第五章
芯片
集成电路与微处理器
迟至1956年美国总统大选来临之际，美国仍沉醉在第二次世界大战所取得的伟大胜利之中。经济一片繁荣，手中掌握的可支配收益比地球上任何国家都要多得多。计算机和半导体收音机风头正劲：“巨脑”正日益成为工商界和文化名流的固定设备，而“便携式收音机”则已经成为热销的消费品。越来越多的美国人用得起汽车、电话甚至别墅了。11月，怀特·D·艾森豪威尔以压倒多数再次当选美国总统。
但世界的其他许多地方却陷入了一片混乱之中。苏联军队侵入了匈牙利，冷战的气氛越来越浓。大多数美国人觉得，他们的国家在科学技术上的绝对优势足以使他们应付共产主义的威胁。转折点出现在1957年10月4日，一个星期五的晚上。那天晚上，美国无线电收发报业余爱好者接收到了一个他们无法识别的信号。当他们得知这一信号来自于一颗名叫Sputnik的苏联无人人造地球卫星时，全国都惊呆了。这颗以每小时18000英里的速度环绕地球转动的卫星比美国太空署计划发射的第一颗人造卫星早一年以上。不到一个月，第二颗苏联人造卫星又发射上天了。这次，卫星携带了一名乘客——一只名叫莱卡的狗。
突然之间，美国对自己的科技实力的信心动摇了。为了缩小差距，美国科学家于12月初匆忙发射了一枚试验火箭，想把一颗微型人造卫星送入外空。但是火箭从卡娜维亚角的发射塔上升空后两秒钟就爆炸了。一时之间，商业媒体的头版充满了“美国为什么输了？”这样的质问。美国学校的课程表很快做了调整，增加了更多的科学和二进制数学之类的理论科目。在美国竭尽全力恢复自己在科技方面的领先地位时，科学家的匮乏成为一个瞩目的问题。到20世纪50年代末，美国迫切地需要实现几项重大突破以重现它昔日的辉煌。
如果说，我们要选出数字时代之王，那么这顶桂冠非鲍勃·诺伊斯莫属了。鲍勃·诺伊斯是衣阿华州一个传教士的儿子，他风度翩翩，热情四溢，是最早从事晶体管的研制开发以替代真空管的人之一。他将其老道的经验与逼人的领袖魅力完美地结合起来，成为人们乐于追随、真诚信任的领导人物。到1957年的时候，他已经成为那个时代最优秀的工程师的一份子，为肖克莱半导体公司的威廉·肖克莱工作。因此，当以他为首的一批科学家与坚持发展锗晶体管的肖克莱产生意见分歧，打算自立门户，开发更新、更好的硅晶体管时，他自然而然成了公司总经理的最佳人选。
诺伊斯笑容灿烂，握手有力，通晓半导体技术，最适合担任出头露面的职位：他能够向对半导体原理一窍不通的潜在投资者讲清楚公司的半导体事业存在多么诱人的前景。浅显地说来，主意很简单：只要设计和实施（用芯片制造业的行话来讲，就是“涂抹”）得法，像锗或硅一类的半导体晶体可以代替真空管放大器，制造出来的产品就叫做晶体管。也就是说，在微小的电流通过人造半导体晶体的结点时，会影响其下方通过的更大的电流。这一特性有两个关键的用途：第一个用途是代替真空管放大器。真空管放大器能够以极细微的电流控制能量强大的扩音器，进而通过直接放大产生工作用的无线电波。但相比之下，晶体管如果对加工制造工艺予以改进，其成本也比真空管低得多。在真空管工业创造着上亿美元利润的年代，这无疑蕴藏着巨大的商机。
但这不过是个开头。基于晶体管的半导体产品的另一个主要用途是用作电子电路的载体。电子电路是20世纪50年代末期才刚刚起步的新工业。由于半导体材料的特性，可以为晶体管设置特定的电压阈值（或者说“击穿值”），即晶体管允许电流通过的电压值。这一特性使得晶体管能产生所谓的“门电路”，即像真空管一样，晶体管在达到某一特定电压值之前将保持关闭状态，当电压高于这一值时则打开，允许电流通过。因此，晶体管“门电路”处电流的微小变化可以打开或关闭电路的某一特定部分。只要电荷持续刷新设备，使晶体管的“状态”保持不变，这些门电路实际上就可以“贮存”信息。这一发现对于现代数字时代的诞生是关键性的——它的思想很快成为开发现代存储器、全部电路元件和微处理器的基本依据。晶体管和热玻璃真空管能够起到的作用相同，只不过更有效率，效用也更好，而且晶体管的体积可以微型化。
诺伊斯清楚，晶体管的市场潜力是巨大的。他也意识到，在电路设计中利用晶体管的门限特性的前景可能更加广阔。虽然这一工业植根于航天时代的科学技术，但其发展将由经济利益来驱动。诺伊斯也认识到了市场的重要性。当然，对于投资者而言，这也是有利可图的。
诺伊斯深信晶体管的潜力。他认为，由于晶体管具备体积小、耗能低、成本低廉、经久耐用的特点，它一定能够风靡全球，取代真空管在每个工业领域的位置。晶体管也使得新式电器的出现成为可能。他喜欢谈论晶体管怎样使得医疗器械便于携带，甚至谈到了研制植入人体的电子装置的可能性——他常举的一个例子是，可以利用晶体管制成小巧可靠的心脏起搏器，以刺激心脏有规律地跳动。
诺伊斯也极有远见地指出，尽管开始时晶体管制造起来会很麻烦，但一旦生产流程得以完善产量就会不断上涨。在半导体工业中，产量是最关键的数字，它是衡量每批晶体管能够制成多少实用的最终产品的指标。绝大多数半导体是成块制造，然后切割开来。（开始的时候，这些半导体都是长晶体，但是从60年代中期开始，几乎所有的晶体管生产方式都是把数十个扁平的晶片紧密地迭置在一起，活像“华芙饼”。）当时即使是最先进的晶体管——硅基晶片——其原材料也不过是沙子和一些导线，因此，几乎所有的成本都在于制造过程。只要解决了这一问题，无论定价多少都会盈利。因此一种晶体管可能开始时候的成本是20美元，一旦工厂可以快速地成批制造这种产品，成本就会跌到1美元，甚至1美元以下。从50年代中期开始，晶体管的价格平均每年的降幅高达30%，这种情况一直延续于整个60年代。
但是，诺伊斯最具震撼力的预言是晶体管具有改变所有顾客购买习惯的能力。诺伊斯问道：如果电器设备是由廉价的可随意处理的元件制成，那么，假设这些电器设备老化或用坏了，为何不把它们一扔了事呢？谁还想去修理或者重装像收音机这样的电子产品呢？在不久的未来，顺理成章的回答是，去买一台新的更省事——因为新的显然更便宜、性能更好、功能更全。在他充满激情的描绘中，鲍勃·诺伊斯把晶体管的前景描述得如此激动人心、丝丝入扣——虽然听起来未必现实。
据谢尔曼·费尔柴尔德说，他之所以同意在自己的公司里为肖克莱半导体公司分裂出来的那批工程师另设一个新的分部，主要是受诺伊斯的影响。他信任这位32岁的小伙子，并深信他描述的晶体管开发前景必将变为现实，所以，62岁的他才甘冒风险，花了大本钱下注，并对这帮毫无商业经验的年轻人寄予厚望。他的直觉是对的。他的公司——费尔柴尔德光电仪器公司在1957年开始为诺伊斯的分公司投资时，这家母公司的销售总额仅3200万美元。而到了1959年，仅新成立的费尔柴尔德半导体分公司一家的收益就高达900万美元。而且自此之后该分公司的销售量每年翻一番，到批年代中期，销售额达到了1.4亿美元，占费尔柴尔德公司总收入的2/3，而利润则占到了100%。1966年，费尔柴尔德公司的半导体销量仅次于德州仪器公司，因为后者比诺伊斯小组早5年着手研制晶体管。销量第三的公司是摩托罗拉公司，该公司在亚利桑那州的沙漠里设立了一个半导体分公司，由哈佛大学的前物理学教授莱斯特·霍根领导。
但其他的新公司也很快进入了这一业务领域。这是半导体工业的“西部拓荒时期”。要想获得这方面的专业人才，惟一的办法就是把他们从别的公司挖过来。费尔柴尔德理所当然是这场人才大战的始作俑者。他从威廉·肖克莱的公司挖来的八个人构成了他研究开发半导体工业的核心。（当然，威廉·肖克莱把这八个人叫作“八个叛徒”也就不足为怪了。）同盟和背叛构成了当时半导体公司间关系的常态。紧随“费尔柴尔德八叛徒”之后，休斯飞机制造公司半导体分公司的一组工程技术人员也走上了反叛之路，在尤尔特·鲍德温的率领下投奔了林姆制造公司，组建了林姆半导体分公司。另一组从休斯公司叛出的工程技术人员则投靠了托马斯·拉莫·伍尔德里奇公司，组建了一个分公司——太平洋半导体公司。从早期的半导体制造公司——无线电接收器公司分离出去的一组人则成立了独立的通用半导体公司，该公司在1959年的晶体管销售额达到了1100万美元。1960年从这个公司又分离出两拨人，分别成立了工业晶体管公司和硅晶体管公司。而里奥和戴维·巴拉卡两兄弟于1952年创建的Transitron公司，不仅是最早成立的晶体管公司之一，而且到50年代末已经成为年销售额达3090万美元、利润达650万美元的大公司了。该公司当时的纯利润为20%以上。（不过该公司后来在生产和经营管理上出现了问题，到60年代末被解散了。）
