集成电路、芯片和半导体之间，是什么关系？

如果你留意过汽车行业的新闻，会发现最近密集提到一个词“缺芯”。比如，蔚来汽车 3 月时就宣布因芯片短缺暂停生产 5 天，大众汽车集团首席执行官赫伯特也公开披露，今年前两个月芯片短缺已导致大众汽车在全球减产 10 万辆。

你或许会奇怪，蔚来这样的自动驾驶汽车依赖芯片很好理解，但燃油车有哪些地方要用到芯片呢？要理解这个问题，我得先给你绕个远路，和你聊聊半导体的发展历史。

为啥呢？因为很多同学，把芯片和半导体、集成电路这三个词，混为一谈了。一说芯片，大家就感觉是在说 CPU、GPU。

台积电董事长给你讲半导体简史

前段时间，我看了台积电创始人张忠谋的一个演讲，特别震惊。他今年 90 岁，可以说见证了整个半导体产业的发展，听他讲历史，有一种醍醐灌顶的通透感。我整理了一下，分享给你。

半导体的电导性介于导体（金属）与绝缘体（木头）之间，所以称为半导体。不过老实说，一直到 1948 年，半导体（semiconductor）还只是一个科学家，特别是物理学家才知道的名词。

1948 年，一件半导体产业的大事发生了。美国最大的电信公司是 AT&T，其旗下的贝尔实验室，是世界第一流的研究机构，实验室有三位物理学家，Shockley 是领袖，尽管 Bardeen 和 Brattain 不太服他，但他们却合作发明出了基于半导体的电晶体（晶体管，transistor）。

此前，我们都是用真空管做 transistor，但真空管大得很，第二次世界大战时美国制造的计算机同样大的要命，就是因为使用了真空管。而半导体电晶体却不同，它非常小。

在 1956 年，这三名物理学家因为这个发明，获得了诺贝尔物理学奖。而后 AT&T 将这个 transistor 授权给其他公司使用，包括 IBM、德仪（德州仪器，TI）等共计几十家。那时德仪还是一家非常小的公司，但经过后来的几十年，它已经成为最成功的一个了。

而后，电脑和半导体开始平行发展，毕竟电脑是最需要半导体的。

1958 年，Jack Kilby（德仪）和 Robert Noyce（仙童半导体和英特尔的联合创办人）几乎同时发明了集成电路，Kilby 要更早一些，但如果没有 Noyce 的发明，集成电路也不会真正研发成功。后来经过一些争执，两人同意是共同发明了集成电路，2000 年杰克基尔比因此拿到了诺贝物理尔奖，而 Noyce 却不幸在 1990 年过世了，享年 64 岁。

下一个大事是 1965 年的摩尔定律。摩尔预测电路密度每 1.5 年 -2 年加倍，这个预测就被称为“摩尔定律”。虽然摩尔定律只是预测，但它逼得每个公司每一年半到两年就要把电路密度加倍，导致半导体界杀气腾腾，大家都在想如果我不加倍的话，竞争者会加倍，所以几乎所有公司都在拼命，这也是摩尔定律最重要的一点。

1980 年代至今，半导体应用快速扩展，IBM 发布了 PC，并将其平民化。在 IBM 之前，那些小公司的 PC 只被人们视为玩具，和电子游戏类似，而 IBM 改变了这种观念。

90 年代，PC 在家庭中更加普及。90 年代也是英特尔最伟大的 CEO 安迪·格鲁夫（Andy Grove）的时代，因为英特尔当时是独家的处理器制造公司，可谓时势造英雄、英雄造时势。

1987 年，张忠谋在台湾成立崭新商业模式的台积电，专门从事晶圆制造服务。2020 年台积电成为全球最高市值的半导体公司。

以上就是张忠谋老先生的分享，怎么样，现在你是不是能理解半导体产业发展的几个里程碑事件了？

在这个数字为先的时代，半导体越来越重要。70 年代时，德仪有个国防系统部门（defence system division），说 GPS 可以帮美国在几千里之外命中 5 英尺的物体，那时张忠谋还觉得很神，但现在每台车子、每部手机都有卫星定位系统了。

上面讲历史时，我们提到了几个词，半导体、集成电路、处理器，回应开头，你就会明白这几个“词”出现的先后顺序了。那么，他们之间的逻辑关系是怎样的呢？

理解半导体产业

在《说透芯片》专栏里，我也单独聊过这个话题。因为工作中经常有人会问我，“邵老师，集成电路、芯片和半导体之间是什么关系？”

我的答案是，芯片肯定不全是集成电路。芯片里面，大约只有 80% 属于集成电路，其余都是光电器件、传感器和分立器件，行业内把这些器件称为 O-S-D。为了帮你更好地理解这件事，我画了张图。看完这图，相信在你脑海中，马上就有层次感了。

专栏的编辑同学利莹，还另外整理了一张 iPhone X 物料表，正中间那一列标明了每个物料所属的半导体种类。而且，这张表的顺序，跟前面的分类图，基本可以一一对应起来。你可以要花 2 分钟时间，整体对照理解下，一个手机里有哪些芯片。

回答最前面的问题：半导体、集成电路、处理器之间，究竟是怎样的关系呢？总结来说，主要有以下几点：

在半导体行业中，超过 80% 的产品是集成电路芯片，因此我们经常把芯片、半导体、集成电路三者混用。但其实，集成电路之外，半导体产品还有光电器件、传感器和分立器件，行业内称为 O-S-D。

集成电路芯片主要分为数字 IC 和模拟 IC，数字 IC 强调运算速度，模拟 IC 强调高信噪比、低失真、低耗电和高稳定性，生命周期更长；论销售额，数字芯片有绝对优势，但如果论出货量，模拟芯片量大过数字芯片。

数字 IC 中主要就是 CPU 处理器和存储器。CPU 是重中之重，行业明珠的地位。无论是 Intel，还是苹果，都是靠 CPU 站在行业第一的位置的。

更多详细内容，可以看看我的专栏。我相信，未来十年是芯片行业的黄金十年，无论是企业还是个人，现在加入，都刚刚好。