第一,美国“硅谷”,目前全球规模最大,最具影响力的半导体产业中心依然是美国“硅谷”,整体来看,“硅谷”是芯片产业链最完整,竞争力最强,同时也是规模最大的芯片产业中心,生产的芯片约占全美国的三分之一。
全球最大的芯片企业和微处理器制造商-英特尔公司,就位于美国硅谷。在过去长达20多年的时间里面,英特尔一直是全球最大的芯片企业,英特尔是一家IDM,也就是涵盖设计,制造,封测等垂直一体化的芯片供应商。
而全球5大芯片设计企业,有4家总部位于“硅谷”,包括博通,高通,英伟达和AMD,当然这里面还包括自研芯片的苹果公司,FPGA巨头赛灵思。由于拥有强大的芯片设计能力,硅谷实际上也是全球芯片代工产业最重要的市场源头,在半导体设备领域,美国三大芯片设备供应商应用材料公司,科磊,泛林研发的总部也都在“硅谷”。
第二,得克萨斯州,如果说“硅谷”是美国芯片产业的研发和设计中心,那么得克萨斯州就是美国芯片产业的制造中心。该州的晶圆工厂主要集中在达拉斯和奥斯丁,总共有15家晶圆工厂。达拉斯是TI(德州仪器)的总部所在地,而TI总共在德州拥有5家晶圆工厂。
而中国两大芯片龙头企业的台积电,中芯国际的创始人张忠谋,张汝京均出身于德州仪器。作为全球最大的模拟芯片供应商,TI的市场份额远远领先于其它厂商。此外,三星电子在该州拥有一座12吋晶圆工厂,Qorvo拥有3座晶圆工厂,恩智浦有3座工厂,英飞凌,高塔半导体,X-Fab各有一座工厂。
第三,韩国京畿道,整体来看,韩国是仅次于美国的全球第二大芯片产业生产国,三星电子,SK海力士在存储芯片市场处于垄断地位。而韩国芯片生产的大部分产能又都集中在京畿道。
从三星电子来看,目前在韩国的晶圆工厂有5座(其中12吋晶圆厂4座,8吋晶圆厂1座),分别位于华城,平泽等地,主要产品包括逻辑芯片代工,图像传感器,存储芯片等。京畿道的韩国芯片企业大都是IDM,覆盖从设计,晶圆制造以及封装测试环节。而从事专业代工的企业有东部高科等。
第四,中国台湾省,台湾地区是全球最大的晶圆代工基地,而主要晶圆工厂分布于北部的新竹,南部和中部的科技园区。在新竹科学园,这里是众多芯片企业总部所在地。
包括代工企业台积电,联电,世界先进半导体;芯片设计企业联发科,联咏,瑞昱;硅晶圆企业环球晶圆等。而在中部,南部的科技园区,同样拥有众多的晶圆工厂。目前代工龙头台积电在台湾地区拥有12吋晶圆工厂4座,8吋晶圆工厂4座。
第五,日本九州岛,日本芯片产业以IDM为主,尤其在功率半导体,图像传感器,闪存等领域拥有优势。日本芯片企业的研发部门大都位于东京等大城市,九州岛以芯片生产为主,产值约占日本总产值的30%左右,其中比较大的工厂包括索尼的12吋晶圆工厂,瑞萨电子的8吋晶圆工厂,三菱电机的IGBT工厂等。
第六,德国德累斯顿,德累斯顿也被称为德国的“硅谷”,这里聚集了美国芯片代工企业格罗方德,本土芯片巨头英飞凌,博世等。英飞凌是功率半导体市场的领导者,博世在汽车电子,MEMS传感器领域拥有很强的实力,两家本土企业都以IDM模式为主。格罗方德是全球三大晶圆代工企业之一,德累斯顿工厂也是格芯最早建立的晶圆工厂。
第七,新加坡,新加坡拥有完整的芯片产业体系,涵盖芯片设计,制造及封测等环节,其中大部分是外资企业,包括有存储芯片巨头美光科技,晶圆代工企业格罗方德,台积电,联电等。其中美光科技拥有三座NAND闪存工厂,包括部分研发业务,目前该工厂是美光在亚洲地区的主要研发和生产中心。
英国位于欧洲西部,由大不列颠(包括英格兰、苏格兰和威尔士)、爱尔兰东北部和一些小岛组成。横跨北海、多佛海峡和英吉利海峡,面向欧洲大陆。海岸线总长11450公里。 历史上,从8世纪末开始,以丹麦人为主的斯堪的纳维亚人多次入侵英国。值得一提的是,1337年至1453年英法之间为领土扩张和争夺王位的战争是世界上最长的战争,断断续续持续了116年。与欧洲大陆相比,英国文艺复兴发生较晚,但经过都铎王朝和伊丽莎白女王时代,英国文艺复兴的后来者后来居上。17世纪初,英国诞生了“三巨头”:莎士比亚、培根和哈维,他们成为当时艺术、人文和科学领域最杰出的代表。值得一提的是,英国是世界上第一个工业化国家,许多科学发现和发明都是第一个做出的,如蒸汽机、青霉素、脱氧核糖核酸、绵羊多利和喷气发动机等。英国国土面积24.41万平方公里(含内陆水域,欧洲排名第12,德国排名第8)。人口6648万。 德意志联邦共和国,简称德国,属于中欧。它是一个联邦议会制共和国,北邻丹麦,西接荷兰、比利时、卢森堡和法国,南接瑞士和奥地利,东接捷克和波兰。这个国家由16个联邦州组成,首都是柏林。德国国土面积357167平方公里,人口约8292万,是欧盟中人口最多的国家,主要民族为德国人。德国人在公元前就生活在德国。部落在公元2-3世纪逐渐形成。德国于83年脱离法兰克帝国,并于962年建立神圣罗马帝国。日耳曼人通过长期的对外征服,占领了捷克、意大利北部和波兰西部,并远征俄罗斯和匈牙利。值得一提的是,1914年德国挑起第一次世界大战,1918年因战败而崩溃。1919年2月,德国建立魏玛共和国。希特勒于1933年上台,实行独裁统治。德国在1939年发动了第二次世界大战。在盟军的进攻下,德国战败,于1945年5月8日投降。