晶体管和半导体工业中群雄混战的局面不过为费尔柴尔德公司的登场亮相准备了一个大舞台。凭借技术革新，该公司很快成为半导体时代的第二大帝国。第一大帝国是野心勃勃的暴发户德州仪器公司，它凭借从贝尔实验室购得晶体管生产许可证率先推出第一台晶体管收音机，引起了公众的瞩目；接着它又解决了困扰其他公司的硅晶体管问题，赢得了整个电子工业界的尊重。费尔柴尔德的开发人员当时正在进行的一项研究听起简单，实际上做起来却非常复杂。诺伊斯小组打算研制不同的硅晶体管，而不是当时大家都在生产的简单而又便宜的锗基晶体管。硅是一种很难利用的材料，但是这批前肖克莱公司的工程师们（他们是该领域最棒的技术人才）充满了赢得这场挑战的自信。除此之外，硅晶体管也有一些至关重要的用途：它们将用于制造对气温十分敏感的导弹，以与苏联展开太空竞赛——这都是苏联人造卫星带来的后果，美国不能不有所回应。
苏联人造卫星发射成功带来的震憾使美国决心和苏联搞一场竞赛，看到底谁能把所有的电子仪器做得最小。因为美国发射卫星运载火箭的主要难题其实只有一个，那就是重量。火箭要飞离地球的大气层需要巨大的推动力，要发射1磅重的东西需要耗费10万美元的火箭燃料。苏联发射的第一颗人造地球卫星重达200磅，而美国设计的卫星最重的才只有22磅，仅为苏联卫星的1/9。苏联采用的是增加推动力的办法，研制出威力巨大的分级推进火箭，并且严格保密。美国的工程技术人员对苏联人的计划一无所知，因而产生了盲目的安全感，把精力集中在不必飞出大气层的洲际防御导弹的开发上。当苏联人造卫星发射成功的消息成为爆炸性新闻时，美国政府发现自己手中连把卫星发射到外太空轨道的计划草案都没有一份。要想做出回应，只有两个办法：要么争分夺秒地搞出一个火箭发射计划，要么缩小美国卫星的大小，把它装在草草改装后的洲际防御导弹上发射到外太空去。既便如此，美国要在这场太空竟赛中取胜，很清楚，他们还得减小卫星上的电子元件的重量和体积，同时增加元件的功能和效用。
问题在于，尽管晶体管在代替真空管的功效上有着种种优点，但还是需要逐个元件地分别用电线连接起来。这样，尽管可以用很多元件组装出复杂的电路，但由于用来组装电路的元件数量众多，电子仪器的重量仍然太大。这一困境就是当时的电子行业面临的“数量暴政”问题。每当电子电路的设计者设计出更高级的电路时，他们就会碰到一个无法逾越的障碍：能够用电线连接起来的单个电子元件的数量不能超过一定的限度。而且，一个班组的工人即使弯着腰坐在工作台前拿着小镊子和焊枪一天干足八个小时又能生产出多少这种元件来呢？再者，焊枪再小也只能小到一定的程度。
电子工业急需找到一种途径使得一系列电子元件——晶体管、二极管、电阻、电容——压缩为一个装置。1958年，最先进的电子计算机是数据控制公司制造的1604。光一台这样的机器就包含有25000个晶体管、10万个二极管和成千上万个电阻和电容。这种机器是军队为其最先进的战地指挥中心和导弹配备的计算设备。但是它错综复杂的结构使其可靠性大为降低。
为了简化电子元件，美国陆军信号部队开发出一种叫作“微型化组件”的东西。这种东西由1英寸长的陶瓷薄片构成，每块薄片内含几个元件。这些芯片再在一个小小的线圈中堆栈起来，然后用塑料包起来。贝尔实验室也对这种构想提出自己的方案，但使用的是体积更大的陶瓷盘，在盘中把一系列晶体管元件用电线连接起来。IBM也为其新一代的电子计算机采纳了一种类似的压缩方案。所有这些装置都只能用于制造对电子元件所占空间没有限制的复杂机器，如大型机等。但是由于体积太大，它们还是无法用于要发射升空的导弹成为制导或导航系统的一部分，而且这些电子组件在装配过程中仍然需要耗费大量人工劳动。
在解决这个关键问题上，正是费尔柴尔德公司迈出了具有重大意义的第一步。直到那时，晶体管的生产还在使用所谓的台式方案。根据这种方法，搀有半导体的材料按照负—正—负的方式被一层层地融到一块绝缘的芯片上。每层材料在敷设时都涂上了一层叫作光电膜的感光化学物。然后这些材料层就被直接暴露在穿透半透明的蓝图照射过来的光线下：蓝图不透明的线挡住光的地方就会在半导体材料表面留下一个同样的印子。于是，如同图片胶卷一样，光电层就“显影”了，这时就对曾暴露在光线下和芯片部分盖上薄薄的一层不透光的化学物，以防止这一部分再出现光线蚀刻的作用，而其他部分则不予此种防护。经过一系列酸“浴”之后，就在薄片的表面形成了由负电型和正电型晶体交替层叠形成的半导体高地或曰“台地”。在这些台地之间的“山谷”里，晶体管被用金刚钻切割开。触点（一般是能导电的铜丝）被贴在了堆积起来的半导体材料层的表面、底部和中间。这样，一个完全可用的晶体管就诞生了。
使用了台式法之后，在生产的过程中，人力劳动仍然占据了很大的比例。像切割大块半导体和贴上导电线这种都需用手工操作。为了克服这些不利因素，诺伊斯领导费尔柴尔德公司的开发小组开发出新的方法，称之为平面加工法。这种方法主要是使金属电极触点气化，也就是说，通过剧烈加热使金属铜气化，然后采用某些技巧使得铜分子直接粘附在正在制造的晶体管表面。虽然这些晶体管仍然由负一正一负的半导体材料层叠而成，但成品的薄片（尽管可能含有几十个晶体管）不再呈高台状，而是扁平光滑的。这就使得这种薄片（或者说晶片）更易装配，又由于形状规整，使得有可能用机器切割含有数十个晶体管的晶片。因为金属触点不必由人工来粘附，而是已经和晶体管本身融为了一体，出现人工错误的概率进一步降低了。最后，由于通过气化处理敷设的导线比人的手指所能敷设的导线要小得多，这就使得晶体管可以更紧密地装备在一起，因而体积也就更小了。这样，晶体管的大小就一致了，而且本身就有了金属接点，所以切割起来就更容易了。平面加工法是一大进步。它使得晶体管很容易生产，因此大大推进了人类迈向电子时代的步伐。但是，它还没有完全解决最大的问题：对空间和数量的苛求。
但平面加工法还是启发了鲍勃·诺伊斯，使他想到一个主意——正是这个突破性的主意在几年之内创造了一个10亿美元的半导体产业，也正是这个主意使得美国人登上了月球。当这个主意的灵感降临时，他正写一些实验室日记，这些日记的最后期限是1959年1月23日。当时，正是费尔柴尔德半导体公司成立的一年之后，他领导的开发小组正在想方设法制造出第一种基于平面型晶体管的产品。他想出的主意是把传统的电子电路中所有的元件——电阻、电容、晶体管和二极管都用硅来制造。然后，他将在一层保护性的氧化硅下面把这些元件互相连接起来。更妙的是，如果通过硅的不同组合造出所有的东西，那么一切都将被极大简化。复杂地连接着的电子元件可以逐一紧紧地排列在几块晶体管之间的微小空间中，装在一块薄片上。这样，他就造出了他称之为集成电路的产品。但诺伊斯并不知道这个主意早已经被别人想到了，而这个人正在为德州仪器公司服务。
在德州仪器公司，每年的7月，所有的雇员都放假。1958年，来了一个新雇员，名叫杰克·基尔比。他来的时间不长，还没有资格享受休假，所以他就不得不呆在公司里上班。基尔比刚从威斯康星州的一家军队承包商Centralab来到德州仪器公司。他在Centralab呆了10年，早已成了名符其实的发明家。在他的名下有十几项专利，他喜欢出新点子并把它们变成电子产品。但他不是一个制造专家——他能想出一个绝妙的主意并做出一个原型，但他不懂得怎样使之投入大规模生产。
在公司其他人都出去度假的那一个月里，整个庞大的德州仪器公司的厂区里只有基尔比孤零零的一个人。但就在这片死寂沉沉之中，当基尔比信步走出空荡荡的实验室，在窑群之间散步时，他突然想出了一个主意。基尔比开始考虑：能不能想法让标准电子电路中所有元件——晶体管、二极管、电阻和电容都和晶体管一样用硅做原料来制造。这个主意在今天听起来很有道理，而当时却并不显而易见。当时用硅来制造电阻成本高、生产程序复杂而且要进行高温处理，但性能更好的碳电阻制造工艺简单，而且每件成本不到1美分。再说硅电容和当时广泛使用的金属和陶瓷复合材料制成的电容相比，性能也比较差。然而，如果将一个电路中所有的元件都用一种原材料来制造，德州仪器公司就能用一块原材料把所有的这些元件一并制造出来，通过规模生产获得巨大的经济效益。基尔比的这个主意后来被叫作单块电路方案。
