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从科技创新史的视角看硅谷创新生态系统的形成

时间:2022-07-09 百科知识 版权反馈
【摘要】:8.2.1 导语20世纪后五十年,硅谷企业成功商业化了大量电子工业技术和生物制药技术。其中一些技术对人类的生活产生深远影响,并且为相关企业创造了大量的财富,硅谷作为一个区域和社会系统值得深入剖析。军方实际上是硅谷最大的风险资本家。当时有效的无线电话系统还没有诞生,他提供给海军的无线电话被认为“实用性是可疑的”。

8.2.1 导语

20世纪后五十年,硅谷企业成功商业化了大量电子工业技术和生物制药技术。其中一些技术对人类的生活产生深远影响,并且为相关企业创造了大量的财富,硅谷作为一个区域和社会系统值得深入剖析。

阿瑟(W.Brian Arthur)〔219〕使用“路径依赖”的术语描述过去事件对历史演进产生的不可逆的影响。阿瑟从集群经济理论出发,将“路径依赖”用于解释硅谷新兴技术企业的集群现象。20世纪60年代后期之前,“硅谷”一词尚未出现。霍弗尔(Hoefler)是位关注电子产业的新闻记者,他对湾区的半导体产业发展历史撰写系列文章的时候,率先使用了“硅谷”一词〔220〕。1974年,吉思·贝林斯基(Gene Bylinsky)为《财富》杂志撰写一篇关于圣克拉拉县高新技术企业形成过程的专题文章。该文章使用更全面的视角展示了高新技术在该地区的发展,并高度评价了弗雷德里克·特曼(Frederick Terman)的催化作用。1975年,硅谷的声誉被固化在公众的头脑中。蒂莫西·斯特金(Timothy Sturgeon)描述了硅谷的发展历史,从电子工业的创新、创业、分拆到联邦电话公司(Federal Telegraph Corporation,FTC)的形成。联邦政府采购对半导体产业的早期发展也得到一些学者的关注(Braun &MacDonald,1982〔221〕;Borrus et al.,1988〔222〕;Riordan &Hoddeson,1997〔223〕)。斯图尔特·莱斯利(Stuart Leslie)强调了国防采购对硅谷发展的重要推动作用。Leslie在斯特金论述的基础上,论述了军方采购对于联邦电报早期发展的重要性,他进一步指出,军方对硅谷发展的影响无处不在。军方实际上是硅谷最大的风险资本家。硅谷商业化的技术(包括互联网在内)在早期发展阶段甚至中长期都接受了来自军方的资助。二战之后,美国国防政策就是创新政策,军方是对价格不敏感的顾客,资助技术商业化的前期研究,支持高校的研究,培训工程师和科学家,这些都使硅谷的高技术企业从中受益。

不少学者一般将硅谷的历史追溯到1955年,从威廉·肖克利(William Shockley)在帕洛阿图成立肖克利晶体管公司开始计算。肖克利于1947年在贝尔实验室发明了晶体管。从肖克利晶体管公司分立出来的仙童半导体公司,以及出走的仙童是硅谷强大发展冲力的刺激因素(Braun &MacDonald,1982;Morgan &Sayer,1988;Scott &Angel,1987;Scott &Storper,1987;Storper &Walker,1989)〔224〕〔225〕〔226〕〔227〕〔228〕。有些学者将硅谷的历史追溯到1938年成立的惠普公司和1948年成立的瓦里安联合公司,这些企业都从斯坦福大学孵化而来(Rogers and Larsen 1984〔229〕;Saxenian 1983)〔230〕

