原创 用放大镜画电路的年代,AMD如何靠山寨英特尔造出第一颗处理器?
创始人
2025-10-27 14:04:47
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1975年的硅谷,整个半导体产业还处在用放大镜画电路的初创时代。英特尔凭借1971年推出的4004(世界首款微处理器)站稳了脚跟,德州仪器、摩托罗拉在一旁虎视眈眈,而成立仅4年的AMD(1969年创立)还在靠生产计算器芯片讨生活。

直到Am9080——这款靠逆向工程而来的芯片出现,才真正摸到了PC处理器赛道的入场券。

20世纪70年代,“第二供应商”是冷战刚需

要理解Am9080的诞生,必须先回到那个被冷战思维笼罩的半导体年代。20世纪70年代,美国军方是半导体最大的单一买家,而冷战带来的供应链安全焦虑,让他们对关键元器件提出了一条铁律:核心芯片必须有“第二供应商”——即除了原厂(如英特尔),还得有另一家厂商能生产兼容产品,防止原厂产能中断、技术封锁或战时被摧毁,导致武器系统失能。

这种需求并非军方独有,当时的工业设备厂商(如通用电气、波音)也遵循这一逻辑:比如一台大型机床的控制芯片若只能从英特尔采购,一旦英特尔断货,整条生产线可能停摆。而当时的英特尔,虽然手握8080这款明星芯片(1974年推出,是首款能支撑通用计算机的微处理器),却无力满足所有订单。1974年英特尔的晶圆厂月产能仅数千片,远远无法满足军方一次采购上万颗的需求。

这就给了AMD机会,与其投入数百万美元、耗时2~3年从零研发一款全新芯片,不如逆向工程(山寨)Intel 8080,既能快速切入市场,又能精准对接“第二供应商”的刚需。其实,这种山寨策略在当时的硅谷并非孤例:摩托罗拉曾逆向工程Intel 4004,仙童半导体也山寨过德州仪器的逻辑芯片,先模仿、再合规,在当时是中小芯片厂商的主流生存路径。

山寨出身:3个工程师的离职创业

这里要提到AMD的阿肖恩・黑利、金・黑利、杰伊・库马尔山寨研发三人组。当时的施乐(Xerox)虽以复印机闻名,但其帕洛阿尔托研究中心(PARC)是硅谷的技术摇篮:图形界面、以太网、激光打印机都诞生于此(你没记错,苹果、微软操作系统的UI也是从施乐“偷”的)。

而这三位工程师当时在施乐负责的,正是半导体器件测试工作——每天接触各类芯片的内部结构,对Intel 8080的设计逻辑本就熟悉。1973年夏天,当他们得知Intel 8080即将量产、但第二供应商尚未确定时,便决定赌一把:在离职前,用当时最先进的35mm单反相机,在无尘车间里对着Intel 8080的预生产样品,偷偷拍下了400多张照片。

这些照片不是简单的快照,为了还原芯片内部的电路连接,他们需要将芯片拆解到裸片层面,用偏振光滤镜消除金属层反光,每张照片只聚焦1平方毫米的区域,再通过放大镜逐像素比对,像拼拼图一样画出原理图。更难的是逻辑还原:8080有4500个晶体管,每个晶体管的作用(是开关还是放大)、与其他晶体管的连接关系,都需要通过照片中的电路走向反推,三人甚至自制了简易的电路模拟板,逐一验证逻辑功能是否与Intel 8080一致。

当他们带着这套偷来的心血成果拜访硅谷厂商时,多数公司都犹豫了,怕惹上英特尔的侵权官司。而AMD创始人杰瑞・桑德斯(Jerry Sanders)却拍了板:“我们需要的不是原创,是能卖的产品。”当时的AMD刚花200万美元建成第一条N沟道MOS工艺生产线(比英特尔的P沟道MOS工艺更先进),正愁没有合适的芯片量产,Am9080恰好成了试金石。

50美分成本、700美元售价的暴利生意

1975年AMD正式量产Am9080时,单颗50美分的成本与700美元的售价,背后是冷战军备竞赛下的特殊定价逻辑,这不是普通的暴利,而是战略级采购的必然结果。

先看成本:50美分的低价并非AMD偷工减料,而是得益于两点。一是工艺优势:AMD的N沟道MOS工艺比英特尔的P沟道更紧凑,同样尺寸的晶圆(当时主流是2英寸晶圆),AMD能划出100颗Am9080,而Intel 8080每片晶圆只能生产80颗,分摊到单颗的硅材料成本更低;二是简化测试:军方采购对芯片的稳定性要求极高,但对额外功能没要求,AMD去掉了Intel 8080中一些民用场景才需要的冗余电路,不仅降低了生产难度,还减少了测试环节,当时测试一颗芯片的成本占总成本的30%。