这个发明家于是动手绘制粗略但能看懂的草图，设计出用半导体材料制成的这些关键的电路元件的不同形状。由于台式法是德州仪器公司的专长，基尔比的设计中就充满了“山脉”和“峡谷”，为了使元件之间连接起来，他还在台地之间设计了极细的导线，看起来就像横越沙漠的电话线。
当他的老板威利斯·阿德科克度假回来时，基尔比就呈上了自己最后改定的设计方案和赶出的原型。不幸的是，阿德科克对此并不像基尔比那么热情。原型样品确实不怎么令人感兴趣：元件之间有这么多导线，显然不适于大规模制造。对电子新世界来说，这些导线也太纤细了。基尔比的设计的真正可取之处在于其基本的设计构想。他知道自己设计出来的东西会得到极大的改进的。在他看来，几千个单独的元件肯定可以紧密地排列在一点点大的晶片上。但阿德科克只给予他有限的支持，所以将这一蓝图变为现实的重担又落在了基尔比的身上。但基尔比不能胜任这项工作，他的才能仅限于发明和设计。
而在加利福尼亚，鲍勃·诺伊斯不但有一个非常相似的主意，更重要的是，他的设计方案中已经包括了制造这种产品的方法。诺伊斯的有利条件是，他采用的是平面加工法。他已经和费尔柴尔德公司的一位首席科学家戈登·莫尔谈过了这个方案。莫尔是行动迟缓、轻声细语的大块头工程师，他曾是加州工学院的固态电子学教授，在同意加入诺伊斯开创在费尔柴尔德公司的事业时还担任过肖克莱半导体公司的顾问。他们两个人都意识到用导线连接电子元件台地的想法是行不通的。因此，诺伊斯把这个主意和平面加工法有机地结合起来。决定把电路元件放在表面平整的氧化半导体层下面。然后，他又前进了一步：他决定完全放弃独立的导线，而把这些细小的金属线直接蚀刻在氧化硅绝缘层的光滑表面上。这样就使得集成电路的产生成为了可能：每种硅基元件都按照生产硅晶体管的方法制造，每个元件都有平整的表面，而连接这些元件的金属线则直接蚀刻在这个表面上。
如果说全部元件都用硅制造的主意使得集成电路的产生成为可能，那么，它之所以能够进入大规模生产则得益于氧化硅绝缘层的平面渗滤法以及费尔柴尔德公司将细小的金属线直接蚀刻在这些薄片表面的做法。从此，以前必须由手工连接的电路元件，现在则由机器轻松地制造出来。一个新的时代来临了。
最后，德州仪器公司和费尔柴尔德公司都得到了部分的集成电路专利保护，两者都因为生产日益复杂的集成电路而兴旺了很长一段时间。集成电路及制造集成电路和晶体管的平面加工法使得费尔柴尔德半导体公司成为那个时代最赚钱的公司之一。随着越来越多的电路被压缩到一小块薄片的空间内，戈登·莫尔预测到晶体管的容量——也就是说一块芯片中的晶体管数量——会以每24个月翻一番的速度上升。这一预测被称为莫尔定律，但很快就被证明过于保守：几年以后，莫尔将其预测修订为每18个月翻一番。随着制造工艺的极大改进，装备集成电路的制造设备也有了很大的改进。由于使用了高解像力的镜头和更细腻的蓝图胶片，芯片内部的电路和分电路变得比人的一根头发还要细，最后变成了比头发还细几千倍的几何图形。
集成电路的新产业实际上结束了晶体管时代。第一批集成电路由十几个晶体管、逻辑门电路（电子开关）和电路元件构成。这是一些正方形的、又粗又厚的东西，边上还有金属锯的锯痕。到1965年，200个一包的晶体管，每个标价75美分，总价值是150美元。但是，包含有200个晶体管的一块集成电路标价仅15美元。这种价格比使得有眼光的公司纷纷着手生产新的集成芯片，尽管当时单个的晶体管产品的销售额达到了历史上的最高点。1966年的时候，单个晶体管的销售额是8.29亿美元，而据估计当时售出的集成电路的价值才有1.5亿美元。但是，仅仅5年以后，集成电路的市场就超过了单个晶体管，达到了10亿美元。其涨幅以美元来计算，每年高达50%，早已超过了几年以前单个晶体管市场的涨幅。原因很简单，就在于集成电路卓越非凡的性能价格比。当时，虽然单个晶体管的平均价格下降到22美分（即200个卖44美元），但是包含有200个晶体管的一个集成电路的售价仅为2美元。
尽管集成电路走俏使大家一哄而上，盲目生产，导致了后来的供过于求和价格下跌，而价格下跌又刺激了需求，需求的扩张则又带来了更大的市场景气和繁荣——这就必然使得集成电路的生产忽冷忽热。但总的来说，20世纪60年代正是电子工业的黄金时代。为了跳出这种怪圈，很多公司甚至在需求下降时也在扩大产量，以防止当需求再度膨胀回升时，自己被搞得措手不及。
当然，这种策略一时之间还不很见效。在1961到1962年的半导体产业萧条期后，很多大公司撤出了自己的投资，从而把整个市场拱手让给了德州仪器公司、费尔柴尔德公司和摩托罗拉公司。但到了助年代下半期，随着循环自1967年再次进入萧条期，这三驾马车也步履维艰起来。当时集成电路的全部影响都在各公司的资产负债表上表现得清清楚楚。1968年3月，《福布斯》讲到德州仪器公司和半导体产业时，说道：
德州仪器公司和费尔柴尔德照相器械公司及摩托罗拉公司“主宰着半导体市场。德州仪器公司近2/3的销售收入来自电子和半导体（晶体管、二极管、电阻和集成电路等等）。这个市场是美国最大及增长最快的市场之一，其中仅半导体的销售额就比1963年几乎翻了一番。
但这也是一个充满了风险的市场。半导体技术的发展快得让人眼花缭乱，晶体管越做越小，到最后终于让位给集成电路。同时，晶体管的价格最近几年一直在以每年50%的速度下跌。几年前，一家小型半导体制造商生产的电路即使只含有4个晶体管也可以卖到120美元。而今天，即使是含有。个晶体管的集成电路也只能卖到4美元。为了维持上一年的销售收入，德州仪器公司等公司必须卖掉比上一年多一倍的晶体管。因此，虽然集成电路的产量每年都有巨大的增长，但整个半导体产业的销售收入去年只不过刚刚超过10亿美元。”
半导体产业已经习惯了这种状况，但是不可能永远保持这种领先势态。“从晶体管、电阻之类的单个元件到集成电路，这一转变的速度之快超过了我们的想像。”德州仪器公司的总裁马克·谢泼德这样说道。1967年，德州仪器公司的销售额就从5.8亿美元下滑到了5.69亿美元，而利润则从每股3.30美元下降到2.11美元。费尔柴尔德公司和摩托罗拉公司也处境艰难，两家的利润分别下降了48%和55%。
但是费尔柴尔德公司1967年的利润下降不过是冰山的一角。这时公司内部也出现了问题。当时半导体分公司仍然由从位于纽约州的西奥塞特的公司总部调来的一批傲慢的行政人员领导。这批人看不起他们在西部的同事，尽管加利福尼亚分公司是整个公司全部利润的来源。所有的经营决策权都掌握在这批行政人员手里：每一笔预算、每一项花销、每一个雇员的聘用和解职都必须经过这帮人的批准。
总部每年一次派出代表前往加利福尼亚的山景市巡视费尔柴尔德工厂，或者去与斯坦福大学毗邻的研究机构审查开发小组的工作。尽管他们对这些机构的盈利能力印象深刻，但他们关心的却是如何推动业务的发展。维持这些财源对公司来说已是至关重要的，因为费尔柴尔德公司的总裁约翰·卡特用半导体分公司赚的钱买了十几家企业（如卡提斯实验室。威斯特·金公司、杜蒙特实验室、克斯米克公司、怀特·阿维尔尼克斯公司、梅根塞勒·李诺泰普公司等）。这些企业的效益都很差。
此时，诺伊斯由于其出色的业绩已被提升为公司副总裁，他负责管理整个半导体分公司所属的四家工厂。他的总经理是一个生产专家，名叫查利·斯伯克，对流水线作业有着深厚的造诣。他是一个严厉、不苟言笑的人，正是他一手建起了这四家工厂，被誉为能够管理世界上最严密的半导体制造厂。但是斯伯克注意到公司管理部门把钱都浪费在根本不赚钱的业务上，而实际上由自己的分公司赚钱来维持公司的运行时，他变得越来越生气了。
不幸的是，诺伊斯在管理委员会的职位并不意味着他握有实权，谢尔曼·费尔柴尔德的亲信们总是投票反对他。到1967年3月，诺伊斯失去了斯伯克：他带领其他四个人以及从德州仪器公司、琅金·埃尔默公司和惠普公司出来的三个人在国家半导体公司成立了一个新的八人小组。他们受到了斯普拉格电气公司的彼得·斯普拉格的资助。该公司在真空管制造中名利双收。从1965年开始，年仅27岁、刚从耶鲁大学毕业没几年的斯普拉格开始动用其家族公司的资金（斯普拉格电气公司1966年的年收入是1.07亿美元），购买了15万股国家半导体公司普通股票，当时每股的价格是25美元。国家半导体公司是从斯佩利·兰德公司的晶体管制造业务中分立出来的公司，成立于1959年。经过6年的经营，其销售额达530万美元，但是其利润从1965年的36.2万美元减少到了1966年的23.8万美元。就在这个关头，斯普拉格在西海岸两家投资公司和一家纽约保险公司的支持下，挺身而出，接管了该公司，成为其董事长。
