闯荡半导体江湖60年屹立不倒！德州仪器强在哪？

芯 东 西（公众号： aichip001 ）

编译 | 高歌

编辑 | 云鹏

芯东西3月9日消息，小小一块芯片，搅动着全球各国科技业的神经，IDC最新数据显示，2020年全球半导体业产值达到了4420余亿美元，2021年则有望飙升到4760亿美元。

在芯片产品重要的战略、商业价值之下，新老玩家你方唱罢我登场，勉力在各个产业链环节中分得一杯羹。目前全球半导体领域的领先玩家基本上都是在20世纪中后期成立。比如，全球第一大半导体公司英特尔成立于1968年。

但是，在全球半导体领域的“精英俱乐部”中，有一位玩家的历史可追溯到1930年、至今已跨越了约91年的时光。

事实上，这位玩家本身的历史，就与集成电路产业史无法分割——世界上第一块集成电路，诞生于这家公司一位工程师之手。

这家公司就是德州仪器（Texas Instruments）。数据显示，2020年，德州仪器在全球半导体公司中排名第七，并已连续多年入选“世界500强”公司。股票信息显示，2016-2021年，德州仪器市值翻了近三倍。

有趣的是，德州仪器最初并非定位为一家独立的芯片公司，而是一家地质勘探公司的子公司。90年间，从一家生产地质勘探用晶体管的子公司成长为全球最大的数字信号和模拟电路厂商，德州仪器经历了什么？又掌握了什么秘诀？

一、从国防业务开始的半导体巨头成长之路

翻开全球半导体行业Top10榜单，从1993年起，德州仪器即名列其中。探究30年间，德州仪器在半导体市场几番沉浮而不倒的原因，其在全球半导体产业链中拥有极其重要的战略位置。

不完全统计，德州仪器拥有约45000种模拟产品和客户设计工具，市面上几乎所有电子设备中都含有德州仪器的产品。因此，在股票市场上，德州仪器也常被视为整个半导体和电子行业的“晴雨表”。

其实，罗马非一日建成，在德州仪器成立之初，公司业务十分单一，仅生产母公司Geophysical Service Incorporated（GSI）地质勘探所需的一种晶体管产品。

1930年，尤金·麦克德莫特（Eugene McDermott）、塞瑟尔·H·格林（Cecil H.Green）、J·埃里克·约翰逊（J.Erik Jonsson）、帕特里克·E·哈格蒂（Patrick E.Haggerty）等人创办了德州仪器。

随后在1941年，麦克德莫特、格林、约翰逊买下了这个公司。1945年11月，帕特里克·E·哈格蒂被聘为实验与制造（L&M）部门的总经理。

德州仪器于1942年凭借潜艇检测设备进入美国军用市场，在红外雷达、激光制导和军用计算机领域都有所成就。

1951年该公司旗下的L&M部门凭借其国防方面的合同，迅速超越了GSI的地理部门，公司被重命名为“通用仪器”（General Instrument），同一年，公司被命名为“德州仪器”。1997年，德州仪器以29.5亿美元的价格将其国防业务出售给了雷神公司，开始专注于半导体领域中的模拟电路与嵌入式系统。

而在半导体领域，德州仪器留下了一长串令人惊叹的事迹：1954年生产了世界上第一个商用硅晶体管、同年设计并制造了第一台晶体管收音机、1958年发明了集成电路和手持计算器、1970年推出了第一款单芯片微控制器、1987年发明了DLP（数字光处理）芯片……

值得一提的是，在1958年入职德州仪器的工程师杰克·基尔比（Jack Kilby），正是集成电路的发明者。

彼时，杰克因为新入职而没能“攒够”公司为期两周的传统假期。在其他人休假期间，杰克开始研究自己感兴趣的新工艺，最终在1958年9月12日研发出世界上首款集成电路。由于其发明集成电路的杰出贡献，杰克·基尔比在2000年被授予诺贝尔物理学奖。

杰克·基尔比

二、两度波折，错失微处理器和移动芯片风口

不过尽管德州仪器技术实力强大，公司发展也并非一帆风顺，在微处理器和移动芯片领域都曾与成功失之交臂。

德州仪器本有一个在CPU领域取代英特尔的机会，却最终功亏一篑。

1970年，计算机制造商Computer Terminal Corp.（CTC）公司在设计Datapoint 2200（最早的终端用户计算机）时，希望英特尔能够采取单一芯片，使Datapoint 2200体积更小、散热效果更好。