1990年,东德和西德终于实现了两德统一。 经济总量是衡量一个国家发达与否的重要参考指标之一。根据IMF和世界银行的数据,与英国相比,德国的经济产出最大,也最富有(人均GDP指标)。具体指标如下: 1)英国2020年GDP将为2.83万亿美元,成为世界第六大经济体;2020年人均GDP为40406美元,世界排名第22位。 2)德国2020年GDP为3.86万亿美元,是世界第四大经济体;2020年,德国人均GDP为45733美元,世界排名第16位。 3.英国和德国谁的经济发展水平更高? 1)英国是世界上第一个工业国。英国的主要工业有:采矿、冶金、化工、机械、电子、电子仪器、汽车、航空、食品、饮料、烟草、纺织、造纸、印刷、出版、建筑等。其中,汽车、航空航天、化工、制药、生物技术、食品饮料、电信、电子、软件和环保是英国十大优势产业。特别是生物制药、航空和国防是英国工业研发的重点,也是英国最具创新力和竞争力的行业。 然而,英国最突出的产业是服务业(金融业和旅游业),其产值一度约占国内生产总值的四分之三。毫无疑问,这是后工业革命的最终转折和结果。 在旅游领域,2014年英国旅游收入一度位居全球第五。英国是世界上重要的旅游目的地和出口国,其国内旅游业也非常发达。旅游业在英国的政治、经济和社会生活中扮演着非常重要的角色,被誉为最有前途的行业。作为世界上最大的旅游目的地之一,英国政府制定了首个“旅游行动计划”,强调英国作为旅游大国的世界地位,并提出了2025年的旅游发展计划和目标。 在金融领域,英国金融可以说是世界“领头羊”,因为英国的金融服务业占GDP的79%,并不低。特别是英国的首都伦敦,曾经是世界三大金融中心之一(其他还有纽约和东京)。 在航空航天领域,英国的航空航天工业非常发达,至今仍处于世界前列。例如,著名的空客A380和A350 XWB的机翼是在空客英国公司的布劳顿工厂设计和制造的,而波音787四分之一的价值来自英国制造商,包括著名的伊顿、迈克尔-布格迪-道蒂和劳斯莱斯。英国空客公司还制造了A400 m军用运输机的机翼。特别是罗尔斯·罗伊斯,它是世界上第二大航空发动机制造商,已经为民用和国防部门提供了30,000多台发动机。 在生物制药行业,英国在世界上也举足轻重。作为英国第二大生物技术基地,生物技术一直处于世界领先地位,拥有非常强大的声誉和研究中心。英国也有许多生物制药和生物技术的高科技公司,如世界知名的葛兰素史克和阿斯利康。其中,阿斯利康英国是世界制药强国,与美、日并列世界前三大药物研究中心。根据英国制药工业协会(ABPI)此前的报告,全球排名前100位的处方药中,有五分之一是在英国研发的。欧洲制药行业40%的上市公司来自英国。欧洲医学鉴定局总部设在伦敦。特别是,剑桥、牛津和伦敦的大学形成了世界顶尖的R&D高科技集群。 在化学工业领域,英国曾经拥有世界第六大化学工业,欧洲第四大化学工业。其中,帝国化学工业集团(ICI)是英国最大的化工企业,英国58%的石化工业集中在英格兰东北部。例如,巴斯夫、亨斯迈、P&G等著名跨国公司都在这里落户。 在食品饮料领域,英国食品饮料行业位居欧洲第一,占全球食品饮料市场的8%,曾是英国最大的制造业。世界知名企业有帝亚吉欧葡萄酒、联合利华、吉百利、联合多梅尼科葡萄酒、连赢食品、泰来糖业和北方食品,其中苏格兰威士忌是代表产品。 在电信领域,英国曾是欧洲最大的电信市场,其中宽带基础设施“密度”指数全球第一,竞争力指数全球第三;英国的电子工业在欧洲处于领先地位,世界排名第五。英国最大的电子公司之一是位于剑桥的ARM公司,这是一家世界著名的半导体芯片设计公司。 在软件领域,英国软件业的技术能力领先于欧洲,尤其是对安全性要求较高的金融和财务软件。英国有3万多家软件公司,主要集中在英格兰东南部、苏格兰、剑桥和M4高速公路周边地区。 英国的优势产业包括农业,农业具有高度机械化和高效率的欧洲标准。曾经,不到1.6%的劳动力为英国提供了60%以上的食物。农业人口人均拥有70公顷土地,是欧盟平均水平的四倍。英国是欧盟最大的捕鱼国之一,捕鱼量一度占欧盟的20%。作为传统的海洋强国,在英国经济中仍然保持着重要地位。 2)德国是欧洲经济的领头羊。值得一提的是,德国的实体经济占GDP的比重很大。相比其他欧盟成员国,德国工业制造的产业链应该是比较完整的。德国每年外贸顺差大,德国是净债权国。德国在欧盟的经济地位举足轻重。比如德国的GDP曾经占到欧盟GDP总量的三分之一。德国实体经济占欧盟实体经济总量的一半。值得一提的是,欧盟的工业制造业与德国关联度高,对德国依赖度高。德国制造业是欧盟制造业的核心和晴雨表。因为德国每年都有巨额的贸易顺差,而这些贸易顺差大部分都投入到了欧盟的经济运行中。可以说,德国经济是欧盟经济的重要引擎和基石。从某种程度上说,德国的兴衰决定了欧盟的兴衰。毫不夸张地说,德国经济是欧盟经济的支柱。 德国是欧盟和欧元区的创始成员国之一。德国曾是世界第三大出口国。出口占全国出口的三分之一以上。早在2013年,德国就成为全球最大的资本输出国。德国是重要的世界贸易大国,与230多个国家和地区保持贸易关系。值得一提的是,德国产品以其优良的品质、先进的技术、精湛的做工闻名于世,但成本较高。德国的出口业以其高质量、周到的服务和准时的交货闻名于世。