当时正是风险资本家开始踏上历史舞台的时期。几乎就在同一时间，旧金山的两位股票经纪人托马斯·汉姆布莱赫特和乔治·奎斯特开始在富裕的商人中筹集资金，投资于高风险企业，其中电子公司越来越多。最早的一批投资者包括黑尔兄弟，他们是百货商店的继承人和总部位于旧金山的连锁商店的所有者。很快，一个趣味相投的投资者的松散联盟建立起来，他们通过秘密的渠道联系，以搞清楚哪里有最优秀的人才、哪些公司最有发展潜力。一般认为洛克菲勒家族和纽约另一个富裕家族的前投资顾问亚瑟·洛克是最早的风险资本家。他搬到了旧金山，汇集了一笔风险基金——一笔凑起来的资本，开始时大约只有几百万美元——开始寻找投资机会。与汉姆布莱赫特、奎斯特一起，他们建立了一个类似辛迪加的联盟。这个辛迪加包括个人，也包括像数据科技投资公司、伯塞莫证券公司、赛特·希尔资本公司、米德兰资本公司和美国银行的小型商业企业公司，并且参加者也在不断地变化中。这个辛迪加的交易包括向 Teledyne、Memorex、科技数据系统（SDS）和Measurex投资。这些投资有什么共同点呢？它们都是投向电子或技术公司，有着极高的风险性。斯普拉格虽然没有直接参与其中，但显然受到了他身边这股从事冒险和风险投资氛围的影响。
查利·斯伯克是最早利用新出现的风险资本获利的人之一。他制定了一份建议，说明他的小组打算仿制一款西尔维尼亚公司刚推出的半导体。当他找到彼得·斯普拉格时，两人一拍即合。这位年轻的继承人非常愿意和斯伯克做成一笔有利可图的股票交易：他愿意先预付款50%以获得按13.3美元一股的价格购买国家半导体公司45000股股票以及按11美元一股的价格购买其他3万股股票的优先权。最后，若开发小组能够使公司获得成功，他将再付清另一半款项。他果然这样做了，并且获得了成功：3年之后，国家半导体公司的销售额从700万美元上升到了4200万美元，成为该行业的一颗新星。但是公司的利润仍然很低，当1970年半导体产业的周期性需求萎缩到达谷底并开始反弹时，公司的利润仅有160万美元。但周期性的需求萎缩对制造业的强有力限制也使得国家半导体公司能够在今后几年里用最低成本生产出半导体产品来。
这时，诺伊斯在费尔柴尔德公司的日子并不好过。1967年年中的时候，公司开始警觉：他们当年的利润可能要低于上一年。这年秋天，公司宣布需要冲销的坏帐时，其数量大得惊人——总共达400万美元，即每股要摊上1美元。利润从一年前的每股3美元下降到每股50美分。股票从最高的135美元降到70多美元。12月时，由于费尔柴尔德公司董事会要求卡特卖掉他无利可图的兼并企业，他突然提出辞职。开始时，诺伊斯是代替卡特出任总裁的人选。毕竟，他正领导着公司的旗舰——半导体分公司。但是半导体分公司突然也出现了麻烦，随着半导体工业不可避免的周期性萎缩，订货下降了，于是这个任命也被取消了——董事会成员投票反对提拔诺伊斯出任总裁。
诺伊斯对自己在管理部门的遭遇也有着矛盾的心情。他的职权随着费尔柴尔德公司的扩张而变大，但他的心情却越来越沮丧和灰心。半导体技术不断地得到了改进：越来越多的电路被集成到日益复杂的硅基装置中，数以百计的电路被刻在了一块芯片上，这使得电器设计者可以用一小块空间制造出十分复杂的设备。但是诺伊斯和他领导的开发小组却从日益兴隆的业务中看不到希望，他们感觉自己被利用了。费尔柴尔德公司早已养成了大公司的大架子，从不为最优秀和最聪明的工程技术人员提供股票作为奖励。他们最多能得到一两个礼拜的额外薪水作为奖金，以及从纽约的经理人员那里获得假心假意的称赞。
早在1950年证券交易委员会修改其条例，允许公司向自己的职员发放购股优先权以来，各公司就开始向自己的职员发放购股优先权。60年代早期半导体公司的爆炸式大发展使得购股优先权成为吸引顶级人才的一块磁铁。1958年，当费尔柴尔德把当初的“八个叛徒”挖过来的时候，他就曾给予过购股优先权。谢尔曼·费尔柴尔德认为他已经给了半导体分公司的创始人每人几十万美元了，他已经够慷慨了。但是他错了。
只是到了彼得·斯普拉格和亚瑟·洛克手里，才把获得额外的购股优先权——这是保证自己能够分享企业可能成几何级数增长的财富的保证——作为该行业奖励的一种标准作法。当斯伯克在国家半导体公司享受的优惠条件传到费尔柴尔德公司的工程技术人员常去的一个加利福尼亚酒吧阳光谷时，费尔柴尔德开发小组成员的怒气更加难以抑制了。不到一年，又有35个“费尔的孩子”（别人总是这样称呼他们）跳槽了，开设了七八家新公司，包括先进微型仪器公司（AMD）和Intersil。
当费尔柴尔德公司在内外交困中挣扎之时，一股绝望的保守情绪弥漫开来。结果，诺伊斯被迫放弃了一项很有前途的新技术开发项目——制造硅基的晶体管和电路，因为管理层害怕这个项目靠不住。诺伊斯的小组不再像分公司成立之初那样，可以自由地甚至被鼓励去实验各种办法以连接电路或使电路绝缘，现在，他们被当作最后一只恐龙，再也经不起失败了。这违反了鲍勃·诺伊斯作为一个冒险者的本性。他作为一个经理要向其他经理负责，这就妨碍了他为新的发展下注。
在他构想出装在氧化物绝缘层下的第一块集成电路时，鲍勃·诺伊斯一直把自己的成功建立在原先在肖克莱半导体公司工作、后来又和他一起来到费尔柴尔德公司工作的同事的工作之上。而当这一主意终于成功地变为现实时，到了1966年，诺伊斯生产晶体管的方法已经毫无新意了。费尔柴尔德公司继续用标准的负—正—负组合来制造双极集成电路，并将之制成利润更高的集成电路。新型的集成电路的市场每年翻一番，成为整个60年代里费尔柴尔德公司的成长动力。但到了60年代中期，如果在半导体产品的新世界里有什么可以称之为“老掉牙”的话，那就是双极晶体管。当时整个电子业都在拼命想办法改进电子电路的基本结构设计，如果设计出一个更好的方案，接下来就考察是否能够被有效率地生产出来。但结果是没有一个方案可行。
自从威廉·肖克莱开始思考晶体管的第一天开始，他就一直梦想设计一种场效应晶体管，即一块由放置在它上面的金属门电路控制的一块半导体材料。没有负一正一负的组合，也没有一层一层的表面蚀刻的半导体，这种场效应晶体管只需要为其半导体块设立一个极性，电流就可以通过在金属门电路处加上一个电压得以控制。这种场效应晶体管应该很好制造，因为它只需要为半导体设立一个极性而且它可以紧紧地装在一个薄片或芯片上。但是怎样制造它却是一个没有揭开的秘密。到“年代中期，这个概念被称为MOS，即金属—氧化物—半导体（Metal-Oxide-Semiconducter），这是最主要的三层材料的组合方式。（氧化物是金属门电路和半导体材料间的绝缘层。）
但MOS方案无法实践。很多年以来，研究者一直在想方设法使MOS装置工作。到60年代早期，无论是贝尔实验室还是美国无线电公司的研究人员，他们的研究成果不过是造出了几个无法工作的原形，在图纸上看起来很美妙的东西在实践中却行不通。德州仪器公司甚至声称：MOS方案不可能成功。费尔柴尔德公司在尽了自己的全力之后，也不得不在1965年放弃这个项目。所以也难怪鲍勃·诺伊斯会在管理层决议的压力下，不忍见数百万美元的研究开发经费白白浪费，于1966年正式宣布费尔柴尔德公司在可预见的未来将继续生产双极集成电路。
然而，也许是事出偶然，费尔柴尔德公司于1963年从加州大学伯克利分校雇用了一名博士：安德鲁·葛洛夫。安德鲁·葛洛夫原名安德拉斯·葛洛佛，是一个匈牙利移民，他在1956年的匈牙利起义后逃出来，当时年仅19岁。在一千多名爱国者被枪杀在布达佩斯街头的时候，他偷越了边境，最后辗转来到美国。起初他几乎不会讲英语，考进了纽约城市大学，后来他以全班第一名的成绩从机械工程专业毕业，并在加利福尼亚大学获得了流体力学博士学位。他被戈登·莫尔雇用，在费尔柴尔德公司的研究部实验室工作，并很快接受了一项棘手的任务：查出为什么已制造的MOS装置不工作的原因。这显然不是一项重任，因为诺伊斯刚刚在费尔柴尔德公司宣布MOS方案行不通。但是莫尔是一名具有开创性的研究人员，而葛洛夫则已证明自己是一个无比细心的调查者。解决MOS问题是一项非常有价值的工作，所以莫尔就越过老板，自己干了起来。