接下来英特尔4004芯片应运而生，成为了世界上首个微处理器。但因为英特尔一开始对4004芯片并不上心，在研发过程中，4004项目被耽搁了6个月。

CTC不得已找到德州仪器，提出了相同的要求。几个月后，德州仪器的TMX 1795诞生，在1971年3月被《商业周刊（Businessweek）》称为“ LSI（大规模集成）的里程碑”。

但是TMX 1795芯片有很多问题，比如它不能承受超过50mV的电压波动、也不能独立完成运算；它的架构不合理也比较差，导致其尺寸过大，生产成本较高。

TMX 1795与英特尔4004、8008芯片尺寸对比（来源：Ken Shirriff‘s blog）

而此时CTC已经对Datapoint 2200完成了升级，运行速度和散热问题都得到了很好的解决。TMX 1795项目就此终止，没有像英特尔4004和8008一样投入市场。

除了PC时代，德州仪器也站上过移动时代的世界之巅。在苹果iPhone手机出现前，德州仪器作为诺基亚等厂商的芯片供应商，在移动芯片领域称霸一时。

但是在智能手机出现后，手机基带的重要性不断提高，而德州仪器缺少通信基带领域的专利，手机厂商如果使用其芯片还需要搭配其他公司的基带芯片，成本较高。

这导致德州仪器和手握大量通信专利的高通进行竞争时，经常处于下风。因此德州仪器在2012年裁掉了无线部门1700人，逐渐放弃了移动芯片市场。

三、多产业覆盖帮助德州仪器转型成功

即使两次失败使得德州仪器在PC和智能手机时代地位有所下降，德州仪器也没有因此而一蹶不振。

事实上，每次转型德州仪器都能迅速重整旗鼓，在新的领域取得成功。

德州仪器在1997年开始放弃国防军工与微处理器，以65亿美元价格收购美国国家半导体，布局模拟电路和嵌入式系统。

2020年德州仪器模拟电路营收109亿美元，占总营收的75.38%；嵌入式系统营收26亿美元，占2020年总营收的17.98%。两项业务总计占比93.36%，是当前德州仪器的主要营收来源。

德州仪器主营业务占比（来源：Texas Instruments）

德州仪器在2007年向Intel、英飞凌、贝恩资本出售其LCD、DSL、传感器及控制器、手机基带业务后，把业务市场向汽车和工业领域拓展。

2020年工业市场和汽车市场营收占到了德州仪器的57%，这一市场也成为了德州仪器的主要市场。

德州仪器关键市场占比（来源：Texas Instruments）

德州仪器之所以能够在转型后迅速重新取得成功，有多产品布局、注重技术发展、善于人才培养等多种因素。

德州仪器的转型成功大多来自于其原有业务中的强势产品。德州仪器采用“广撒网，多敛鱼”的策略，在多个领域同时推动布局，依靠完整的产业线覆盖在竞争中取得优势。

比如德州仪器在为美国军方生产雷达等军用设备时，也在自动进程控制计算机等领域有所成就。

早在20世纪80年代，它就为福特和通用打造了名为TLC542的车载器件8位ADC。

2003年德州仪器还推出了第一款汽车信息娱乐系统。

在其出售移动业务后，2010年德州仪器汽车业务营收达到10亿美元，成为了当时少数的汽车处理器厂商之一。

据前德州仪器中国区高管吕昱昭称，德州仪器拥有十万余种产品，涵盖到从处理器、微控制器、无线、到ADC/DAC的所有产品，能为客户全方位的解决需求。

德州仪器之所以能够有如此全面的产品线，是因为它对研发和创新比较重视。

杰克·基尔比成名之后，德州仪器创建了著名的基尔比实验室，对未来五到十年甚至更长的新技术进行开发，德州仪器的氮化镓工艺，电容隔离工艺等技术都来自于这个实验室。

德州仪器一直比较重视研发和销售能力建设，其研究和开发费用（R&D）占营收的比例长期稳定在10%左右。

2020年德州仪器研发投入15.3亿美元，是美国研发投入前十的半导体公司之一，至今总共拥有61316项专利。

此外，德州仪器针对人才培养也十分重视，台积电的张忠谋、中芯国际的张汝京、圣邦股份的创始人张世龙等人都出自德州仪器。

根据曾在德州仪器实习过的人描述，实习阶段就会有老员工全程的教导、精确到天的实习计划和部门经理的1对1培训。实习生也需要每周或每天进行实习反馈，方便HR或部门经理进行观察和评价。

在这样比较科学的人才培养流程下，德州仪器成为了不少优秀人才的实习、就业首选，保证了自身新鲜血液的补充。

结语：老牌半导体企业拥有“年轻灵魂”