比如西门子制造世界闻名,拜耳制药天下无敌,德国啤酒世界闻名。毫无疑问,这一切都取决于德国人严谨可靠的产品质量。毫不夸张地说,德国制造是世界制造的主宰者。 早在1887年,英国议会就曾通过侮辱性商标法,规定销往英国的德国商品必须标明“德国制造”,与贵族英国制造不同。没想到,德国人只用了15年就在经济总量上赶上了英国,尤其是在军舰制造上。特别是20世纪以来,德国的机械、化工、汽车、电子四大优势产业举世闻名。值得一提的是,在机械制造的31个部门中,德国在精密、光学仪器等17个方面位居世界领先,甚至有多达27个进入前3。德国制造的特点是耐用、可靠、安全和精确。 德国一直将理性严谨的民族性格彻底融入到经济产业中,并成为其核心价值观。德国保持着最全面的标准化体系(DIN),世界上三分之二的机械制造标准都是根据DIN制定的。德国是德国最能工巧匠。德国拥有世界领先的电子和电气工业。每年用于技术创新的支出已达150亿欧元,占该行业营业额的10%,其中R&D投资为120亿欧元,约占德国工业R&D投资总额的五分之一。 德国的制造业非常发达,德国产品的精益求精让德国制造享誉世界。德国的制造业主要位于高端制造领域,附加值高,产品质量优良,尤其是汽车、精密机械制造、机床、电气设备等领域。,实力雄厚,优势明显。最能代表德国工业水平的是工业机械,制造机械的母机。德国是世界上汽车工业最发达的国家之一。德系车深受全球消费者的信赖和喜爱。比如大众、奔驰、宝马、保时捷等等都是德国品牌。汽车工业也是德国经济的支柱产业之一。比如2018年,德国有32家公司登上世界500强榜单。在收入超过1000亿美元的前四家公司中,除了安联保险集团,其他三家都是德国汽车公司。 化学工业是德国的第四大支柱产业。德国化学工业在世界上的三大主导领域是基础有机化学品、初级塑料制品和医药,这三大产品领域占德国化学总产量的15-20%。 德国的新能源产业世界领先,特别是在太阳能、风能、生物质能、地热能和水力发电的开发利用方面。德国的目标是2020年可再生能源发电比例至少达到35%。德国可再生能源协会认为,到2020年,德国的可再生能源发电量可以保证全国一半左右的电力需求。 德国农业高度发达,尤其是机械化。德国在农业机械制造能力方面领先世界。比如德国的Fent拖拉机是世界上功率最高的,标准拖拉机500马力。德国克拉斯是一家生产世界上最高端收割机的企业。青饲料机是JAGUR系列,谷物收割机是LEXION系列。最大功率早已超过600马力,多次打破8小时收获最多谷物的吉尼斯世界纪录。世界知名的德国博世公司、ZF公司等零部件公司几乎占据了全球机械制造的每一个角落。 4.英国和德国谁的科技实力强? 它是世界高科技、高附加值产业,尤其是涉及多个科学领域的科研的重要R&D基地之一。英国是牛顿力学和微积分诞生的地方,是发明蒸汽机的国家,是发明火车的国家,是世界上第一个实现工业化的地方。英国,一个面积不大的国家,却有着深厚的科技底蕴,曾经培养出ARM、劳斯莱斯、DeepMind这样的全球知名巨头。虽然英国的核心产业是服务业,尤其是金融业,但是在科技和工业方面有大量的高精尖企业。比如著名的bae公司是欧洲第一,世界第三大军火制造商,而劳斯莱斯是世界上最先进的航空发动机制造商。比如阿斯利康著名的制药公司葛兰素史克,比如化妆品巨头联合利华,是世界著名的英国个人护肤品制造商。以及英国最大的跨国广告公司wpp。与此同时,英国在创意产业和设计教育方面也遥遥领先于世界。 英国曾经以1%的人口从事了世界5%的科学研究。英国之前发表的学术论文一度占全球论文总数的9%,引用率为12%,仅次于美国;英国人在各种国际科技比赛中竞争,获得国际奖项的人数约占世界所有国家的10%。如果不是“双重国籍”,英国曾经有78位诺贝尔奖得主,位居世界第二。英国的科技成果在生物技术、航空、国防方面依然硕果累累,很多核心专利(未申报专利)都被美国人购买了,比如航母、舰载机上的各种专利。英国是世界上高等教育发达的国家;它是现代高等教育体系的发源地;世界上最古老的高等学府诞生于英国。英国有138所大学,最著名的两所大学是牛津和剑桥。 值得一提的是,英国拥有半导体知识产权提供商ARM。全球超过95%的智能手机和平板电脑采用ARM芯片微处理器架构。包括华为,三星,苹果。而且手机芯片架构采用ARM架构。ARM的芯片处理器架构可以说是垄断了全球微处理器市场。 英国的克隆技术非常先进。比如克隆技术,第一件震惊世界的事情就是英国克隆绵羊。克隆技术属于生物技术,英国的生物技术也走在世界前列。 值得一提的是,此前10年,英国伦敦吸引的国际科技投资项目比巴黎、都柏林、马德里、阿姆斯特丹和慕尼黑加起来还多。根据著名的安永会计师事务所的数据,内伦敦在此期间吸引了1009个投资项目,而巴黎只吸引了381个。 德国以其丰富的文化历史而闻名。德国不仅是有影响力的成功艺术家、哲学家、音乐家、运动员和企业家的诞生地,也是生产科学家、工程师、发明家和全球顶级企业的故乡。德国在科学方面取得了显著的成就。103名德国人被授予诺贝尔奖。尤其是在20世纪,德国的诺贝尔奖获得者比其他国家都多,尤其是在物理、化学、生理学或医学领域。