但葛洛夫是一个完美主义者，过份讲究整洁，有着分析家的锐利目光。他是那种相信任何问题都有合理解释的人。在研究开发后来称之为MOSFET——金属氧化物硅场效应晶体管（Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor）时，葛洛夫和他的几个同事抛开了千奇百怪的理论，从头干起。他们细致认真地清理了用来加工硅晶片的设备，发现用来清洁机器的化学物会留下干扰新的晶体管生成的钠污染物。更令人吃惊的是，在注意了这一细节之后，新的MOS装置开始像原来设想的那样工作了！
不幸的是，这一突破无法阻止费尔柴尔德公司的直线衰落。更多有才能的工程技术人员离开了。到1970年年底，从费尔柴尔德公司辞职的各种人员共开创了26家不同的电子公司。随着越来越多的工程技术人员离开公司另觅高枝，公司的制造厂陷于一片混乱之中。费尔柴尔德公司在纽约的管理层似乎根本没有注意到自己最宝贵的资产——人才——正在流失之中。
诺伊斯则注意到了，他尤其对葛洛夫十分青睐，认为其检查半导体流水线生产工艺故障的能力尤为难得。因为正是葛洛夫排除了MOS技术中的问题，而MOS技术一旦得到完善，必将引起半导体制造业的一场革命。诺伊斯是一名聪明的工程师，而且有着商人的头脑，知道什么是有利可图的商机。当他得知葛洛夫已经解决了MOS问题后，就加紧说服费尔柴尔德公司的管理层，这是下一个大突破。他意识到，如果能够再次简化制造流程，使得成千上万个晶体管压缩到一小块芯片的空间内，费尔柴尔德公司将在电子产业界再次掀起一场革命。诺伊斯和他的同事戈登·莫尔反复讨论了这一问题，他们认为应该能够生产出一种简单、几何样式的MOS晶体管以贮存二进制数据。这将是第一块存储器芯片，并将替代那个时代所有计算机在使用的磁芯存储网——细小的陶瓷磁铁网。由于计算机访问内存的关键是随机存取，即要求存储器必须能够很快地调取存储在任何部位的数据，所以存储单元就必须安排成矩阵方式，而且要有一个寻址方案以便随时读取任何存储单元的内容。这就正好要借助MOS管的力量——因为这种晶体管能够按几何矩阵密集地排列在一起，它们最适合于完成这项任务。
但是费尔柴尔德公司的管理层拒绝考虑制造MOS管的建议。在1967年末，公司财政遇到了麻烦，而且在商业上大规模制造MOS管和在实验室里研制MOS管还有很大差别。况且，顾客一般都不愿意买新设备。所以公司的管理委员会固执地坚持生产已有的双极晶体管和集成电路。
这一决定迫使已46岁的诺伊斯开始考虑另谋出路。他在1968年春天递交了辞呈，但同意在找到新的总裁人选前留在公司。这年夏天，费尔柴尔德公司找到了一个：莱斯特·霍根而且他还把摩托罗拉公司半导体工厂的大部分高级管理人员带到了费尔柴尔德公司。摩托罗拉的首席执行官罗伯特·格尔文很快对此提起了诉讼。
这一行动在整个商业界引起了轰动。费尔柴尔德公司不仅挖了竞争对手的墙角，抢走了它的高级管理人员，而且在连续多年拒绝给予它原先的半导体天才以经济利益激励之后，谢尔曼·费尔柴尔德为霍根提供了巨额的基本工资和以每股10美元的价格购买1万股限制股的优先权，这一权利在当时的面值高达50万美元。最后，霍根还得到保证，在他被雇三年之后将得到540万美元的个人无息贷款以便以每股用美元的价格购买另外9万股股票。这在当时是一笔令人难以置信的交易。
然而，15个月后费尔柴尔德公司仍然入不敷出。尽管1969财政年度的上半年，公司销售额上升17%，达到1.26亿美元，但是前一年的6个月的利润是280万美元，而这一年和去年相比又损失了30万美元。实践证明，霍根无力把费尔柴尔德公司重塑为一个盈利企业。到1970财政年度的第二个季度，公司又报告损失了500万美元。整个电子工业接到的月订货量从2月份的1.25亿美元跌到了年底的不到7500万美元。只有国家半导体公司由于有锱铢必较的查利·斯伯克坐镇，才勉强保持收支平衡。由于国家半导体公司在萧条来临之时，继续降价，这家公司成为同业人士痛骂的对象。国家半导体公司的营销经理唐·瓦伦丁对此毫无歉意，他只是简明扼要地表明了该公司的态度：“如果不是因为竞争性价格战，这个产业的规模会比现在小得多。”
相反，费尔柴尔德公司1970年的数字整个是一场灾难。随着销售额从前一年的2.5亿美元滑落到不足2.25亿美元，公司损失了几乎2000万美元。解雇了8000名工人，其中6500名来自半导体分公司。由于股价跌到了每股26美元，霍根每股60美元的购股优先权变成了一个大笑话。更不明智的是，管理层又为霍根提供一笔贷款，提供这笔100万美元的贷款是为了使他能从公开市场上购买股票。接着，为了帮助公司增加收入，霍根花重金购买新设备以扩大其几乎无利可图的双极集成电路的生产，而不是向其研究部门投资以开发新产品新技术。这样，费尔柴尔德公司就错过了下一个浪潮：MOS管技术。直到70年代末期，霍根离开公司5年之后，公司一直都没有什么利润。
对于鲍勃·诺伊斯来说，幸运的是，他的视野比霍根更为开阔。在他出任费尔柴尔德公司的职务的末期，即在霍根被聘用之前，他就开始和莫尔与葛洛夫讨论开办自己公司的想法。风险资本家亚瑟·洛克向诺伊斯保证，只要他们三个有一个能赚钱的经营计划，资金就没有问题。诺伊斯、莫尔和葛洛夫提出建立一家企业来开发一种叫做硅门电路的装置。这是一个关键性突破，因为这一设计拥有MOS管设计的优点却避免了MOS管的一大缺点：金属门电路。问题的关键所在是金属的融点比硅低得多。这就意味着，在芯片各层中包含有许多晶体管的复杂电路不能用MOS管方案制造，因为预先装上的门电路在后来制造半导体部分的过程中会因为高温而融化。但是，当费尔柴尔德公司的半导体专家得知公司的一个助理研究员找到了一个好办法，可以不需要金属，完全用硅生产出CMOS晶体管时，他们认识到一场革命来临了。晶体管中完全可以不用金属，这使得戈登·莫尔关于微电子业的理论预言变得伸手可及。芯片内的一切都可以用硅制造之后，现在惟一的障碍就是蓝图的分辨率有多高，将蓝图转化为晶片的机器工作效率有多高。要是有了以CMOS方案制造的硅门电路装置，人们就终于可以生产大小以几百个分子计的晶体管了。出于对这种使用前景的深刻理解，诺伊斯、莫尔和葛洛夫起草了一份商业计划，提出用这种新工艺生产存储器芯片。这项计划导致了英特尔公司的横空出世。
硅门电路就是在一个晶体管中用硅触点代替标准的铝触点，这一技术被公认为通向数字时代的钥匙。它是一个意大利移民费德里哥·费格金发明并完善的。1967到1968年，他被费尔柴尔德半导体公司从SGS—汤姆逊公司经营的一家意法合资企业中借调来担任助理研究员。他完全是独立完成这项发明的。为了完成这项发明，他通宵达旦地疯狂工作，并且直接违抗他在费尔柴尔德公司的老板的命令。
正是费格金发明了硅门电路，使得半导体的触点和门电路都可以用硅来制作的消息令鲍勃·诺伊斯看到了未来的曙光。他精明地预见到一旦这一技术完善后将意味着什么。因为一切都可以以硅为原料，这一工艺拥有两个至关重要的优点：第一，由于不必设计电路本身和制造工艺本身，有可能设计出复杂得多的电路。对金属门电路来说，要在最后装上门电路，就会对电路设计的复杂程度有一个限制。但现在这已不成为问题了。不仅如此，新技术还暗含另一个优点：因为新的硅门电路可以首先安装放在半导体块的下面，所以晶体管的其他部位就可以围绕着它制造。这意味着技术会变得越来越精密，越来越多的晶体管可压缩到一块芯片中。这种芯片压缩技术正是开启电子时代的真正因素，而这一技术完全是从整个晶体管如何用单一材料生产出来的解决方案中发展起来的。这一技术也引发了戈登·莫尔关于每18个月芯片中的晶体管密度就会翻一番的著名论断。最后，使用硅门电路工艺的 CMOS（Complements Metal Oxide Semiconductor，互补型金属氧化物半导体）方案导致了微处理器这一超越了晶体管、集成电路和存储器芯片的电子元件的生产。微处理器的发明为数字时代的发展开辟了全新的方向。