实际上,惠普和瓦里安公司并不是斯坦福附近地区最早的重要电子公司,仙童公司也不是该地区最早的分立公司。在无线电、电视和军用电子工程发展的早期阶段,旧金山湾区已经存在着充满活力的电子产业。硅谷的发展遵循经济和历史地理学的规律:产业的发展需要长时间积蓄动能,受到地理位置和历史环境的深刻影响,未来的发展具有路径依赖的特征。早期湾区电子企业以及产业组织与如今的硅谷非常类似,只是规模更小而已。硅谷在1910年到1940年已经具备如下特征:本地风险资本发挥领导作用;本地企业与研究型高校保持密切关系;聚焦电子元件生产设备、先进通信、测试设备、军用电子工业产品的领域;公司间保持深度合作;对分立公司保持容忍态度;东海岸的大型、呆板、官僚的电子企业和金融机构尚缺乏敏锐的意识。

8.2.2 硅谷的创新史

8.2.2.1 一战之前的无线电产业发展状况

电子产业的起源应该追溯到19世纪电报、电力、电话产业的兴起,这些是无线电产业的前身。吉利莫·马可尼(Guglielmo Marconi)在1895年成功传输了第一个无线电报信号,但是直至1910年,无线电产业仍然处于婴儿期。商业化的无线电仍然有待发展,市场上没有室内信号接收器。早期成立的无线电公司的竞争对手是电报公司,但是由于无线电存在静电干扰以及电报公司的抵制,无线电公司的竞争力体现在越洋通信上,因为海底电缆成本非常高。无线电对于船用通讯具有非常大的应用潜力,无论是岸船通讯,还是船船通讯都是如此。轮船以及航运公司如联合水果公司(United Fruit),是早期应用无线电的用户。实际上,无线电的最大用户是美国海军,他们认为无线电比探照灯和旗语更加有效。最早的无线电系统依靠原始的“火花隙(Spark gap)”发射器来产生无线电波,电路被强迫在两极之间跳跃,由此产生的火花可以用于发送长波。而通过开闭电路和电磁脉冲,能够释放出逐渐“衰减”的无线波,这适用于摩斯电码点划线的发送。接收无线电波的装置是“水晶”探测器。在更远距离传送信号的唯一方式是建造更大的火花发射器。要解决的关键技术问题是:寻找可靠的方式产生“衰减(Undamped)”的连续无线电波,能够更好地适应声音的传播,通过提高敏感度或者放大微弱的进入信号来改进接收装置。

尽管海军尽可能将合约留给美国企业,但是当时最佳的无线通讯系统的企业是马可尼公司(Marconi)和德律风根公司(Telefunken),前者是一家英国公司,后者是一家德国公司。美国发明家福里斯特(Lee de Forest)在纽约成立了无线电话公司(Radio Telephone Company,RTC)。当时有效的无线电话系统还没有诞生,他提供给海军的无线电话被认为“实用性是可疑的”。由匹兹堡发明家费森登(Reginald Fessenden)创办的国家电子信号公司(National Electric Signal Company,NESCO)技术更加先进,他们通过使用交流电产生持续的电波。而通用电气(General Electric,GE)还不具备同样的能力。为了证明各自的专利地位,这些企业之间经常相互发起法律诉讼。实际上,没有任何一家企业完全拥有完整、领先世界的无线系统应具备的所有专利(Howeth,1963)〔231〕

1909年1月,美国海军为弗吉尼亚阿灵顿的新建海岸无线电站进行招标,其中包括为两艘船提供无线电设备。其需求条件故意设定为超过主流的技术能力,目的就是为了鼓励创新。该系统需要能够在三千英里的距离、任何季节、任何天气、全天候传输给船只。白天和夏日的雷暴雨会产生静态干扰,严重阻碍长波无线信号,特别是在穿越大陆块的时候更加明显;而能够克服这一问题的真空管的短波系统在1920年代才开发出来。最终NESCO战胜了美国的马可尼公司、德律风根和无线电话公司,以最低的价格中标。在后续两年中,在阿灵顿的无线电站的建设过程中,NESCO大约为海军提供了75%的无线设备。除了给联合水果公司(United Fruit Company,UFC)提供一些系统之外,这部分收益占据了该公司绝大部分收入。