例如,阿尔伯特·爱因斯坦和马克斯·普朗克是现代物理学的重要奠基人, 德国的研究机构包括马克斯·普朗克学会、亥姆霍兹联合会和弗劳恩霍夫协会。Godfried Wilhelm Leibniz奖每年授予10名科学家或学术研究人员,最高奖金为250万欧元,是世界上最高的研究资助之一。 德国有很多著名的发明家和工程师,比如发明了盖革计数器的汉斯·盖革;康拉德·楚泽制造了第一台全自动数字计算机。斐迪南·冯·齐柏林、奥托·李林塔尔、戈特利布·戴姆勒、鲁道夫·迪塞尔、雨果·容克和卡尔·本茨塑造了现代汽车和航空运输技术。航天工程师沃纳·沃纳·冯·布劳恩(Werner wernher von braun)研制了第一枚太空火箭,随后美国宇航局又研制出土星五号运载火箭,使阿波罗计划得以实现。证实海因里希·赫兹电磁波的存在对于现代电信的发展是非常重要的。 比如德国有Gitmall,Trumpf,Schuler,Schlaflin,Hammer,Julang,eMark,Siemens等众多世界知名品牌。德国拥有世界著名的工业巨头西门子,著名的大众、保时捷、宾利、奔驰、宝马、奥迪、博世、拜耳、巴斯夫、麦德龙、汉莎、阿迪达斯、彪马、大陆轮胎、徕卡相机等。 德国是世界公认的工业强国,高端机床制造技术居世界领先水平。德国制造的数控机床和各类机器的技术和质量均居世界领先水平。比如德国著名的博世,很多人只知道是电器和电动工具。但事实并非如此。目前世界上几乎所有的汽车都有德国博世的汽车零部件(包括电子、机械、软件)等产品。事实上,博世作为全球最大的汽车零部件供应商,不仅掌握着各种汽车技术专利中的领先技术,还拥有全球最多的自动驾驶技术专利,甚至一项都没有。据了解,博世目前是全球最大的MEMS(微型传感器)供应商,全球四分之三的智能手机和平板电脑都使用博世的微型传感器芯片。博世集团旗下的博世数字会议系统在各类同声传译设备、会议控制器、发射机、接收机、中央控制器、视频系统等领域占据世界领先地位。尤其是旗下的博世力士乐是世界著名的工业自动化、工业技术、机械设备领域的龙头企业。值得一提的是,德国博世集团有3万多名工程师是软件工程师,相当于一个庞大的软件公司。怎么样。 西门子在德国很有名。西门子的产品业务非常广泛。西门子涵盖电子、自动化、医疗设备、工业自动控制系统、建筑技术、工业软件解决方案、工业机器人零部件等。企业产品包括:医疗(CT、核磁共振机、x光机、b超)、PLC、工控机、变频器、触摸屏、数控系统、电气设备、工业交换机、以太网通信设备,其他包括能源、发电、燃气轮机、高铁技术等。 德国SAP公司是全球著名的领先软件解决方案供应商之一,也是全球最大的软件公司之一。德国蔡司是世界光学和光电子领域的杰出领导者。其业务包括医疗、科研、显微镜和半导体制造。掩模对准器,包括ASML,使用蔡司光学系统和镜头。 英飞凌德国公司是全球领先的半导体公司之一,产品包括功率半导体、汽车电子芯片、微控制器、射频技术、传感器芯片、手机通信芯片、安全芯片等。德国凤凰电气是世界领先的电子接口技术和工业电子产品公司之一。德国库卡公司是全球四大工业机器人公司之一。虽然收购了90%的股份,但它仍然拥有核心技术。 德国巴斯夫公司是世界上最大的化工企业之一。德国拜耳公司是德国最大的工业集团之一,其领域涉及聚合物、制药、化工和农业。海洛因是这个企业发明的。大陆集团也是德国著名的汽车零部件公司,是全球领先的公司。其产品包括汽车电子、汽车安全设备、雷达、控制器ECU和轮胎。 还有德国著名企业:爱思强、北孚自动化、北孚传感器、思科传感器、蒂森克虏伯、汉高、莱茵金属、ZF、曼恩、默克科技、博朗等。上述企业在其行业中处于世界领先地位。 德国拥有全球最多的隐形冠军企业,超过美国和日本排名第一。而且德国99%以上都是中小企业,这些小企业在全世界都极具竞争力。比如德国海德堡印刷机,每个轴承位置公差为0,早在上个世纪就是世界一流水平,日本所有的希尔印刷机都愿意俯首称臣。 Flawn Hof应用研究所也是世界三大科技研究机构之一,专注于科技研究,平均每天申请两项专利。堪称绝对的创新王国。 英国是一个历史悠久的世界体育强国。英国于1908年、1948年和2012年在伦敦举办了三届奥运会。英国是一个崇尚体育的国家。英国人发明了多达16项运动:如高尔夫、冰壶、板球、壁球、网球、曲棍球、现代足球、橄榄球、台球/斯诺克、蹦极、乒乓球、圈球、羽毛球、有舵雪橇、飞镖、躲避球等等。 英超是世界五大足球联赛之一。温布尔登网球是四大满贯之一,也是草地球场上最重要的赛事。全世界最优秀的职业网球运动员参加比赛,使其成为世界上最高水平的网球比赛之一;温布尔登市在国际体坛也很有名。每四年在英国举行一次的橄榄球世界杯是橄榄球界最大的赛事。羽毛球起源于英格兰,英格兰羽毛球联合会每年举办的“全英羽毛球锦标赛”得到了国际羽联的认可,成为一项重要的国际羽毛球比赛。 台球(斯诺克)在英国有着悠久的历史,它已经成为仅次于足球的拥有第二大电视观众的运动。除此之外,世界范围内的三大比赛都在英国举行(如世界锦标赛、温布利大师赛和英国锦标赛)。英国著名的台球明星有老戴维斯、老希金斯、亨德利、奥沙利文、马克·威廉姆斯和约翰·希金司等。、 英国也是公认的高尔夫故乡。英国有数百个世界级的高尔夫球场,如圣安德鲁斯、温特沃斯、钟楼和卡诺斯蒂,都是世界著名的高尔夫球场。