费德里哥·费格金想像不到自己的工作将会造成什么样的影响。第二次世界大战刚开始的时候，他出生于意大利中北部一个距威尼斯100英里的一个小城市维琴察附近，家境比较富裕。50年代，当他才十多岁的时候，他就用在村里附近找到的零件自己设计制作了一架橡皮筋传动的螺旋桨飞机。他带着自制的飞机参加航模比赛常常得胜而归。
“我的未来很清楚，”他说，“我的哥哥想成为一名教授而我的梦想是做一名飞行员。”
但现实却在他面前绕了一个弯。费格金考上了一所职业高中，到1958年他以全班第一的成绩毕业时，却不得不永远放弃了当飞行员的梦想。意大利的办公设备制造商奥利维提直接从职高要走了他，将他聘用为初级工程师。
这时，在60年代早期，费尔柴尔德公司与汤姆逊公司联手，在意大利的米兰设立了一个实验室。费格金原先在奥利维提公司的一个老板负责领导新的实验室并向费格金发出了邀请，费格金欣然同意。他的第一项任务就是提出一个方案制造出MOS管来。“有一年时间我一直在做这个工作，”他说，“最后发现，关键的问题在于硅氧化物的纯净度。我们对它反复进行提纯净化，最终使得电路开始工作了。”这正是葛洛夫在费尔柴尔德公司发现的问题。当费格金在这个研究开发实验室呆了大约九个月后，费尔柴尔德公司向他提出了一项交流计划，该公司硅谷实验室的一个雇员非常希望到意大利去呆一年。于是，1968年2月，年仅26岁的费格金踏上了前往加利福尼亚的道路。
6个月后，当意大利那家实验室被卖给奥利维提公司以后，费格金被邀请留在费尔柴尔德公司。“我当然想留下来；实际上，我希望一直呆到他们赶我走。”他回忆说。他这样做有很好的理由。在他呆在加利福尼亚的6个月里，他利用MOS管技术设计制造出两个可以工作的电路，他还开发出一项安装硅基门电路的技术。这是一项非常复杂的工艺，涉及一种少见的酸以及他为了通过电流掺入的一种聚合硅。他研制了一种“浮动”门电路，即一丁点自身带有绝缘氧化物层的硅，它可悬浮在半导体晶体管的表面。为了做出这种门电路，费格金好几个晚上都睡在坩锅旁边，在芯片烤制的过程中不断地进行调整。浮动门电路是一大进步，因为从此生产复杂的集成电路所必需的步骤都可以在铸造车间完成，以致于以后的半导体生产工厂都被称为铸造厂，只要铸造时的温度适宜对硅进行操作。同时由于所有的元件都用硅制成（当然，硅的带电形式不同，如有带正电的、有带负电的），就可以使用更复杂的蓝图或叫“蒙片”。这种制造过程中的简单与复杂的此消彼长，和复杂的设计联合起来，就使得微处理器的生产成为了现实，因为微处理器在芯片的相互组合上比简单的存储器芯片更为复杂。实际上一个微处理器不但包括一系列嵌入指令还包括一些寄存器。嵌入指令对数据进行加减或存储的操作；寄存器则在电路系统将数据输入或输出芯片时对数据和计算进行存储。把芯片做成通用芯片生产出来之后，一个工程技术人员可以根据自己的需要对其进行安排，使该芯片适合特殊的用途。这一进展改变了电子时代的基本规则。以前所有的晶体管和集成电路的功能在芯片实际生产之前就固定下来。而微处理器则提供了一系列强大的功能，可以在制造之后再赋予个性化的功效。这将对传统电子学造成强大冲击，最终将使得权力中心从生产芯片的电子公司转移到熟知如何从微处理器的功能集合中开发出所需要的性能和特性的工程师和软件程序员手中。
当鲍勃·诺伊斯和戈登·莫尔得知，在费尔柴尔德公司的实验室里有人已经解决了用硅替代金属触点的问题之后，他们给予了关注。但是，他们的经营计划是生产和销售基于MOS管的存储器芯片。存储器芯片是一个非常难弄的项目。自从50年早期开发出磁芯存储器以来，晶体管的生产商一直在梦想能够想出一个办法，把成串的比特（每8位一组，叫做一字节）存储到晶体管中。MOS管方案构想出来以后，从理论上说，没有理由认为成千上万个存储单元——晶体管的组合——不能在一块集成电路中排成直线。这个设想是：每个存储单元中的四个晶体管和门电路处于关闭状态、不能通过电流时，被当作一个0；处于开放状态时，则当作一个1。由于需要不断用电流更新，可以称之为动态存储。实际上这种动态随机存取存储器（DRAM）芯片成为诺伊斯和莫尔成立的新公司——英特尔公司起步的主要产品。
诺伊斯和戈登·莫尔一起去找亚瑟·洛克，后者打了几个电话，替他们落实了所需要的资金。在得到230万美元的私人投资的资金之后——再加上莫尔和诺伊斯各投入的25万美元和诺伊斯的母校格林奈尔学院投入的30万美元——英特尔公司于1968年7月16日正式成立了。诺伊斯作为半导体业点石成金的大师的名声助了他一臂之力。因此，在顺利地筹集到启动资金的同时，英特尔公司还从加利福尼亚理工学院、加利福尼亚大学伯克利分校和斯坦福大学招到了一批年轻的科学家作为公司的精英。而且，当他们离开费尔柴尔德公司时，诺伊斯和莫尔还带走了该公司最好的一批半导体工程师，其中包括费格金的前上司勒司·瓦得斯兹。费格金留在了费尔柴尔德公司。其原因有两个：第一，他在开发硅门电路工艺的项目上刚刚获得初步的成功，他不想马上就离开；其次，由于美国严格的移民法，他要想获得在美国永久居留的签证就必须在费尔柴尔德公司至少工作两年。
在英特尔公司时，葛洛夫仍然为自己安排了工作。他要生产的第一种产品是为新的霍尼韦尔计算机设计的双极存储器芯片。生产这种芯片原本只是权宜之计，是为了公司在1969年能获得收入。那一年，公司虽然设计出了基于MOS管的第一个存储器芯片1103，但是这种产品还存在很多问题。该芯片只需4000多个晶体管却能存储1024比特的信息，但产量却不令人满意。这种芯片的成本简直太高了。勒司·瓦得斯兹似乎无法使得制造工艺投入生产。1969年一整年公司在这方面花的钱越来越多，而公司当时又很少得到购买合同，葛洛夫急得把所有的人都调来解决存储器芯片的问题。
尽管当初成立英特尔公司就是为了生产存储器芯片，但实践证明，他们要像费格金在费尔柴尔德公司的实验室里一样实现这一突破，是非常困难的。英特尔公司陷于苦苦挣扎之中，诺伊斯不得不四处奔走，为公司找些替客户设计芯片的活做一做，以便能获得一些收入使公司得以支持下去。但是，诺伊斯和莫尔知道，他们能否完善这一工艺只是一个时间问题。而一旦这一新发明开发成功，就会使得芯片所含的电路数增加，使得设计更为复杂。这两个人预计会出现更新和更复杂的集成电路。因此，在英特尔公司正在开发的存储器功能的基础上，他们开始考虑是否有可能使计算机的某些功能简化为一系列芯片。问题是谁来把这一可能性变为现实呢？
1968年的时候，已经有一小群专业的电子业投资者了，他们四处寻找能挣大钱的机会。但是他们并不头脑发热，他们花不少时间去寻求知情的专业人士的意见，并且制定合法的计划。诺伊斯和莫尔不但是洛克、汉姆布莱赫特和奎斯特基金的受益人，他们同时也是投资者。他们离开费尔柴尔德公司后给予资金支持的公司中有一家小企业，名叫微型计算机公司。该公司的创始人也是一个年轻的工程师，名叫吉尔·哈特。
哈特曾是为Teledyne公司工作的一名科研人员，他在那儿工作时申请了自己的三项专利。1967年，他决定走自办企业的道路：他在自己家里开办了一个工作室，开始设计一种他称作微型计算机的机器。他的设想无疑是革命性的：依靠几块辅助芯片，在一块主芯片上实现全功能的数字计算机。实质上，这就是一个微处理器。哈特不想研制取代微型计算机或大型电子计算机的装置。他认为他的产品有着更为广大的市场。他回忆道：“我知道费尔柴尔德公司正在进行的 MOS管研究工作。我觉得，可能会研制出一种复杂的芯片，它能把传统的镶在固定支架上的硬连线主板的全部功能融于一身。集成电路的发展速度非常快，只是它们用的不是地方。非常多的装置有着数目众多的门电路和接点，每个芯片经过特别调试之后只能完成一部分工作。一个简单的可编程处理器可以取代很多不同种类的定制集成电路，而且会更灵活。”
1969年，哈特在一块名为“揉面板”的试验电路板上研制出了他的样机，并开始筹集资金以生产这种产品。但是，当时仍是一个计算机占据了整间整间房子、生产成本高达几百万美元的时代，所以没人相信他的微型计算机能够工作。正当他用完了积蓄正考虑是否要再找一个工程师的职位干干的时候，他认识的一个专利律师把他的经营计划带给了旧金山汉姆布莱赫特和奎斯特基金的投资者。那时候，已经走投无路的哈特听到该基金接受了他经营计划的消息时，简直不能相信自己的耳朵。吉尔·哈特开始了经营。私人基金提供了9万美元的启动资金，后来又投入30万美元使得微型计算机公司进入全面生产阶段。鲍勃·诺伊斯和戈登·莫尔就是最早的投资者之一。
