半导体界的隐世老人：德州仪器的得与失

近年来，随着“中国芯”崛起，半导体就成为 科技 圈谈论的热门话题，其中不仅包括备受瞩目的国内半导体公司，世界上领先的半导体公司也成为了分析对较和吸取经验的对象。

市场研究公司IC Insights三月公布的《2019年麦克莱恩报告》中整理了2016-2019年世界半导体销售前十的公司。

通过图表，可以清楚地看到世界半导体是以英特尔、三星、台积电、高通为首并不断变化的格局，的确半导体行业就是一个没有硝烟的战场。

不过我们似乎更多地是去关注前几名之间的竞争，而忽略了榜首之后也是卧虎藏龙，其中就包括今天故事的主人公——徘徊于世界第八九名的半导体公司——TI德州仪器。

如今的德州仪器已经逐渐被大多数人遗忘，可要知道在德州仪器红火的时候世界上还没有英特尔和高通的名字。

在过去的89年中，德州仪器经历了太多不为人知的事情，这个名字不应被 历史 所遗忘，接下来五矩研究社带你揭开这个被时光尘封的名字。

与现在遍地硅谷出身的半导体公司不同，德州仪器的总部位于美国德克萨斯州达拉斯，原因在于第一次世界大战推动了全球对石油的需求，依托德克萨斯州得天独厚的石油资源，1930年，J·克莱伦斯·卡彻和尤金·麦克德莫特一起创建了一个叫做“地球物理业务公司”（GSI）的公司，这就是德州仪器的前身。

一开始GSI主要业务是为石油工业提供地质探测，但由于石油开采量提升，石油行业出现供大于求的萧条期，到第二次世界大战期间，GSI开始扩大业务为美国陆军和海军生产国防电子产品。

借助国防合同，GSI实验室和制造部门(L&M)部门迅速超越了地理部门，电子业务也顺理成为公司的支柱产业。1951年公司重组并重命名为“通用仪器公司“，同一年再次更名为”德州仪器“（Texas Instruments, 简称TI）沿用至今，而GSI成为新公司的子公司。

就这样GSI旗下的电子部门不仅独立门户，还将原来的母公司变为自己的一个部门，完成了华丽逆转。

这时对德州仪器来说，人生才刚刚开始。

1952年，德州仪器从西部电子公司那里以25,000美元的价格购买了生产晶体管的专利证书，开始制造和销售晶体管。

随后原来在贝尔实验室工作的戈登·K·蒂尔看到广告后回到了故乡德克萨斯，在德州仪器担任研究主任。1954年2月，戈登·蒂尔研制出了第一个商用的硅晶体管，同时德州仪器成为了当时唯一一个批量生产硅管的公司，不过这时的硅管还要比锗管贵得多。

另一边1955年，“晶体管之父”肖克利离开贝尔实验室并召集了八位年轻人一起创业，目标则是替代锗，将硅推向市场。但后来八位年轻人因受不了肖克利独裁统治集体跳槽并创办了仙童半导体，致使肖克利创业无果告终，怒称这八个人为“八叛徒”。

在“八叛徒”领导下，仙童半导体发明了“平面处理工艺流程”把硅晶体管的制造变得像印书一样简单、高效、便宜，使硅晶体管得以大量上市，从此世界开始告别锗走向硅晶体管时代。但仙童半导体事业成功的同时也威胁到了德州仪器的晶体管生意。

后来的一个夏天，德州仪器里一个新来员工的想法让德州仪器在和仙童半导体的竞争中重新取得先机。

1958年夏，就在德州仪器的其他员工正在享受公司为期两周的传统假期时，新入职的杰克·基尔比因没有攒够假期不得不在公司里加班，而就在这两周的时光里，基尔比突发奇想：“由很多器件组成的极小的微型电路是可以在一块晶片上制作出来的。“

1958年9月12日，基尔比把这个想法变成了现实，研制出世界上第一块集成电路，并凭借这项发明，2000年基尔比获得了诺贝尔物理学奖。

德州仪器研发出集成电路以后，仙童半导体也提出相应专利争夺集成电路的发明权，但因为仙童半导体使用的是硅晶片，而德州仪器用的是锗晶片，后来两项专利发明人共同成为了集成电路的发明人。