英国公开赛是四大高尔夫球锦标赛中历史最悠久、最负盛名的。 世界一级方程式赛车与世界杯和奥运会一起被称为世界上最受欢迎的三大体育赛事。英国F1站是所有F1世界锦标赛中历史悠久的分站。场地是英国的银石赛道,这是世界上最频繁的赛车赛道之一。银石是英国赛车业的发源地。 英国是世界上马术实力最强的国家。它在2012年伦敦奥运会上获得了最多的13个奥运参赛项目。英国有120万个养马的家庭,12000名注册骑手。 英国自行车运动的强度很高。在2012年伦敦奥运会的自行车项目中,英国队获得了全部18枚金牌中的8枚。英国不仅自行车竞技实力强,而且群众基础雄厚。例如,早在2005年,BBC广播4台就进行了一项全国范围的调查,要求听众推荐1800年以来最重要的十大发明。结果自行车以过半的高票轻松登顶。另外,赛艇起源于英格兰,是英格兰的传统团队运动。 就文化而言,伟大的戏剧家莎士比亚出生在英国。莎士比亚已经融入了英国文化的血液,不仅成为英国人的骄傲,也是英国文化的象征。威廉·莎士比亚(1564-1616),文艺复兴时期伟大的戏剧家,是英国文坛的巨星,在世界文化史上有着很高的地位和巨大的影响。他被公认为欧洲三大诗人之一(莎士比亚、歌德和但丁)。同时,莎士比亚也是世界各国专家学者研究最多的戏剧家,这使得莎士比亚研究成为世界上颇具影响力的“杰出研究”。 英国著名物理学家牛顿被誉为百科全书式的“全才”,是《自然哲学和光学的数学原理》一书的作者。在1687年发表的论文《自然法则》中,他描述了万有引力和三大运动定律。这些描述为接下来的三个世纪奠定了物理世界的科学观点,并成为现代工程的基础。通过证明开普勒的行星运动定律和他的引力理论之间的一致性,他表明了地面物体和天体的运动遵循相同的自然定律。它为日心说提供了强有力的理论支持,推动了科学革命。在力学方面,牛顿阐述了动量和角动量守恒原理,提出了牛顿运动定律。在光学方面,他发明了反射望远镜,并基于三棱镜将白光发散成可见光谱的观察发展了颜色理论。他还系统地制定了冷却定律,研究了声速。在数学方面,牛顿和戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展微积分的荣誉。他还证明了广义二项式定理,提出了逼近函数零点的“牛顿法”,对幂级数的研究做出了贡献。在经济学上,牛顿提出了金本位制。 圣阿尔本的第一位子爵弗朗西斯·培根(1561-1626)出生于英格兰。他是英国文艺复兴时期的散文家和哲学家。英国唯物主义哲学家,实验科学的创始人,现代归纳法的创始人,逻辑组织科学研究程序的先驱。他的主要著作是《新工具》,关于科学的进步和学术的伟大复兴。 英国诞生了斯蒂芬·威廉·霍金。斯蒂芬·威廉·霍金(1942年1月8日),CH(荣誉勋爵),CBE(大英帝国司令),FRS(英国皇家学会会员),FRSA(英国皇家艺术学会会员),英国剑桥大学著名物理学家,是近代最伟大的物理学家之一。他患有肌萎缩性脊髓侧索硬化症(卢加雷氏病),瘫痪,不能说话。他唯一能动的地方是一双眼睛和三根手指,其他部位不能动。 英国诞生了奥利弗·克伦威尔,英格兰共和国的保护者,英国政治家、战略家和宗教领袖。17世纪英国资产阶级革命中,资产阶级新贵族集团的代表和无党派人士的领袖。 德国也是世界公认的体育强国。德国举办的国际体育赛事,如1936年柏林奥运会、1972年慕尼黑奥运会、1974年德国世界杯、1988年西德欧洲杯、2006年德国世界杯、2009年世界田径锦标赛等。 德国是世界赛车运动的领先国家之一。德国盛产F1车手。其中,F1历史上最成功的车手,七届世界冠军,车王迈克尔·舒马赫来自德国。他创造并保持了许多F1记录,是世界上收入最高的运动员之一。他的哥哥拉尔夫·舒马赫原本是一名F1车手,但现在他是一名DTM车手。继舒马赫之后,维特尔连续四次获得F1世界冠军。现役车手有罗斯伯格、海菲尔德、格洛克和苏蒂尔。德国的宝马和奔驰也是赛车运动的领先制造商。例如,保时捷在勒芒24小时耐力赛中获得了16个冠军,而奥迪获得了9个冠军。德国DTM巡回大师赛是当今世界上最著名的房车赛之一。 德国传统优势项目:田径、游泳、赛艇、足球、马术、曲棍球、手球等。冬季运动也是德国人的强项,比如有舵雪橇、有舵雪橇、冬季两项、越野滑雪、速滑等,经常在欧洲和国际比赛中获得奖牌。德国著名体育明星包括贝克尔、网球女王格拉芙、著名自行车运动员扬·乌尔里奇、九球皇帝苏吉特、体 *** 老将丘索维金娜、乒乓球名将蒂莫·波尔等。NBA历史上第一位外籍MVP、达拉斯小牛队球星德克·诺维茨基来自德国维尔茨堡。 德国的足球水平是公认的世界顶级水平。比如,德甲是欧洲五大联赛之一,德甲的平均上座率在世界任何职业体育联赛中排名第二。德国约有2700万人加入体育俱乐部,全国共有9.1万个体育俱乐部。足球是德国最受欢迎的运动。值得一提的是,德国曾是世界上唯一获得男女足球世界杯冠军的国家。2006年德国世界杯, 回答于 2022-09-27一滩墨渍为2019年IEEE荣誉勋章获得者库尔特•彼得森开启了终生研究微型装置的大门。