1912年,一个来自东部沿海不知名公司的工程师来到海军,贡献了基于新兴技术的系统,该系统被证明优于NESCO的系统。这个工程师是斯坦福大学的毕业生西里尔·埃尔韦尔(Cyril Elwell),公司的名字叫联邦电话公司(Federal Telegraph Corporation),该公司采用的无线传送技术是波尔森电弧(Poulsen arc),即通过在强大磁场中包含的氢的运动电弧来产生持续长波。这个系统取得巨大成功,FTC公司开始设计和安装世界上第一个全球范围的无线通讯系统,使用大型的波尔森电弧发射器。

FTC在早期无线产业中的角色被忽略(Aitke,1985),主要因为波尔森电弧的统治市场的时间非常短暂。改进的交流电以及真空管技术在一战末期已经出现。FTC公司在1930年代早期,是旧金山湾区的关键参与者之一。很多电子产业的风云人物(如Leonard Fuller和Charles Litton)都是从FTC开始他们的职业生涯。

8.2.2.2 1909年,西里尔·埃尔韦尔在帕洛阿图成立联邦电报公司(Federal Telegraph Company)

1908年,埃尔韦尔从斯坦福大学毕业,在帕洛阿图工作,为基于火花的无线电报系统正常工作。埃尔韦尔因为缺乏火花发生器以及交流发电机的技术,无法让系统正常工作。1900年,埃尔韦尔在巴黎观摩了电弧的演示,并与电弧发射器的发明者波尔森博士完成合作谈判。1909年,他回到帕洛阿图。埃尔韦尔找到戴维·斯塔尔·乔丹(David Starr Jordan)(斯坦福大学的校长)和马克斯(C.D.Marx)(斯坦福城市工程系的系主任),请他们资助一个使用波尔森电弧技术并且为太平洋海岸提供无线电话和电报服务的新公司。这个公司最初称之为波尔森无线电话和电报公司。

埃尔韦尔建立一个小系统,邀请公众去见证从斯德哥尔摩到萨克拉门托之间的无线声音和电报通讯。当时,无线声音的传输是极为新奇的。萨克拉门托的市长、富有的中国商人、当地的银行家都试用了这个系统。比奇·汤姆森(Beach Thompson)代表旧金山金融家(包括Crocker家族)投资了这个公司。比奇·汤姆森成为总裁,埃尔韦尔被任命为首席工程师,该公司被重新命名为联邦电报公司(Federal Telegraph Company),(Aitken 1985;Grass Roots Writing Collective 1969;Morgan 1967;Rosa 1960)。之后电弧传送器被安装在旧金山的船只上,这些船只来自太平洋邮船公司(Pacific Mail Steamship Company)。该公司提供从旧金山到洛杉矶的运输服务,并且提供到澳大利亚的跨洋服务。随后,FTC沿着太平洋海岸建设了一系列的无线电站。

8.2.2.3 联邦电话(Federal Telegraph Company)在一战期间获得海军合约

1912年,埃尔韦尔来到华盛顿,争取海军对波尔森电弧技术的支持。他带去的12千瓦传输器打动了海军高官,获得了与NESCO传输器正面较量的机会。FTC成功击败了NESCO,成为“一战时期海军的甜心”(Howeth,1963)。海军对于更强大功率电弧传输器的需求,超过了FTC的技术能力。1913年6月30日,一个100千瓦设备被用于巴拿马运河地区。这是第一个“高性能”基站,向南从阿灵顿到运河区,向西到菲律宾。这个合约特别要求使用电弧发射器,这引起东部沿海无线电公司的强烈抗议,他们抱怨海军装备部运用特别条款限制竞争。埃尔韦尔接受了合约,但是并不保证系统成功,因为FTC的设计团队难以继续提高30千瓦以上的电弧功率。FTC的团队包括查尔斯·洛林伍德(Charles Logwood),他是本地业余无线电爱好者,帮助埃尔韦尔开发火花系统。FTC的团队还包括丹麦工程师彼得·詹森(Peter Jensen),帮助埃尔韦尔将电弧功率从12千瓦提高到30千瓦。方法是采用“提高比率”的技术,放大波尔森设计图纸的规模。