让我们回到英特尔公司。1969年，公司的每个人都忙着赶在合同规定日期之前为哈尼威尔公司最新的大型计算机生产出存储器芯片来。诺伊斯则出发去搜寻最优秀和最聪明的人才。他找到了特德·霍夫，一个又高又瘦、戴着厚厚的眼镜的斯坦福大学研究人员，他厌倦了研究，希望搞点芯片设计。当英特尔公司将他聘为第12号雇员时，他找到了展现自己才华的机会。他成名的原因是，他为研制更好的存储单元想出了一个聪明的设计方案。这种存储单元是动态的，因为每隔一秒左右它就通过电流刷新一次，但它只用三个晶体管，而不是像诺伊斯、莫尔、葛洛夫方案要的四个晶体管。这种设计最终成为Intel 1103 DRAM芯片的核心，但还是有点不对劲。到1969年底，英特尔公司开始绝望起来——这年的收入总共只有50万美元，而雇员人数将近100人。虽然集中了它招募的一流科学家的全部聪明才智，英特尔公司还是没有获得它急需的成果——依靠存储器芯片成为一家盈利的公司。
诺伊斯放出话去，只要价钱合适，他的天才们将接受一些定制电子元件的活儿。一家日本公司找上门来，给了一笔定制芯片的活，并预付了10万美元。于是，霍夫在英特尔公司接受的最早几项任务之一就包括了满足日方的这一要求。为此，日本计算机公司特地派出一组日本工程师为他展示了一个新的商业计算器的设计方案。他们解释说，他们需要11个定制的集成电路，一部分存储器芯片用来存储数字，其他的电路则控制电源、键盘、显示器和打印机。他们的目标是为商务市场生产一种低价格（3000美元）的桌面计算器，名为Busicom。
这种计算器设计方案叫作插入式存储“盒”，使用者可以为特定的目的加以配置。霍夫觉得这种设计过于复杂。他是最早反对所谓的“电子大杂烩”的人。他17岁时获得第一项（与人合作）专利就是一项简化老式列车信号系统的发明。日本人设计的这种计算器犯的也是同样的毛病：电子元件太多，太容易出错。但真正引起他注意的是日本人的价格：3000美元，不到DEC公司最新推出的PDP-8计算机价格的一半。PDP-8是一款简洁小巧、完全合格的计算机，经过编程后可以做任何数字计算，但它的售价要8000美元。
对这个项目经过一番考虑后，霍夫想出了一个新主意——至少对他来说是一个新主意：用一块芯片生产出一个中央处理器来。这意味着把一台计算机的基本电路系统压缩到一块芯片里去。实际上，这就相当于一台IBM大型机的核心，只不过那是由一排一排的印刷电路、复杂的机械和电线组成的。在某种程度上说，这是集成电路的逻辑延伸，但是研制生产中央处理器之复杂性远非早期的双极半导体生产工艺所能承担的。不等到硅门电路工艺得以成熟和完善，是根本制造不出来的。当然，这种设计思想早就有了。实际上，洛克威尔·阿维厄尼克斯公司早已经利用大型集成电路装配线生产了出来。电子杂志上也充满了类似的设想。而吉尔·哈特则已经开始设立公司做同样的事。但对于特德·霍夫来说，这无异于一个晴天霹雳。
在塔希提岛度假期间，霍夫又深入考虑了如何生产更简单、更精致的计算器的问题。他的计划是，以几片定制的通用芯片为基础组装中央逻辑和算术处理器。中央处理器是所有计算器的心脏和灵魂，而霍夫却希望用以制造它的芯片不能比人的指甲盖大多少。如果他能制造出一系列指令（或逻辑），把它们输入到能够执行它们的硅电路中去，并替为芯片编程的工程师想出一个办法使得他能够以任何顺序和组合方式调用这些指令，那么，微处理器就既能够用作计算器的引擎，也可以用作电梯控制器的引擎——总之，需要输入或处理数据的一切计算控制装置的引擎。这个主意的新颖之处就在于，它把微处理器建立在一系列芯片组成的微型电路系统之上，而不是像DEC公司的迷你型计算机一样建立在电路板上。
在霍夫的设计中有四个基本元件，每个元件都是一块不同的芯片。一块是固定的只读存储器（ROM）芯片，这块芯片即使在计算机关闭时也能存储数据，它存储启动指令以便在电源打开时启动机器。输入／输出装置（I/O）则管理从键盘。纸带和后来的软盘驱动器或盒式磁带传来的输入，同时处理向打印机、显示屏、纸带或穿孔卡片的输出动作。一块是高速暂存存储器或随机存取存储器（RAM）芯片，用来在使用过程中对计算过程和数据进行临时存储。中央处理器（CPU）是机器的核心部位，是进行计算和控制的地方，由它翻译并执行一系列指令。CPU既可以轻松地为一家会计事务所进行数字运算，又可以为奥提斯公司控制电梯。不幸的是，霍夫不知道如何去实现这一蓝图，因为和简单的存储器芯片相比，要组装的东西太复杂了。靠新的硅门电路技术也许还行得通，但是在英特尔公司没有谁能造出可以工作的硅门电路芯片。
霍夫的想法跟哈特的想法一模一样，连芯片的组合方法都一样，但没有证据表明，霍夫曾偷看过哈特的经营计划。过了几个月后，虽然霍夫从理论上知道费格金的突破性研究的实质，并将这一理论用来解决这一问题，但是他的硅门电路方案还只停留在纸面上，一点进展也没有。然而诺伊斯看到这一蓝图之后，他决定让英特尔公司全力以赴研制成这个装置。到1970年初，桌面计算器终于从设计阶段进入了生产阶段。
就在此时，吉尔·哈特的公司财源耗尽，被迫破产。由于形势变得前所未有的严峻——一场商业大萧条袭击了半导体市场并一直持续到1971年年底，没人愿意拣起这个乱摊子。吉尔·哈特从此基本退出了企业界，但是他为了获得专利却还要在法院打上对年官司。
而此时，在英特尔公司，为了赶在日本工程师在春季到来之前完成任务，霍夫从新产品的设计构想到描绘细部的工作图纸，什么都干。如果不能把MOS管从图纸变成产品，那么，要设计带有神秘的浮动硅门电路元件的CMOS管，就更不可能了。这种芯片设计的进展仍然十分缓慢。
要想解决制造Busicom芯片以完成合同，就不得不请出一个人来，他就是费德里哥·费格金。1970年初，英特尔公司终于从费尔柴尔德公司把费格金挖到了手，并立即分配他负责微型计算机项目。但几乎没人对他抱多大期望。就在费格金受雇于英特尔公司几天后，日本计算器公司的工程师Masattoshi Shima就从日本赶来审查最后的设计了。当费格金向他说明英特尔公司设计出的芯片还处在雏形阶段时，Shima大发雷霆。但费格金设法说服了Shima，使他相信，现在惟一的出路就是两个人一起赶快搞出一个可行的设计方案。于是，这两个年轻人一起重新设计了芯片，用新的硅门电路工艺造出了芯片原形。这两位年轻的工程师发现他们都是工作狂，并一起全身心地投入到了这个项目上。不出三个月，四种芯片都达到了生产的第一阶段，经过小小的调改后，四种芯片都生产出来了。这四种芯片中的微处理器是世界上第一批微处理器之一。但是，当时德州仪器公司为了替一个客户研制一种灵活和有力的计算机监视器也在从事一个相似的研究项目，并且最终获得了这项专利。但是，费格金毕竟扭转了英特尔公司的局面。
惟一的遗憾是，日本人被时间拖延造成的巨额损失激怒了，提出了部分返还预付款的要求。诺伊斯也觉得自己没有别的选择，只有照办。但他的眼光已经超越了这笔交易。他明白，费格金和Shima已经研制出了一件无价之宝，他仿佛看到了这种通用微处理器的广阔用途——这种前景在吉尔·哈特的经营计划中曾经有过详细的说明，但现在，这种前景已变得伸手可及了。如果英特尔公司要制造中央处理器——基于一块复合集成电路的完全的计算机——那么，诺伊斯就想让英特尔公司完全控制它。因此，诺伊斯向日本计算器公司返还了10万美元预付款中的6万美元。但作为条件，他要求对该设计拥有所有权。日本计算器公司虽然有权使用其台式计算器中的新型芯片，但这种价值3000美元的台式计算器并没有什么前途，因为手持式计算器马上就要问世了。几年以后，日本计算器公司退出了历史舞台。
现在诺伊斯想把新芯片卖给谁就卖给谁，但开始的时候，他还真不知道卖给谁。英特尔公司生产的处理器引擎是4比特芯片，这意味着它一次处理的数据是4比特。该芯片内含2300个不同的晶体管，装有一套既可为工程师又可为程序员使用的指令。这种芯片于1971年11月以4004为名向世界发布。