1975年,库尔特•彼得森(Kurt Petersen)还是一名年轻聪明的研究员,当时他刚拿到麻省理工学院电气工程专业的博士学位,在位于美国加州的IBM阿尔玛登研究中心工作。他是该中心光学研究小组的一员。不过,他时常觉得很无聊,有一天,他漫步于巨大的建筑群中,然后发现了一条普普通通的走廊的油毡瓦上有一大块黑色污渍。就是这滩污渍改变了他的生活和整个行业。
为了找到污渍来源(他也是闲来无事),彼得森走进了最近的实验室。最后他发现,这块污渍是由溢出的墨水形成的。这是一家研发喷墨打印机喷嘴的实验室,研发过程中需要在硅材料上打孔。
在硅材料上打孔?彼得森从未听说过,但他想起了之前看过的一则有关硅基微型加速的广告。突然间,一个更大的场景浮现在他的脑海中:人们实际上正在制造微型机械配件,各种部件只有几微米,都是用硅材料制成的。今天,我们将这类装置称为微机电系统(MEMS)。彼得森也想制造MEMS。
于是,他开启了全新的职业道路——专攻MEMS技术,包括现在用来扫描美国境内所有邮寄信件以防炭疽病菌的装置,并创建了MEMS企业。正是因为在这方面作出的贡献,彼得森在2019年获得了IEEE荣誉勋章。
发现那滩墨渍后不久, 彼得森开始阅读他能找到的所有有关使用硅材料制造微型机械装置的资料,包括各类期刊杂志,如《IEEE电子器件会刊》(IEEE Transactions on Electron Devices)、《应用物理学快报》( App lied Physics Letters)和《电化学会会杂志》(Journal of the Electrochemical Society)。当时这类装置还没有具体的名称,市场上也只有几种MEMS产品。他发现“世界各地有很多人已经用硅制成了不同的机械装置,但是还没有形成相关群体。研究这类装置的大部分人相互之间并不了解。”
而后彼得森开始着手制造他的第一个装置。看着显微镜下的那些喷墨打印机喷嘴,他说道:“如果有缺陷,我一眼就可以看到。显微镜下有一些微小、独立且非常细的二氧化硅柱。我就想,这些微小的机械结构也许可以四处移动。它们也许能让光转向,我可以做一个调光器。”他的研发过程与今天MEMS的制造过程类似,首先在外延硅牺牲层上铺一层二氧化硅,然后将牺牲层蚀刻掉。最后只剩下二氧化硅悬臂,顶部是薄金属层。
他花了3个月时间制造出好几个微型调节器,每个调节器长约100微米,厚约0.5微米。他将这些调节器带到配有IBM扫描电子显微镜的实验室,那里的一位技术人员帮他安好了电线,然后他给这些装置接通了电源,观察它们的运转情况。
“她都着迷了。”彼得森回忆道,“她说从未见过在显微镜下运行的装置。”
后来,彼得森又花了5年时间,利用硅材料制造了尽可能多的各种微型机械装置,包括加速和电子开关。他离开光学研究小组,进入了一家特别定制实验室,只能容纳他和一名实习生。
根据对文献的深入研究和自己所做的工作, 彼得森撰写了一份关于新兴技术的内部报告。“很多机械结构对IBM而言可能都有价值。”他说,比如光学和机械磁盘驱动器的读写头以及更复杂的喷墨打印机喷嘴,但是IBM并不感兴趣。
彼得森很失望,但他也意识到,这类装置不属于IBM的关键业务。于是他修改了报告,删除了IBM专有信息,并将其提交给了《IEEE会报》,足足占满了整个会报的50页版面。文章题为《作为机械材料的硅》(Silicon as a Mechanical Material),成为了1982年5月的封面文章,使MEMS确立为一个单独的技术分支。
这篇论文涉及的内容很全面,对集成电路材料的机械性能以及将这类材料蚀刻成相应形状和结构的各种方式都进行了论述。“文章对未来可能出现的事物进行了推断,例如深反应离子刻蚀(DRIE),这项技术为该领域带来了彻底变革。”他说,“即便是在今天,也有很多人对我说,正是那篇文章使他们对MEMS产生了浓厚兴趣。”
“读研究生时我们就都读过这篇文章。”现任斯坦福国际研究院首席技术官的格雷格•科瓦奇(Greg Kovacs)说,该研究院位于美国加州门洛帕克。“他在MEMS领域发挥了巨大作用。他所完成的工作比开创这一领域更为重要,他推动了这一领域的发展。于我而言,他是一位超级英雄。”
《IEEE会报》论文一经发表,彼得森就被邀请到世界各地的 会议 上发言,而且研究员纷纷来阿尔玛登想一睹作者尊容。“进行各种疯狂研究的人都会以某种方式与我取得联系,比如微流体低温致冷器的研究人员。”他说。他似乎在一夜之间变成了MEMS技术掌门人。
这一领域在20世纪80年代一直稳步发展。彼得森的论文发表时,全球约有三四十个人在研究这项技术。到 1990 年,他估计研究这项技术的人约有600名。市场上出现了用于一次性血压监测仪和新型燃油控制化油器的压力传感器。航天工业中也开始采用基于MEMS的加速。第一个微型机械喷墨打印机打印喷头进入量产。当时出现了很多 创业 公司,它们渴望与这项技术一起发展。彼得森说,1987年美国国家科学基金会研讨会对该领域进行了正式命名。
不出所料,有几家公司联系了彼得森。最后他接受了邀请,于1982年与吉姆•克纽蒂(Jim Knutti)联合创建了Transensory Devices公司,进行MEMS装置的研发与制造。
他回忆说,放弃企业内稳定的研究工作让他感觉“紧张不安”。他有两个年幼的儿子,因此经济保障很重要。约100万美元的 创业 资金最后来自外州的石油投资商,而非硅谷投资商。“当时硅谷也有一些 创业 公司,但完全不是今天这个样子。那时候筹资是件很困难的事情。”他说。