虽然德州仪器的半导体业务一开始遭到了仙童半导体的挑战，但与之后”八叛徒“再次出走导致仙童半导体落寞不同，德州仪器则开始了发明创造的新时代。

1954年制造第一台晶体管收音机；1967年发明了手持式电子计算器；同年发明了单片机，并于1971年在单片微处理器上获得了专利；1978年德州仪器还推出了第一款单芯片语音合成器，应用于一系列手持式教育玩具。

之后德州仪器的业务越来越大，产品也深入生活。在七八十年代出生的美国人心中，提起德州仪器，第一时间一定会想到学生时代的图形计算器。

随着电脑和移动互联网的兴起，德州仪器也曾将业务扩展到电脑微处理器和手机芯片，但现在留下来的却只有英特尔和高通，而德州仪器的名字好想从来没有出现过一样，是高通和英特尔太强？还是德州仪器做错了什么？

众所周知，英特尔的4位4004芯片是世界上第一个微处理器，8008是世界第一个8位处理器，但其实在英特尔8008之前，德州仪器就推出过一款8位处理器。

把英特尔和德州仪器联系起来的是一个名为计算机终端公司（CTC）的公司，这个由NASA前工程师Gus Roche和Phil Ray在1968年创立后，推出的第一款产品就是搭载着德州仪器芯片和英特尔移位寄存器的电传打印机Datapoint 3300。

到设计第二款产品Datapoint 2200时，CTC决定做一台电脑，最终德州仪器和英特尔都得到了为CTC打造单MOS芯片的订单。

因时间久远，目前对于这次交易流传着各种版本的故事，但唯一能确定的是，在这场基于同一订单的竞赛中，老牌半导体公司德州仪器仅用一年的时间就研发出了TMX 1795，抢先于当时还是初创公司的英特尔之前交货。

但CTC在验完货后并没有决定采用TMX 1795芯片，原因是由于TMX 1795本身存在大量未使用和浪费的空间，导致性能无法达到要求。

从上图可以看出TMX 1795要比英特尔4004和8008加起来都要大

到1970年，英特尔缓缓拿出产品向CTC交作业的时候，早已过了截止日期，最后彻底失去耐心的CTC不仅没有启用英特尔的芯片还放弃了对该芯片的专有权。

后来英特尔将这款芯片命名为8008，并于两年后将其商业化。

就这样德州仪器虽然比英特尔更早地推出8位处理器，但由于TMX 1795自身的局限性无法商用，反倒是被英特尔8008抢占了第一的称号。

之后英特尔根据8008又推出了8080、8086，不但顺利投入商用而且英特尔从8088开始还获得了IBM订单，再后来携手微软组成Wintel联盟，顺风顺水地霸占了PC处理器市场。

反观德州仪器的命运就没有英特尔那么幸运，不但再次抢先推出的16位处理器TMS9900因缺乏可兼容的外围芯片和软件而无法推行，后来还彻底放弃了家用电脑市场。

德州仪器不仅涉足过电脑处理器，其实还曾是移动芯片的王者。

在ios和Android系统还没火起来的那个年代，德州仪器就已经手握着大部分手机的处理器。当时红透半片天的诺基亚就是德州仪器处理器的忠实用户，到后来的塞班和meego系统也都是采用德州仪器的处理器。

