP-11的优势在于它更容易编程，因此在通用计算中很受欢迎。PDP-11的设计启发了20世纪70年代末的英特尔公司x86和摩托罗拉68000；它的操作系统以及数字设备的其他操作系统的设计影响了操作系统的设计，例如CP/M和微软MS-DOS。

到了1974年，DEC公司的收入达到了2.65亿美元，利润2350万美元，净利率达到了9%，收入约为IBM的1/5，而利润约为IBM的1/4。这一年，公司跻身财富500强的第475位（或者利润的283位）。如果比较两个公司，IBM的人均收入更高，达到了5.1万美元，DEC为2.0万美元，因此说DEC的人均效率要更低。而DEC想要提升人均效率，向高端走，则IBM在B2B市场的积累太过扎实，因此选择向大众走，应该是很清晰的战略，然而奥尔森一再否定PC市场，使得公司没有像苹果公司那样走得更远。

但DEC的故事并没有就此完结，它后来凭借“VAX战略”（局域网解决方案系列）让公司又腾飞了十余年，一度成为世界第一小型机，以及仅次于IBM的第二大计算机制造企业。但伴随着PC性能的崛起而在20世纪的最后几年DEC迅速衰落，1998年被康柏收购。

DEC的案例又是个深刻的教材，它的成功源于定位到了IBM不曾覆盖的10万美元以下的计算机市场，而随着计算机成本的不断降低时，公司却不愿意进入家庭市场，甚至公司的个人PC也被奥尔森倔强地命名为“应用终端和小系统”（试想一个消费者懂不懂这是什么意思？）或许奥尔森觉得这样命名才能匹配公司专业路线的定位，而不去和那些还穿着牛仔裤在车库里组装出来的PC在一个档次。

因此，DEC公司在摩尔定律的推动下，甘愿把自己卡在中间（高不成，低不就）。而伴随着小型机的渗透率的不断提升，同时价格还是以每18个月降低一半的速度推进时，量的增长就无法补价格的下滑。最后公司就被更小巧的图形工作站甚至是PC机所替代。

当然，我们站在回顾的角度很容易指指点点，但当事人也会有很多恰当的理由为自己辩护。但这个案例告诉我们：硬件公司，如果不能看得很远，那么至少应该根据技术进步所带来的环境变化而迅速做出调整，否则处境则是“其兴也勃，其亡也忽”的虚假繁荣。

分时网络与阿帕网

今天互联网的诞生，既有效率方面的推动，又有安全方面的推动，前者是分时网络，后者是阿帕网。

从提升效率出发诞生了分时网络

当时由于大型机的价格实在是太过高昂，很多大学、科研院所、公司不能像今天这样轻松买上很多台，但多个部门都有需求；其次是，当时主流的编程方式是打孔卡，研究人员必须拿着打孔卡片排队请求，然后花费几个小时甚至几天等待计算结果。所以当时人们需要这样一套系统：计算机在中心，有一个网络把它拉远，连接在多个用户终端上，用户可以在不同的办公室，不同的教学楼，甚至城镇的另一端来实现对一台计算机的访问（这个需求与后世的云计算颇为相似），于是分时服务（网络）应运而生。

泰姆谢尔公司（Tymshare）成立于1964年，创始人奥鲁克和施密特是通用电气的前雇员。公司的分时系统可以同时服务32个用户，在1969年，它们更新了网络架构，该网络于1970年全面投入运营，到1972年，由此产生的Tymnet系统连接了美国的40个城市。与阿帕网不同，Tymnet是一个集中式网络，它的特点是集中密码存储、统计复用、流量管理以及安全保障。

泰姆谢尔公司的生意有很大的局限性，因为随着70年代计算机价格的快速跌落，分时需求变得不那么重要，企业或者学校可以买入廉价的小型机甚至PC，因此后来的泰姆谢尔公司被麦道公司收购。但Tymnet凭借其网络价值，后来被英国电信收购，成为一家全球性数据网络。但是随着TCP/IP协议的成为主流，最终Tymnet放弃了它的X.25、异步终端、(ATI/AHI)、和SNA协议而拥抱了主流。