他们的团队后来搬到了加州费利蒙市一个280平方米的实验室,并建造了一些自己的设备,包括用于封装和保护硅晶圆的晶片键合设备。他们与大公司签订合同,为其生产样品,包括彼得森在IBM制作的那种调光器。同时,他们开始研发自己的MEMS装置。
“我们当时论证了很多装置,”彼得森说,“但是都没有投入生产。”有一次,用于卡车运输业的一种胎压传感器几近成功,但与他们合作的那位主管人员却去世了。彼得森认为,正是由于自己和克纽蒂都缺乏制造经验,他们的研究成果才没有能够实现商业化。
合同制生产使Transensory公司运转平稳,但是彼得森仍希望将自己的MEMS装置推向市场。他认为是时候成立第二家公司了。
在1985年,彼得森与詹科斯基•布瑞泽克(Janusz Bryzek)和约瑟夫•马龙(Joseph Mallon)一起创建了NovaSensor公司, 500万美元的启动资金来自油田服务巨头斯伦贝谢。布瑞泽克之前与人合办过两家研发MEMS压力传感器的公司。“詹科斯基和他的合伙人拥有生产和制造经验”,而这正是Transensory公司所缺少的,彼得森说。
NovaSensor成立后开始制造3种压力传感器:一种用于航空航天业,另有一种用于石油工业,还有一种是未针对特定市场的高温压力传感器。事实证明,最后一种取得了最大的成功,甚至航天飞机的轮胎中都采用了这种压力传感器。“我们发现了一种运用MEMS工艺将电阻器与基质隔离的方法。我们将单晶硅片粘合在带有压力传感器膜片的氧化硅片上,然后将上部硅片的大部分蚀刻掉,只保留电阻器。”彼得森说。他认为此款传感器是首款硅晶绝缘体设备,这种设备从那以后得到了普遍运用。
1991年,卢卡斯工业有限公司收购了NovaSensor,此举使彼得森跻身“MEMS百万富翁”之列。NovaSensor公司的生产线现在由安费诺公司销售。
随后的几年内,彼得森所持股权份额继续增加。其间,他专注于融熔接合,这一过程需要对两个不同模式的晶片进行蚀刻,然后将二者连接在一起。这一工艺可以制造非常复杂的装置,例如陀螺仪。他的名片上就一直印有采用该工艺制成的第一批设备的照片。
1995年彼得森离开NovaSensor时,MEMS压力传感器已在多种系统中得到了广泛应用,包括潜水设备和暖通控制系统,MEMS加速则刚开始用于 汽车 安全气囊中的碰撞感知系统。
彼得森离开NovaSensor公司时未作任何安排。 劳伦斯•利弗莫尔国家实验室的一名研究员阿伦•诺思拉普(Allen Northrup)曾向他 建议 ,MEMS装置可 大大 加快聚合酶链式反应(PCR),PCR是一种相对较新的复制DNA序列的方法。
彼得森妻子的朋友、从事生物技术领域工作的比尔•麦克米伦(Bill McMillan)确认了PCR的发展前景。随后,彼得森开始着手拟定一项降低PCR机械体积和成本的计划,目标是制造出医生在办公室内就能使用的手持设备。
他和麦克米伦在帕洛阿尔托的白玉兰咖啡厅共进午餐。“我给他大概介绍了一下我的想法,他就开始在纸质餐垫上描绘商业计划。”彼得森说。他至今仍保存着那个餐垫。
彼得森1982年发表的论文中就暗示了深反应离子刻蚀的可能性,与传统的芯片生产流程相比,这一技术能够在硅材料中刻出更深的孔洞和凹槽。他开始将深反应离子刻蚀应用在微流体芯片中,将微量液体送入精确的通道内。
“我们当时有个想法,可以利用MEMS技术和微流体快速加热和冷却样品,以制成体积小但响应快的PCR设备,让医生可以在办公室内用它进行诊断。”彼得森说。
为实现技术的商业化,彼得森在1996年与他人共同创办了Cepheid公司,并从劳伦斯•利弗莫尔国家实验室获得了基础技术的许可。到1997年,该公司已从美国国防部筹得320万美元资金,国防部希望该公司能够研发出生物武器探测器。Cepheid公司研发的第一个设备叫Smart Cycler,它采用MEMS结构实现了几微升液体的快速加热和冷却,同时利用荧光传感器监测反应的进度。它不是手持设备,但这并不是问题。更重要的是,它使PCR过程实现了自动化。
Cepheid公司的第二个产品是GeneXpert,旨在进一步简化PCR。它可以自动从生物样本中提取DNA,然后添加测试所需的试剂。
该公司于2000年上市,当时正值 科技 泡沫破灭。在市场萎缩前,“我们是最后一批成功IPO的公司之一。”彼得森说。
通过公开发售股票,该公司获得了足够的资金,团队将Smart Cycler投入生产。2001年夏季接近尾声时,该公司已经完成80套设备的发货。在2001年12月第一台样机产生后,GeneXpert的研发工作仍在逐步推进。
后来美国发生了炭疽恐怖袭击事件。 2001年9月下旬和10月,携带炭疽孢子的信件被邮寄给了美国 新闻媒体 和美国参议院成员,最终导致20多人感染,5人丧生。
当时,Cepheid公司已经确定其技术能够快速检测炭疽细菌,于是一夜成名。“我们和桑贾伊•古普塔( Sanjay Gupta)博士一起通过《早安美国》节目和美国有线电视新闻网进行了现场PCR试验。”彼得森回忆道。