再看售价:700美元的定价,是军方不计成本保供应的结果。1975年正值冷战高峰期,美国陆军正在推进战场指挥自动化,需要大量微处理器用于导弹制导系统、雷达终端和野战计算机。当时能生产兼容8080的厂商只有AMD(英特尔产能不足),属于独家供应;更关键的是,军方采购时看重的是供应链安全而非价格——比如一份采购1000颗Am9080的合同,除了芯片本身,还包含5年质保、极端环境测试报告、紧急补货承诺(72小时内送达全球任何军事基地),这些附加服务都被计入了售价。

更直观的对比是:1975年美国普通工人的月薪约800美元,一颗Am9080的售价几乎相当于一个月工资;而按通货膨胀计算,1975年的700美元约等于现在的4500美元。这样的溢价,让AMD在1975年仅凭Am9080就实现了1200万美元的营收(占公司总营收的40%),为后续研发积累了第一桶金。

与英特尔达成协议,山寨也有转正的一天

1976年AMD与英特尔签订的交叉授权协议,表面是解决侵权纠纷,实则是双方在第二供应商规则下的利益共赢:英特尔需要AMD帮它消化军方订单,AMD需要英特尔的授权摆脱山寨标签。

当时英特尔的处境比外界想象得更被动:虽然它是8080的发明者,但1975年德州仪器推出的TMS9900微处理器性能更强,正试图抢夺民用市场;而军方订单虽然利润高,但要求第二供应商的条款让英特尔无法独占。如果英特尔拒绝与AMD合作,军方可能转而采购德州仪器的芯片。因此,实际上是英特尔主动接触AMD,提出交叉授权:AMD获得生产8080的合法资格,同时需要将自己的MOS工艺专利授权给英特尔;授权费方面,2.5万美元的签约费+每年7.5万美元的年费,远低于英特尔可能面临的法律诉讼成本,当时半导体侵权案的平均诉讼费约50万美元。

协议中还有一个隐藏条款:双方约定未来新架构芯片的授权优先合作,这为1982年的x86授权埋下了伏笔。当时谁也没想到,这个条款会彻底改变PC处理器行业的格局:1981年IBM推出首款PC时,选择Intel 8088作为处理器,但也要求英特尔提供第二供应商;1982年,AMD凭借1976年协议的优先合作权,与英特尔签订x86架构授权协议,推出了Am286。从此,AMD成为除英特尔外唯一合法生产x86芯片的厂商,为后来与英特尔在酷睿时代的竞争埋下了种子。

值得一提的是,当时的AMD创始人杰瑞・桑德斯是个谈判高手,他在协议中特别加入专利追溯豁免条款,即英特尔不得追究AMD在1976年前生产Am9080的侵权责任,这让AMD彻底摆脱了山寨的历史包袱,可以安心扩大生产。

Am9080的遗产:不只是一款芯片

Am9080系列不仅为AMD赚得了第一桶金,更塑造了这家公司后来的技术性格:在别人的架构上做极致优化,优先满足专业市场需求(山寨做到极致也是一种能力)

当然,在技术层面上,Am9080的改进已远非山寨可以形容:除了4.0MHz最高频率(远超Intel 8080的3.125MHz),AMD还推出了多款场景化定制版。比如为海军开发的Am9080 Mar,能在-40℃至85℃的海水环境中工作,芯片表面做了防腐蚀涂层;为航空航天领域开发的Am9080 Aer,采用陶瓷封装(而非普通塑料封装),能抵抗宇宙射线辐射。这些定制化能力,让AMD在后来的服务器、数据中心芯片领域积累了经验——如今AMD的EPYC霄龙处理器能满足不同行业的定制需求,正是源于Am9080时代的技术沉淀。

在市场层面,Am9080也让AMD摸清了专业市场的玩法:相比英特尔早期侧重民用个人计算机,AMD通过Am9080牢牢抓住了军方、工业等高粘性、高利润市场,这种双市场并行的策略一直延续到今天——比如在游戏显卡领域,AMD既做消费级的RX系列,也做专业级的Radeon Pro系列;在CPU领域,既做锐龙(Ryzen),也做霄龙(EPYC)——既是GPU生产商中CPU做得最好的,也是CPU生产商中GPU做得最好的。

更深远的影响是,Am9080让半导体行业意识到第二供应商的价值:它不仅是安全供应的保障,更能促进厂商间的技术竞争。正是因为AMD在Am9080上实现了更高频率、更低功耗,英特尔才被迫加速改进工艺,推出了后续的8085、8086芯片,推动了整个x86架构的发展。尽管AMD后来也走过Bulldozer(推土机)和 Piledriver(打桩机)、压路机(Steamroller)和挖掘机(Excavator)的弯路,但如今无敌的农企已然势不可挡。

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