到Android时代开始，高通开始涉及智能手机处理器，并于2007年推出了第一代骁龙处理器，进入用户视野。

虽然高通逐渐显露头角，但德州仪器仍是性能和效率的代名词，用实力甩掉高通，还拥有着众多追随者，其中华为首批双核智能手机P1采用就的是德州仪器的OMAP系列处理器。

原本德州仪器可以在智能手机时代继续辉煌的，可谁知遇到的是最会玩专利的高通。

问题就出在德州仪器的处理器仅仅是一个处理器，只有GPU和一些DSP单元，所以手机厂商如果选用德州仪器的芯片，基带还需要另外购买集成。

而高通则是将芯片和基带进行打包出售，直接集成在一起，虽然手机厂商需要支付给高通专利费，但总比分次购买组装来得简单高效。

对此，知乎用户“叛逆者”用以下一段对话生动地描述了当时的情景。

高通利用提供保姆级芯片的策略不断笼络市场，2012年9月26日，德州仪器宣布将结束其在智能手机和平板电脑为导向的OMAP芯片业务，转向专注于嵌入式平台。

就这样，德州仪器在互联网和移动互联网两次变革中都没有把握住机会，第一次因电脑处理器无法投入商用给了英特尔兴起机会，第二次手机芯片则没有顺应用户需求败给高通。

不是英特尔和高通多么厉害，而是德州仪器没有做出顺应市场规律的产品，所以德州仪器实际上是败给了市场。

虽然经历了两次折戟，回看世界半导体局势，德州仪器仍稳居前十宝座，这一切都源于德州仪器懂得退一步的哲学。

在眼看着年轻一辈崛起以后，德州仪器选择退居幕后，做起了隐藏在背后的大boss。

现在德州仪器专注于开发模拟芯片和嵌入式处理器，这两块业务占据着总收入的80％以上。

根据IC Insights2019年5月9日发布的2018年全球模拟IC供应商的排名显示，德州仪器以108亿美元销售额和18％的市场份额占据着模拟集成电路供应商龙头老大的位置。

模拟产品是连接物理世界与数字世界之间沟通的桥梁，在电源管理、讯号转换与 汽车 电子领域有着广泛应用，目前正处于5G通讯变革下，基站数目的增加与智能手机射频前端链路的结构性变化，还有电动 汽车 大趋势下，德州仪器的未来场景应用广阔。

此外，德州仪器还有一项堪称为业界黑 科技 的技术——DLP技术。

DLP技术即数字光处理，这是一种把影像信号经过数字处理，再把光投影出来的技术。目前市面上90%以上的投影仪采用的都是德州仪器的DLP技术，并且DLP影院技术也占据着超过80%的院线荧幕。

但德州仪器这项造福人类的黑 科技 背后却有着无比艰辛的研发经历。

这一切都源于1977年的一个建议，德州仪器公司科学家Larry Hornbeck博士率领团队，开始了可对光源进行控制的反射原理的研究。此后德州仪器用了近十年的时间才终于在1996年成功实现了DLP技术的商业应用，开始向客户提供基于DLP数字显示技术的光学系统。

经过多年更新，不仅在生活中，德州仪器还将DLP技术应用到工业领域中去。

利用DLP技术可以通过数字曝光的方式来完成LED面板的蚀刻和修复；利用DLP技术响应速度快的特性还可以将其应用到PCB电路板的印制中，实现快速的流水线的生产；DLP技术的精准性还使其越来越多地应用于3D打印技术，通过DLP技术快速扫描物体，直接3D建模。

除了技术创新之外，德州仪器还关注国内教育：举办全国大学生电子设计竞赛、在大学建立实验室、参与教学改革、捐建希望小学......

看不见并不代表不存在，德州仪器就如空气一般，虽然看不见摸不着但一直存在于我们周围，并且通过创新不断为生活提供着便利，所以德州仪器称得上是一位伟大的隐秘者。

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武汉大学物理学考研经验分享

本人有幸上岸武汉大学，回想起当时备考经验，我在华中科技和武汉大学之间踌躇了很久。因为本身物理方面是我的强项，本科学的也是物理相关专业。查了一下资料，发现华中科技的物理还是比武汉大学差了一点，武汉大学物理排名全国十名左右，而且凝聚态物理是强势方向。个人建议，如果本身对物理很感兴趣为了以后的就业发展，武汉大学物理学方向还是不错的选择，凝聚态物理是所有方向里录取人数最多的录取比例也比较大。

一、报录比等分析:武大官网发布的是每年统招各种专业人数个位数，但是要是你认真找资料就会发现武大物理学每年统考招生在40到50人之间，而且2022年还扩招了七八个。对于生源我一开始以为几乎都是985/211的后面才发现有很多双非的，感觉最多的就是湖北大学的。