美国邮政部门担心未来再出现信件携带的生物袭击,于是邀请所有掌握生物传感器技术的公司展示其产品。Cepheid公司的装置于2001年12月通过测试。“当时运行完美。,”彼得森说。
经过几个月的额外测试,该公司与诺斯罗普格鲁曼公司合作研发了PCR生物传感器,该传感器可以轻松地与邮件分拣机连接。这款产品于2003年推向市场,今天,美国的所有信件仍然要通过Cepheid机器进行炭疽筛查,彼得森说。现在,该公司的系统主要用于链球菌、诺瓦克病毒、流感、衣原体等相关的医疗诊断。该公司所销售的经美国食品药品监督管理局批准且适用于Cepheid机器的测试超过20项。
到了2003年,彼得森已经做好了开启事业新篇章的准备。 这次,他想开发硅质谐振器,这种设备能够产生恒定频率,可用于精确定时。“在IBM的时候我就制造了部分第一批MEMS谐振器,但不是很理想。它们无法与石英晶体振荡器媲美。”他说。
汤姆•肯尼(Tom Kenny)、马库斯•鲁茨(Markus Lutz)和亚伦•帕特里奇(Aaron Partridge)3位研究员提出了更好的方案。“他们采用单晶硅制造谐振器,这是世界上最完美的材料。”彼得森说,“多晶材料受到压力时会在晶界处产生微小的移位。随时间的推移,即便只有一两个原子产生位移,也会导致机械性能发生变化。”而单晶硅不会随时间发生改变,但是其谐振频率会随温度的变化而变化,因此,难点在于如何解决其温度依赖性的问题。
彼得森、肯尼、鲁茨、帕特里奇及乔•布朗(Joe Brown,彼得森在IBM的同事,曾与他在Transensory 和NovaSensor两家公司共事过)又一次在白玉兰咖啡厅共餐,再次在纸质餐垫上起草了一份商业计划。罗伯特•博世股份有限公司拥有部分核心知识产权,因此除了吸引投资者以外,彼得森还必须说服博世公司在德国的高管,以获得技术许可。
“在斯图加特,我与他们的董事会召开了一次大型 会议 。”他说,“我告诉他们,‘我做的事就是这些。我创办了公司,我们公司的设备负责全美国所有信件的炭疽筛查。’他们的董事会不仅同意了技术许可,还对我们公司进行了重大投资。”
新公司SiTime成立于2004年12月,目标是将定时行业所用的数十亿美元的材料从石英变为硅。该公司的首批谐振器于2007年交货。今天,该公司的MEMS振荡器被广泛用于移动设备及其他电子仪器的定时系统。
2008年,正当SiTime经营良好的时候,彼得森在Cepheid公司的合伙人之一麦克米伦向他提出了另一个 创业 想法:研发一种可植入式连续血糖监测仪。“人们已经为之努力了 30 年,但是没有人获得成功。”彼得森说。一旦传感器植入身体内部,“身体就会使用胶原将其隔离,最终阻止血糖接触传感器。”他解释说。
因此,麦克米伦与杜克大学的研究员纳塔利•维斯尼斯基(Natalie Wisniewski)合作,并提出了一种解决方案:使用结构化水凝胶来避免异物反应,并采用荧光读数的方式测量血糖浓度。彼得森利用之前所学的光学知识为该产品的开发提供了帮助,并在 创业 公司Profusa呆了一年。这家公司现在约有 30 名员工,资金总额为1亿美元。
彼得森说,经营这家公司将成为他的最后一份全职工作。“我只是不想继续处理公司的日常业务。我开始进行天使投资,这更有意思。”
他也无法抗拒再建一个团队的诱惑。伯克利分校的两名学生开发了MEMS谐振器相关技术,但是一直苦于无法实现该技术的商业化。彼得森和K.G. 加纳帕蒂(K.G. Ganapathi)加入了这两名学生的公司,之后,该公司改名为Verreon,彼得森担任公司的首席技术官,帮助协调该公司2010年针对高通的销售业务。
这是彼得森第三次担任首席技术官或类似职务。在他所有的 创业 公司中,他只在SiTime公司担任过首席执行官。“在NovaSensor公司时,其他两个人想做董事长。”该公司的营销顾问罗杰•格雷斯(Roger Grace)说,“库尔特并不在乎,他担任了首席技术官。他不是个自以为是的人。”
“在MEMS领域,人们都对库尔特称赞有加,他非常和蔼、体贴、乐于助人。”格雷斯说,“聪明的人很多,但他是独一无二的,他很谦逊。与他相处,你会感到轻松自在。”
加纳帕蒂也很赞成:“像库尔特一样成功且深受大家喜爱的人很少见。”
目前,彼得森又回到了天使投资的大业中,他的投资目标是MEMS公司、医疗器械和生物技术领域。 他说他投资的公司约有70家,其中近一半都取得了成功,投资回报率为350%,这一纪录很出色,因为最近的一项研究表明,一般而言,投资范围较广的长期天使投资人的投资回报率是250%。
“他仿佛有种神秘的力量,能够察觉出有发展前景的产品。一种产品需要3年或15年才能取得成功,但是他在这方面有着敏锐的嗅觉。”加纳帕蒂说。
2012年,彼得森加入了硅谷天使投资帮,这是一家邀请制组织,约有200名投资人,他们会定期会面,了解和分享信息。现在,他是该组织硬件分部的负责人。同时,他还是两家公司的董事,并在其他几十家公司担任顾问。他每天会与数名前来咨询的人会面,并与加拿大及美国东部沿海地区的公司电话联系。
彼得森今年已经71岁,但他并没有要退休的意思。“企业家们富有活力、充满干劲并且雄心勃勃,与他们打交道是一件乐事。”他说。
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