伦纳德·富勒(Leonard Fuller)在纽约为NESCO短暂工作一段时间之后被FTC雇佣,帮助FTC提高设计团的竞争力,富勒通过调谐电磁场很快将FTC的功率提高到60千瓦(甚至更高)。

斯坦福高能实验室为FTC提高波尔森电弧提供很大帮助。富勒与FTC雇员罗兰·马克斯(Roland Marx)一起工作,合作开发天线绝缘物。斯坦福实验室的直流电力供应比FTC更好。本地电力公司提供持续供电模式,被用于斯坦福和伯克利高能实验室的长途电力传输。作为使用实验室的回报,富勒推动FTC捐赠12千瓦的电弧给斯坦福大学。

1913年12月,海军在运河区开始建设100千瓦的基站,使用富勒改进后的设计。美国加入第一次世界大战时将整个无线电产业国有化。海军为了延伸控制范围到太平洋,继续要求FTC提高技术极限,提供更大功率的传输器。这些大订单让FTC的增长速度超过了已有能力。在战时,FTC的发展达到了顶点。

8.2.2.4 早期真空管的发展:福里斯特开发的真空管开辟了“电子时代”

在战争期间,真空管被开发出来,能够产生大功率的“短波”无线信号,并且能够克服静电干扰问题,这是当时困扰长波系统的未解难题。在一战结束的时候,真空管被改进到能够成功应用到无线通讯的所有方面:传输、接收和放大信号。真空管主导无线电产业仅仅是时间的问题。真空管在二战之前在电子产业中扮演的角色,类似于战后晶体管的角色:打开了巨大的和无法预见的新市场。因为真空管提高电子系统的能力和可靠性,对成本、能源需求和规模产生巨大影响。福里斯特在1912年进一步完善了真空管,能够大幅放大长距离电话和无线传输中模糊的电子信号,这个关键的创新被称为“电子时代”的标志。福里斯特在帕洛阿图FTC实验室开发了真空管。1912年,福里斯特的真空管被应用到无线电通讯中的三个阶段:信号产生阶段(振荡器)、信号接收器(三极真空管)和信号放大器(放大器)。因为放大器能够将微弱的信号放大上百万倍,这使得高能传输的装置变得不再重要,大大降低长距离无线系统的建造成本。这个装置不仅仅对整个广播和对多数现代的长距离无线电话非常关键,而且对于声音的复制和放大也非常关键。这个关键设备就是“电子管、电话中继器或者放大器”。在基础科学发展中一个小的、简单的进展能够带来如此重大的改变,这让物理学家也非常震惊。

8.2.2.5 二战之后,无线电产业的知识产权呈现分散的状态,东部大企业围绕美国无线电公司(Radio Corporation of America,RCA)结成联盟

二战之后,无线电产业的知识产权呈现分散的状态。GE完善了亚历山德森(Alexanderson)交流发电机。美国西屋公司在1919年收购了NESCO,获得弗森登(Fessenden)的外差振荡器的专利。AT&T拥有核心的福里斯特真空管专利。1921年,西屋与GE、RCA、AT&T以及United Fruit建立联盟,形成“无线电集团(Radio Group)”,而FTC被排除在外。美国政府授权RCA对无线传输、放大器和接收器的核心专利拥有实质性垄断。RCA在无线电集团的角色定位是市场营销和系统运营,而GE、西屋和AT&T是制造设备和组件。RCA表现出主导产业的力量,对于任何没有经验的电子企业,都准备起诉、收购和收取其专利费。每一家在旧金山湾区的早期电子公司,都经常会受到RCA的诉讼威胁。当时,湾区远离东部大企业,很多活动被忽视,在起步阶段常常没有被关注。一些湾区公司瞄准RCA公司的主导领域,在法庭上与其正面交锋与较量。另一些湾区公司选择回避RCA,在RCA的专利没有覆盖的领域发展。20世纪20—40年代,湾区电子企业的合作动力就是共同挑战RCA对该领域的主导权。RCA的强势地位影响了湾区企业的产品组合,早期湾区电子企业避免生产面向大众的电子产品,侧重提供专业领域的电子设备,如军用电子元件、先进通讯设备、电子元件以及生产设备等。