二，试题难道分析:固体物理就考到能带论，而且试题很基础画个什么晶面啥的，最重要的是武大的固体物理真的很容易考原题和原题的修改（往年的真题和期末考试卷:)，就拿2021年来说最后一题大题几乎和2020一样，而且每年考的重点一样就那几个点。 对于普物也是重复率高，很多来自期末考试卷和往年真题，麦克斯韦方程组就考了五六次，唯一可能难一点就是范围比较广一点，其实也说不上近代就考两三章而且重点就那几个（康普顿，氢原子等）。

考研政治

推荐考研界的标杆肖秀荣老师，时至今日我还没有看见过任何一个老师比他还厉害。你们能想象到他有多牛逼吗，每年都能押到三四到大题。肖秀荣老师讲课有一个特点，就是不墨迹不废话，知识点非常多。不过老师年龄有点大了口音有点严重，让人昏昏欲睡。

推荐肖秀荣精讲精练（相当于课本）

讲真题（近十年真题解析）

1000题（课时练习题）。

【知识点纲要】 10月份出，精讲精练的浓缩版本，如果你政治复习比较晚的话，可以直接买这一本，熟读后做选择题。【形式与政策】 10月份出，主攻时政部分。【八卷套】即肖八，11月中旬出，模拟卷，攻选择题，尤其是时政部分的题目。

【四卷套】即肖四，12月10号左右出，最终的模拟卷，攻主观题。听老师的课，加上这些练习册，挑选着买政治部分就可以达到70分左右。

考研英语

【基础：考研词汇】—01

考研英语大家都说得很可怕，因此我就挺早对它“动手”。在浏览了关于考研英语的经验帖子，然后顺理成章地从考研单词出发（《红宝书》，别问是否好用，反正我对英语要求比较严格，所以选择了这本稍微完整的单词书）此书分为必考词、基础词和超纲词，可以说每个部分都被我“生吞活剥”了好几遍。

7月21日正式开始复习“动工”，因还在暑假我就大胆地打我的基础：

早上安排四个unit，下午就对昨天的unit巩固，方法就是看英文对照中文，觉得特别脸生的僻义或者长难的单词我会抄在便利贴、小卡片上，然后就真的“随身贴”，或者做标记，总之就是对这些难记的“顽固分子”来个扫荡。

很痛苦，因为几乎今天记，明天忘，甚至晚上忘，背了后面前面忘。但重点在于先开过去，然后不断重复，导致你遗忘的是你在短时间之内重复的次数不够，方法尽可能灵活，技巧是有信心kill掉必考词，成就感会怂恿你挑战基础词和超纲词。

我当时经过七八月，当我掌握考研的5200+的单词后，感觉自己的功力真的提升了不少，看中文特别想试图从大脑翻找它的英文。超纲词部分提一下，背它到底有没有用呢？我是在前面的单词滚到烂了在十一月早晨背的，就那几页，你觉得前面的单词没有给你任何压力与负担就玩玩它吧。

九月前几乎完成这项基础工程，当你感觉有一定的底又嫌手头上的单词书无聊的时候，就建议买一本《恋恋有词》，好不好纯粹见仁见智，我的感受就是换个新鲜，发现怎么之前没关注到这个单词的还有这意思呢？课程我没听，因为一节课的效率不如我自己总结的方法高，可有人也很推崇他的课堂。

【基础：考研词汇】—02

英语最先开始是背单词，真的单词是重要。我用的是新东方的绿皮书，5块钱从学姐那淘的，单词书其实都差不多，用哪本都一样，扎实背才是关键。

我按照新东方的一个背单词方法：

每天背3个list，17天背完一遍，每天都背新的，重复记忆前天背过的。

所以到了五一时，我的单词已经过了3遍了。然后之后也是每天都要背背单词，强度可以不用那么大，但每天都不能不看单词，直到考研前，我也不知道一共背了几遍。所以，小伙伴们安排个计划表出来开背吧，具体方法可自行百度，新东方背单词方法。对了，关于要不要看单词视频的问题，时间多余可以看，看自己安排，我看过朱伟的，很帅，讲得也挺好，但因为时间紧，没看完。