从提升安全性出发诞生了阿帕网

古巴导弹危机、越战贯穿了60年代，当时兰德公司的研究人员指出，一旦核打击摧毁常规的电话服务与五角大楼的指挥中心，这种“去中心化”的网络就可以作为军事通信的生命线。以及，当时国防部也有降低预算的考虑，而网络化计算将使得计算效率提升，提升性价比。于是阿帕网在这样的背景下被研发出来。

当时的大部分计算机还互不兼容，如何使硬件和软件都不同的电脑实现真正的互联，就是人们力图解决的难题。首先，资源稀缺的背景下，大型计算机不愿意分出资源来承担路由与交换功能，所以阿帕网利用了更为廉价小型计算机来实现“分布式网络”功能，相当于是后世的交换机和路由器。

1969年阿帕网正式投入运营时，由西海岸的4个节点构成。分别是加州大学洛杉矶分校（UCLA），斯坦福研究院（SRI），加州大学圣巴巴拉分校（UCSB）和犹他大学。

为了解决阿帕网无法做到和其他计算机网络交流的问题，1973年，科研人员在连接卫星网络和夏威夷的ALOHA网瑟夫设想了新的计算机交流协议，最后创造出传送控制协议／互联网协议（TCP/IP）。

1975年之后，随着计算机和芯片的发展，阿帕网资源已经不再稀缺。70年代出现更多的网络，阿帕网在1989年被关闭，1990年正式退役。

在1969-1989年这二十年的时间里，阿帕网推动了互联网的早期发展，它的核心遗产成了今天的互联网必不可少的基础：分布式网络架构，分组交换技术，以及TCP/IP协议。

小结

虽然这个时代还有很多大事，但我们不再展开讨论。因为本系列报告最终的目的是呈现技术周期，尤其是如何思考技术周期与投资的关系，它不是一个细枝末节的历史总结或者回忆录，而是力求发现技术发展过程中那些重要的线索。

1956-1973年，是晶体管商业化（标志是仙童公司的成立），到大规模集成电路商业化（标志是英特尔4004以及摩托罗拉等相关产品的晶体管数量都达到了1K以上）的阶段。

这一时期的集成电路的性能，还不足以设计出令人满意的个人计算机。大型机在几百万到上千万美元一台，小型机价格尽管慢慢从10万美元降到2万美元以下，但还都不能进入到家庭市场。因此，股票市场的王者还是IBM，以及其他大型公司的“漂亮50”。但欣慰的是，袖珍收音机、计算器的大卖，已经将人类热爱便携，渴望计算便捷的需求显现出来。

美国的诸多半导体公司在这个时期凭借着军工和航天的订单顺利起步，而日本企业则是敏锐地发现到了家用电器的巨大商机，进入到了电视、冰箱、洗衣机、计算器市场中。这些看似薄利多销的市场使得日本半导体产能很快就追上了美国，甚至在后来几乎挑战了英特尔的行业霸主地位（其被迫关掉了内存业务而专注CPU）。

这一时期的创业者有个共同的特点，他们大都是有专业的技术背景：在实验室工作或者在大公司有了一定的经验再另起炉灶（最典型的例子就是仙童公司的工程师们成立了数十个未来主宰半导体行业的公司），但很少有像比尔盖茨、乔布斯、扎克伯克这样的辍学创业成功的案例。在这个时期，计算机技术的基础设施还不够完善，产业链的相关准备还不够齐备，让一个空有创意的年轻人调用的资源还不够丰富。这导致技术能力，而不是创意/产品设计能力仍然这一时期是小公司成功的第一要素。

最后，摩尔定律虽然是在生产实践中总结出来的，但是它却模糊正确地给出未来计算机发展的方向。其实质是，一个指数级而不是线性级的浪潮已经到来，更伟大的个人计算机时代即将启航！

风险提示

地缘政治的不确定性，海外降息幅度的不确定性，部分行业竞争格局的不确定性。

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