8.2.2.6 联邦电话(FTC)利用福里斯特在FTC工作期间的“雇主权”转型生产真空管

一战之后,来自海军的合同突然中止,技术上转向选择真空管,RCA迅速兴起,这些都使FTC面对紧缩的发展环境。波尔森电弧技术的全盛期已经过去了,FTC转向提供商业性的无线电话服务。20世纪20年代中期,FTC被Mackay Interests所收购。FTC为Mackay的无线装置提供生产制造的设备,并且从事真空管短波系统的转换工作。一个主要障碍是西屋和GE拒绝出售真空管给FTC,因为Mackay被认为威胁了RCA长距离无线通讯的垄断地位。FTC雇用了拉尔夫·赫兹(Ralph Heintz),这是一位从事短波无线和真空管制造的本地专家。赫兹提醒FTC管理层,他们拥有制造真空管的“雇主权(Shop rights)”,这是福里斯特专利能够覆盖的范围。因为福里斯特在被FTC所雇用的期间作出了上述发现,因此FTC能够制造真空管供内部使用,而且不需要支付特许权费。FTC的高管立即来到威廉·克罗克(William Crocker),融资并建立一家真空管制造厂(Heintz,1982)。尽管FTC的雇主权允许他们生产用于接受电波和放大电波的真空管,他们仍然需要绕过RCA所控制的其他专利,特别是大型、高能、水冷的传输管专利。

8.2.2.7 联邦电话(FTC)分立出Magnavox、Fisher研究实验室(FRL)、利顿(Litton)公司等重要企业

FTC分立出一些重要的企业,包括马格纳沃克斯(Magnavox)、费希尔(Fisher)研究实验室(FRL)、利顿(Litton)公司等,这些公司分立行为描绘出硅谷在后仙童时代新企业诞生的动态过程。

1)Magnavox的扬声器——詹森:艾伯塔斯和普里德姆

FTC成立一年之后,分立出第一家公司。詹森和艾伯塔斯与FTC雇员E.S.普里德姆来到美国帮助埃尔维尔商业化波尔森电弧。1913年,他们为“动圈式(Moving Coil)”扬声器申请了专利,这是对现有扬声器的巨大改进。1917年,他们完善了扬声器的设计,多数扬声器目前仍然基于这样的设计。他们将公司命名为马格纳沃克斯,拉丁语是“大嗓门”的意思(Morgan,1967)。在一战期间,马格纳沃克斯为驱逐舰和战列舰建造了公共讲话系统,允许舰长在甲板上给所有人员讲话。该公司因为在一战时期的贡献而收到国家勋章。战后,马格纳沃克斯在全国范围内为工厂、医院和体育馆建造公共讲话系统。马格纳沃克斯为总统演讲建设了第一个公共讲话系统。现在,马格纳沃克斯成为荷兰电子巨头飞利浦的附属企业,继续生产家用电子产品,1972年向市场投放了第一个家庭视听系统(Magnavox Odyssey)。

2)维克托(Victor)的单刻度收音机(The single-dial radio tuner)——哈罗德·埃利奥特(Harold Elliot)