这时，英特尔公司的经营状况正蒸蒸日上。1103存储器芯片最终投入了生产，1970年公司报告的年收入是420万美元，而1971年是1000万美元。4004芯片虽然还比较原始，但卖得比英特尔公司中的任何人预料的都要好。除了日本计算器公司生产的台式计算器之外，最早用到4004芯片的产品之一是一种血压监视器。
但4004芯片很快就被淘汰了。因为费格金和Shima又设计了一种更新更强大的芯片。（Shima在自告奋勇和费格金一起研制出第一个微处理器之后就被英特尔公司挖了过来。）这种芯片能处理8比特的数据，因此命名为8008芯片。这种设计有更大的地址空间（即微处理器能直接调用的存储单元数量）。从数学上讲，新芯片有8的8次方——总数达1600万个地址单元用来存储数据、指令或响应，而老芯片只有4的4次方（即256个）地址单元。
整个70年代，英特尔公司的惟一利润来源是它生产的存储器产品。公司所有的销售和市场策划都紧紧围绕着存储器芯片产品，因为钱就是卖这种商品赚来的——全世界的每台计算机都需要存储器。新的动态随机存储器（DRAM）芯片起了关键作用。第二种存储器产品是4000比特的DRAM芯片，其后是16K存储器芯片。微处理器芯片却不好卖，这种芯片需要全新的销售策略，因为这种芯片难以使用，需要一种只有英特尔公司才能供应的开发系统。而销售这些原始的小计算机并不在英特尔公司原先设想的经营计划之内。因此，尽管很多客户对新芯片很感兴趣，但很少有人买。这就使得销售人员对推销这种产品也丧失了兴趣。
结果，英特尔公司内部那一小队微处理器的拥护者发现自己的力量越来越小。只是新的8008微处理器出人意料的热销才使得公司继续开展这个领域的业务。鲍勃·诺伊斯认为微处理器大有潜力，但他没办法在公司的销售人员中激发起对微处理器的热情，因为这些人要卖掉很多芯片才能得到奖金。因此，推出这款微处理器之后，他虽然还保留了这个项目，但却暂时停止了进一步的开发工作。9个月后，即1973年年初，费格金说服他的上司瓦德斯兹允许他利用在前两款微处理器中得到的知识研制一种改进型处理器。瓦德斯兹让他放手去干。
1973年，费格金领导的小组人数和热情都有增长。他和Shima带领小组里的近80个人结合用户的反馈意见对微处理器进行了重大的改进。费格金花了好几个月登门拜访用户，征求他们对自己的产品的意见。接着，他和Shima对各种新的电路设计方案进行了比较和审查。霍夫甚至重新审查了工艺方法，并帮着改进和合理化了指令集。到1974年4月，他们已经研制出一款可以发布的产品。这款产品叫作8080芯片，是另一种8比特微处理器，但其指令集更好，而且比前一款微处理器快10倍。（实际上，这种芯片的设计和功能非常好，以至于直到今天英特尔公司的微处理器系列都保留了其基本结构。）这批工程师终于研制出了一种值得骄傲的芯片。
大约就在这个时候，瓦得斯兹获得了硅门电路的专利。忽然之间，费格金惊讶地发现他认为是自己的发明变成了瓦得斯兹的专利并归英特尔公司所有。真是无耻之极！因为早在费尔柴尔德公司时，当费格金第一次提出这个构想时，瓦得斯兹还嘲笑过他。费格金对专利权的异议很快被他的上司们否认。他开始问自己既然公司里谁也不欣赏他的努力，他为什么还要为公司拼命去研制那些微处理器。
对费格金来说，几个星期之后发生的事是对他的致命一击。1974年，鲍勃·诺伊斯取代亚瑟·洛克当选英特尔公司董事会主席，不再担任总裁。总裁一职由戈登·莫尔出任，而葛洛夫则被提名为执行副总裁。在一次月例会中，戈登·莫尔像通常一样静静地坐在房间的后面，倾听正在进行的讨论。这次讨论的问题是微处理器小组的未来和公司应花多大的努力来为这种新装置开拓市场。
一年以前，鲍勃·诺伊斯已决定把公司带入另一个业务领域：数字手表。为了组建一个新的分公司，他买下了一家加利福尼亚地方公司Microma，把大量的金钱和时间投入到这一项目。现在的问题是英特尔公司是否能够成功地同时占领手表和微处理器的市场。显然，销售人员都认为手表更有利可图。房间里仅有的微处理器的拥护者是费格金和他的几个同事。争论越来越激烈。
莫尔身为新任命的总裁决定作出自己的决断。在一片喧哗声中，他提高嗓音，大声喊道：“英特尔是一家存储器公司！我们永远不会卖微处理器！”
全场震惊了，屋里一片寂静。莫尔用拳头擂着会议桌，又重复了一遍他的声明。
费格金再也不想听下去了。他很快离开了公司，把Shima也带走了。投资家们很快注意到了他的离去。几个星期之后，埃克森公司的行政人员拜访了费格金，问他是否需要一些风险资本，这家大型石油公司认为，这正是自己进入芯片制造业的大好时机。在埃克森公司的支持下，费格金成立了基罗格公司，在两年时间内他就推出了Z-80，轰动了整个小型计算机市场。Z-80的最大优点是，价格只有200美元而英特尔公司的同类机要369美元。Z-80成为了正在崛起的计算机爱好者群体的宠儿，轻而易举地胜过了英特尔公司的8080，但Z-80也可以与8080兼容。
1977年，英特尔公司以极大的代价卖掉了它的手表业务。因为手表的价格比任何人预料的都下降得快。但到1976年，英特尔公司的年收入达到了2.25亿美元，而且几乎都来自存储器芯片。英特尔公司不再是这一领域的革新者了。在16K动态随机存取存储器市场上，德州仪器公司取得了技术上的领导地位，而日本人也没有太大的差距。同时，费格金以自己的发展证明了他的选择是正确的：尽管微处理器还没有大获全胜，但是全世界最成功的微处理器经营者不是别人，而是费格金自己。
至于鲍勃·诺伊斯、戈登·莫尔和安德鲁·葛洛夫，他们已经成为了自己做梦也想不到的大富翁。1984年，诺伊斯代价高昂地离了婚，因为财产被分割了——但是他还是拥有价值1.5亿美元的英特尔公司股票。莫尔的资本原始股价值3亿美元，即使是葛洛夫持有的股票也值1500万美元左右。但是他们的公司——英特尔公司，这个存储器芯片和微处理器革命的源生地，却陷于了迷惘之中。动态随机存取存储器的业务似乎正红火着，销售量也在不断上涨，但是商品竞争十分激烈。很快许多日本（接着是韩国和台湾）的电子业大公司加入了战团。虽然电子革命使得从游戏机到洗碗机的一切电器要想加强功能就得使用存储器芯片，从而使得需求日益高涨，但是竞争对手也越来越强大，弄得净收入越来越低。尽管如此，到70年代末，英特尔公司公布的年收入有8亿美元，其股票升值率达10000%，每股的股息达4.5美元。1980年，（福布斯）对安德鲁·葛洛夫关于退出具有周期性的半导体业务的决定报道说：
……F·俄伯斯塔得公司的杰伊·W·库珀等分析家预计半导体产业明年的利润将与今年持平。但他们预测英特尔公司的利润会增长约13%到18%，而销售量则增长18%到20%，比同行业平均增长率高一倍左右。
在这些突出的数字后面起作用的不仅是英特尔公司的业绩记录，而且还有一项决定。关于这项决定，葛洛夫曾小心地谈到：“在过去的两年里，我们一直缺少生产工厂，”他说，“困此，早在1979年我们就必须决定怎样最优配置我们有限的资源。在经过痛苦的反省之后，我们决定降低非专有的存储器领域的重要性，这样我们可以把更多的力量集中到我们专有的微处理器市场上来。”
痛苦的反省？半导体存储器市场一年大约为13亿美元。去年这一市场的增长率高达68%，简直令人目瞪口呆。其部分原因，据库珀认为，是因为IBM开始为它们一些设备购买而不是自己制造16K的芯片。为什么？
原因很简单：去年的市场容量严重不足，其重要表现之一就是，如葛洛夫所说：“在微处理器方面，我们是许多客户的惟一供应商；而在存储器方面，供应商大多了。”结果，英特尔公司这一半导体存储器行业的长期领导者退出了市场，把市场份额拱手送给了德州仪器公司、摩托罗拉公司，同时也给了可怕的日本人，他们现在是16K存储器的主要生产商。
这是有先见之明的举措。一年之内，IBM的个人计算机即将推出，使用的正是英特尔公司的8080微处理器。在这一转折点，1980年英特尔公司还占有30%的存储器芯片业务，但在以后的日子里，这一行业变得更加具有周期性，竞争也更为激烈。
鲍勃·诺伊斯后来成为半导体产业的代言人，在整个80年代早期一直在攻击日本人，说他们在以低于成本的价格倾销存储器芯片。其实，这正是费尔柴尔德公司和英特尔公司得以起家的手法。1989年诺伊斯死于心脏病，享年62岁。此时，英特尔公司爬到了新的权力和财富的高峰。它之所以能成功，靠的正是抛掉存储器业务，全力以赴经营微处理器——很多年以前公司竭力想扼杀的小装置。