【基础：考研词汇】—03

视频：朱伟《恋恋有词》 相信这个已经被很多人推荐烂了，但是真的很有用，而且朱伟老师的讲课风格我很喜欢，不死板还会时不时的开玩笑，学习的时候也能让你笑得停不下来~对英语不是很感兴趣的人一定要看，绝对可以激发你对学习英语的激情！我看这个视频是朋友发给我的，好像出书了大家可以买来和视频配套看，但是我建议笔记一定要自己做，不要懒惰，英语多动笔多读多听多看是很容易提高的，恋恋有词的笔记我做了两本，只记录听课过程中不熟悉的词汇和生词以及高频词的用法，视频看了两遍，笔记背了三遍。学习英语的唯一法则就是重复，一遍又一遍的重复想忘记都困难。

词汇书：我用的是《星火考研英语词汇 巧记速记精练三分册》，我背单词书是背不下去的，尤其是刚开始复习，背单词不要太痛苦，这套单词书我是最后一个月用来查漏补缺的，十天一本，刚好一个月，背单词是很有必要的，词汇量大对于做阅读是很有优势的，特别是考英语一的同学。

但是呢，学习也不要太死板是不是，灵活一点，考研英语是有规律的，那么历年真题就很关键，真题中不认识的单词一定要重视，重复率非常高。不喜欢背单词的同学推荐你们一个方法，用中式思维学英语是永远学不好的，网易有道词典查询的时候有个柯林斯英汉双解大辞典，英文释义，用英文解释英文，都是很简单很口语化的单词组成的句子，很好用。

我的步骤是做真题-划出生词-对答案-查生词-抄英文释义(别嫌累，非常有用)-看答案解析，生词我大概抄了三个16开笔记本（正反两面），有时候一个单词甚至有十几个不同的意思，很累很枯燥但是没办法。

单词最重要的就是不能停，哪怕有的时候有别的事情没空背单词，但时间肯定是能挤出来的，只背10个也不要不背，这是在培养语感！养成习惯！

【基础：考研词汇】—04

关于词汇，我认为辅导班的课听一听也是非常有必要的。（这个其实不用报班，可以在网上找找视频）我那时主要听了徐绽的词汇和新东方朱伟的词汇，听了课，记单词效率加倍！而且对词根和考研的词汇有了大概的了解后，在后面学习中的帮助很大，因为慢慢的习惯用词根或发音帮助记单词，就发现记单词越来越轻松。

后期我又买了词汇红宝书，想换换口味。实际上书的词汇编排各有特点，只要记得牢，记得习惯，一本书也就够了。但若想扎实打牢基础，你得把你选中的词汇书，至少背5遍（我的计划是第一遍每天30个，第二遍到第三遍每天50个，第四遍第五遍都按着红宝书分的单元在背，一天大概两个单元）。后期，阅读中的词汇我大都认识，阅读的做题速度也就大大提升。

专业课

691包含的书目很多，提供参考：

《物理学基础》

《大学物理通用教程》热学

《大学物理通用教程》电磁学

691如果大家没有基础，建议提前开始，但是我有一定的基础了，所以我从六月份开始复习专业课，六月初开始建议大家把书本进行暑期里星里面的逻辑关系和理论知识。物理会有很多抽象的问题，它不像文科课本或者政治一样只需要你背诵，在第一遍过教材过程中如果遇见不会的题，要马上问同学问老师或者是看视频网课，千万千万不要抹不开面子，在这个过程中，一定不要过度去钻研某道题，导致这一天的时间都浪费了，把不会的题单独记在一个本子上，把错的题也单独记在一个本子上，我们把它命名为错题本和问题本。旁边留出来一道缝隙写知识点，这样复习起来也方便，初期结束之后到强化阶段，强化阶段购物，建起本书的逻辑框架，学会由浅入深学习，此时复习可以参考历年真题，抓清历年真题的出题脉络，提升自己的物理训练思维。最后就是冲刺阶段，十月份到考试之前这两个月建议大家把更多的重心放在政治和专业课上，英语不要忘记背单词。一定要自己动手做真题，物理的学习最忌讳眼睛会了手不会，做好真题，形成自己的答题模板和答题方式，找到什么样的答题方式最容易得分，发现不会的问题马上回归书本，查缺补漏。

④专业课874看黄昆、韩汝琦《固体物理学》高等教育出版社，方俊鑫、陆栋，《固体物理学》上海科技出版社，874的寻方法和691相似，一定要注意学真题，做真题。

专业课固体物理每年必考的要点:

1、晶体的结构，原子间的作用力类型 倒格子；

2、一维单双原子连的振动色散关系；

3、一二三维的迪拜温度（注意会求初始振动能）；

4、自由电子近似（1、2、3维）；

5、能隙 Vg=2xVn；

6、紧束缚近似（求简立方 面心立方 体心立方）。

《固体物理》考试大纲

基本要求:

1. 掌握原胞、晶胞等关于晶体结构的基本概念，倒格子和正格子及布里渊区等概念，倒格子与正格子的关系，晶向及晶面的表示方法，面间距等的相关计算。了解晶体学中14种布拉菲格子及其基本特征。

2. 了解晶体结合的种类及各种结合的物理特性；掌握平衡间距、结合能等的计算。

3. 深刻理解处理晶格振动的简谐近似、最近邻近似及周期性边界条件；掌握一维单原子和双原子链在简谐近似下的色散关系的计算，声学波和光学波的物理意义；掌握确定晶格振动谱的实验方法；掌握晶格热容的量子理论（爱因斯坦模型、德拜模型）、晶格振动模式密度的概念和计算。了解晶格的热膨胀和热传导。

4. 深刻理解能带论的三个基本近似；深刻理解并掌握布洛赫定理及其应用，近自由电子近似下电子运动的特征，紧束缚近似下计算能带的方法，费米面、费米速度、费米半径和能态密度的概念和计算。

5. 理解电子准经典运动的特点和适用条件，掌握准经典运动下电子的平均速度、加速度和有效质量的计算，掌握导体、半导体和绝缘体的能带论解释。

6. 理解金属自由电子气的概念，熟练掌握电子热容的计算方法，了解金属的电导过程，磁场中金属电子的输运性质。

参考书目:

黄昆,韩汝琦《固体物理学》高等教育出版社

方俊鑫、陆栋，《固体物理学》上海科技出版社

《原子物理学》考试大纲

原子物理学是研究原子内部基本结构和作用规律的科学，本考试科目主要考查考生对原子核外电子基本运动规律的掌握情况，也兼顾对原子核基本特性和变化规律的考查。考查的主要知识点如下：

一、原子的卢瑟福模型和电子的基本属性

二、原子的玻尔模型，如能级和轨道的概念、公式等

三、量子力学的基本原理，如德布罗意关系、不确定关系、波函数基本属性等

四、原子能级的精细结构和分裂，如电子自旋、塞曼效应等磁耦合基本规律

五、多电子原子中电子的耦合和分布规律，如泡利原理、洪特规则等

六、X射线产生的机制和规律，如莫塞莱公式等

七、原子核的基本特性，如核力、结合能、放射性衰变的基本规律等

参考书目：

《原子物理学》（杨福家著，高等教育出版社2008年第4版），

《肿瘤放射物理学》考试大纲

⑤关于复试准备

复试老师主要会考察你的临场应变能力，综合素质和英语口语能力，因为当时疫情的原因，所以我们变成了线上。之后没有什么特殊情况，大家应该都是线下到学校里面复试，复试科目是量子力学，相关需要提供的资料在学校官网上都可以搜到，不是我不敢多说什么，毕竟我没有到实地去考察。但是我可以说的是复试千万别紧张，老师大多数都挺和蔼的，如果成绩不太好的，尽量准备调剂，毕竟你第一志愿是武汉大学，肯定会有学校要你，有学上就好。

如果你打算冲击你的梦校，那么不要老是审视自身过去/现在的条件，而要问你愿意为你的梦想付出多大努力，考研不需要多么周密的计划，多么细致的调查，多么舒适的条件和学习设备，它只需要一叠草稿纸、一堆笔、一堆书，和你的决心。你只要确立目标，毫不动摇，少质疑自己，少和别人比较，每天踏踏实实地做好该做的事情，那么你最后的分数一定会是你努力程度的直接体现。我复习的地方没有空调，夏天靠风扇降温，冬天靠抖腿取暖，但是我觉得这样的环境足够了。希望这篇文章对你们有用。

希望大家收笔时有勇士收刀入鞘的骄傲！

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