作为一家老牌半导体厂商，德州仪器敢于在关键时刻大刀阔斧地调整公司业务方向，以面对新的领域和竞争。

在其官网上，德州仪器将公司价值观定义为：值得信任、兼容并蓄、勇于创新、保持竞争。这种不惧挑战的年轻心态，或许就是德州仪器的核心竞争力之一。

参考信源：Ken Shirriff‘s blog、五矩《半导体界的隐世老人：德州仪器的得与失》 、川轶之《德州仪器暑期实习分享》、Texas Instruments官网

凭借80,000+模拟IC与嵌入式处理器，德州仪器赋能汽车、机器人

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）芯片，‌作为电子产业链的上游，‌是整个科技创新的基石。为了满足终端设备对多功能、高性能的需求，芯片逐渐朝着更高集成度方向发展，融合更多的功能单元。与此同时，芯片与芯片之间的配合也很重要，有助于从方案端满足用户的差异化创新需求。

2024慕尼黑上海电子展上，作为一家全球性半导体设计与制造企业，德州仪器（TI）展示了一系列面向汽车电子、机器人和能源基础设施领域的创新产品、技术及先进解决方案，并携手合作伙伴进行了新产品的联合发布。

德州仪器2024慕尼黑上海电子展展台

德州仪器中国区技术支持总监师英（Jerry Shi）在现场活动中表示，德州仪器参加2024慕尼黑上海电子展的主题是“芯启未来：共赴安全、智能、可持续之旅”，凭借80,000+模拟IC与嵌入式处理器产品、各类软件以及最大规模的销售和技术支持不断开拓创新，德州仪器正在为汽车、工业、消费电子和通信等众多领域的用户提供全方位的支持。

德州仪器中国区技术支持总监师英（Jerry Shi）

助力实现“软件定义汽车”

在智能网联汽车未来发展上，“软件定义汽车”（software defined vehicles，SDV）已经是大势所趋。“软件定义汽车”是指在模块化和通用化硬件平台支撑下，以人工智能为核心的软件技术决定整车功能的未来汽车。根据摩根士丹利和大众汽车公司的估算，到2030年软件开发成本将占整车开发成本的一半左右。

师英指出，在“软件定义汽车”的大趋势下，德州仪器关注的核心是如何实现汽车的安全、智能化和可持续性，以及如何更好地推动汽车EE架构的迭代和创新，为汽车行业带来革命性的变化。

当前，围绕中央网关和座舱、辅助/自动驾驶、车辆控制三大区域控制器打造汽车EE架构已经成为主流。在这个架构下，整车厂正在尝试将越来越多的功能单元ECU融入区域控制器中，提升了汽车的智能化和线控能力，增强了汽车的安全性与能效管理。同时，这一架构也为“软件定义汽车”提供了硬件基础，实现数据的综合管理、云端聚合和整车OTA更新，为汽车行业的软件驱动转型奠定了基础。

师英称，德州仪器提供超过7000种汽车级芯片，帮助整车厂更好地实现EE架构升级。包括：

德州仪器的处理器、微控制器和电机控制器在汽车的中央计算平台和区域控制器中扮演关键角色，提供高性能计算能力，确保车辆电子系统、底盘和电池系统的安全和效率。德州仪器的多核异构处理器在ADAS系统中发挥着重要作用，处理来自毫米波雷达、摄像头和激光雷达等传感器的数据，帮助实现数据采集、融合运算、决策控制、驱动等整个链路的管理。在高速互联方面，德州仪器的产品和方案覆盖从传统CAN和LIN总线到基于以太网的车载网络，以及FPD-Link™和PCIe等高速数据编解码器，为智能网联汽车提供实时、安全的数据传输解决方案。在电源管理方面，德州仪器的电源管理IC是更高集成度的解决方案，并符合ISO 26262功能安全标准。

面向汽车领域，德州仪器在2024慕尼黑上海电子展上展示了丰富的产品和方案。比如在ADAS领域，德州仪器展示了Nullmax的新型智能驾驶解决方案——基于AM62A和TDA4处理器打造的前视一体机方案，通过将德州仪器先进的处理技术与Nullmax全套智驾算法相结合，推动汽车前视一体机的方案革新。

同时，在2024慕尼黑上海电子展上，德州仪器也携手合作伙伴进行了新产品的联合发布，包括德州仪器携手德赛西威进行新款CRD03H角雷达产品联合发布，以及德州仪器携手中车电驱进行双电机控制器电驱主控平台联合发布。

德赛西威传感器事业部硬件研发部门经理曾迪介绍称，CRD03H角雷达平台能够满足L2+级别自动驾驶对雷达的需求，能够输出速度、方位角、俯仰角、距离四个维度的点云信息，支持512个点云以及64个目标同时输出。CRD03H角雷达平台支持超过200m的探测距离以及160度的超宽FOV，能够在智驾和智驾辅助里面提供全天候、大范围的稳定探测，为驾乘者保驾护航。CRD03H角雷达平台使用了德州仪器AWR2944解决方案，配合德赛西威整机能力，让雷达的感知能力和稳定性达到行业领先水平。

湖南中车时代电驱科技有限公司研发经理彭恩宇提到，“双电机控制器电驱主控平台”搭载两颗德州仪器TMS320F280039-Q1芯片，不仅通用性好，还符合功能安全ASIL-B的要求，性价比极高。在方案实现的过程中，TMS320F280039-Q1芯片在CLA协处理器中单独运行软解码计算，且芯片对三角函数进行了优化，解决了旋变软解码算法运行导致CPU占用率高的痛点。

打造领先的机器人和能源基础设施

在机器人市场，当前人工智能技术正在推动机器人在感知、理解和交互等方面的全面升级，深度学习、神经网络、自然语言处理、计算机视觉等成为打造先进机器人的关键技术。与此同时，机器人对高精度的要求是一如既往。当然，要想将这些先进技术塞进机器人拥挤的结构空间内，也是一个很大的挑战。

在2024慕尼黑上海电子展上，德州仪器不仅展示了在机器人智能化、高精度方面的能力，也通过创新方案帮助研发人员解决小型化和集成化方面的挑战。

在机器人智能化能力体现上，师英认为，机器人的“大脑”必须具备AI能力以实现智能化。德州仪器展示了使用AM62A视觉SoC进行缺陷检测的操作演示，通过集成的摄像头和 AI 算法，可以实现对生产线产品的实时缺陷检测，输出产能、缺陷统计等关键数据。作为系统核心，AM62A配备2 TOPS 深度学习加速器、多达四个Arm® Cortex® A53处理器以及用于视频和视觉处理的多个其他加速器。

在机器人高精度能力体现上，师英强调，精准的电机控制是关键。德州仪器展示了来自客户节卡 (JAKA) 的智能冰淇淋机。德州仪器模拟器件广泛应用于该机器人中，用于快速高效地生产标准化的冰淇淋，可实现低噪声运行，并提供灵活性、高精度和安全性，同时还有助于实现高集成度和快速响应特性。

在机器人方案小型化体现上，师英指出，高开关频率的功率器件可以让磁性元件体积缩小，以提升功率密度并减小占板面积。德州仪器展示了一款适用于电机集成式伺服驱动器和机器人应用的48V、850W小型三相GaN逆变器参考设计TIDA-010936，可有效节省功率板面积并提高控制精度。

面向能源基础设施领域，德州仪器展示了从光伏、储能到EV充电、峰谷用电完整的系统级全链路方案，包括基于氮化镓的1.6kW双向微型逆变器参考设计；适用于1500V高压电池储能的可堆叠电池管理系统方案；来自客户正浩创新 (EcoFlow) 的800W 车载超充等。师英表示，在这些方案里，德州仪器的器件和方案可以帮助实现高压功率转换、电流电压传感、边缘处理、深度学习AI运算，以及电池管理系统等功能。

这些器件不仅提供出色的性能，并且具有很好的易用性。以功率器件为例，驱动设计是发挥功率器件性能的关键。师英表示，在功率器件驱动领域，德州仪器提供丰富的解决方案，并且能够根据不同的应用场景提供定制化的解决方案。比如：

针对传统的硅基FET，德州仪器提供隔离式门级驱动器，这种栅极驱动器能够驱动包括硅基、碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）在内的多种功率器件。针对GaN器件，德州仪器GaN芯片集成了栅极驱动器，具备监测和保护电路的功能。结合MCU配置，可以直接驱动与功率级集成的区域。基于GaN的智能功率模块（IPM），将驱动马达所需的GaN栅极驱动器和三对桥臂集成在一个模块中，提供了一种高度集成的解决方案。

结语

能够发现，德州仪器在2024慕尼黑上海电子展上的展示和分享，完美诠释了该公司的参展主题——“芯启未来：共赴安全、智能、可持续之旅”。从软件定义汽车到更智能的机器人，再到更高效且可持续的储能系统，德州仪器给工程师带来了丰富且领先的产品和方案，并为行业创新指引了方向。

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