1925年,FTC的一位研究工程师哈罗德·埃利奥特,他对电话的不同特性有着独到认识,开始尝试设计用于广播接收的单刻度收音机。当时,家用接收器需要用户调节4到5个不同的开关,这对于普通用户来说过于复杂。1927年,埃利奥特开发了单开关调谐器的详细工程制造文件,他的装置引起Victor Phonograph公司的关注。该公司购买了埃利奥特设备的专利,称之为“微型同步调谐器(Microsynchronous Tuner)”。当维克托完成新接收器的设计并且准备生产的时候,维克托被RCA收购。随后生产的这种接收器被称为“Victor Microsynchronous Receiver”,这是市场上第一个单开关无线电接收器。

3)费希尔研究实验室——格哈德·费希尔(Gerhard Fisher)

1926年,费希尔从新泽西来到FTC,为福里斯特工作。在FTC,费希尔担任弗雷德里克·克洛斯特(Frederick Kloster)的助理,后者在一战时期为海军开发了电子方向探测器。战后,克洛斯特来到FTC,为其开发用于商业化船载应用的技术。1928年,费希尔在帕洛阿图的车库发明了第一个金属探测器,他称之为“Metaloscope”或者“M-scope”。M-scope很快被发现具有广泛的应用,成为全国范围内供水和供气公司用于定位埋设管道的标准装备。采矿者和淘金者也开始使用这个装置。1929年,费希尔在克洛斯特无线方向探测器的基础上开发了空运辅助设备。1936年,费希尔在帕洛阿图开放了费希尔研究实验室,用以制造不同的电子产品,其中包括无线电话和海事无线电话(Morgan,1967)。现在FRL位于洛斯巴诺斯中圣何塞东南80英里,目前仍然设计、制造和销售金属探测装置。

4)利顿公司(Litton Industries)——查尔斯·利顿(Charles Litton)

1928年,23岁的查尔斯·利顿从斯坦福毕业,被Fuller雇用,帮助管理FTC的内部真空管制造部门(Fuller,1976;Heintz,1982;Morgan,1967)。利顿在10岁的时候建设了自己的业余无线电装置,自制真空管,并将这自制设备卖给其他无线电爱好者。在斯坦福期间,利顿持续试验无线电爱好者所需的真空管装置,利用FTC工厂中废弃的剩余部件,建造了多数通讯实验室所需的真空管制造和检验设备。利顿创造性建造了适用于真空管制造全部过程的设备,包括为玻璃吹气的车床、无线频率电子熔炉、烘烤炉、真空泵,测试装置等。

1932年,利顿离开FTC到新泽西成立了立顿工程实验室,致力于设计和制造真空管的生产设备。利顿吹制玻璃的车床能够大规模生产统一质量的玻璃管坯,与当时采用人工吹制玻璃管坯的主流做法相比,这是巨大的改进。这些机器是唯一的,被所有主要真空管制造商用于大规模生产,包括GE、西屋和RCA等公司。1940年,利顿开始制造大型高能的“磁控”真空管,用于地面雷达系统。1946年,他将真空管业务与研究实验室与机械业务分离。1953年,他将真空管业务出售给“Tex Thornton”,并且将自己的实验室搬到加利弗尼亚。

8.2.2.8 菲洛·法恩斯沃思(Philo Farnsworth)在旧金山依靠当地的研究力量开发了电视

菲洛·法恩斯沃思是一位传奇发明家,在旧金山开发了电视。1924年,14岁的法恩斯沃思在犹他州自学,将光电管的概念和阴极射线管(电子管)结合起来,想象出成熟的电视系统。直到1920年,他在开发电视系统的过程中尝试使用机械扫描磁盘将图像转变为电子脉冲。法恩斯沃思根据这样的设想工作,但是缺少资金去建造原型。1926年,他遇到旧金山的商人乔治·埃弗森(George Everson),说服后者相信自己的想法。埃弗森给法恩斯沃思提供了种子资金,安排他在旧金山见到威廉·克罗克。法恩斯沃思的热情和学识给其留下深刻印象,克罗克同意投资。

法恩斯沃思在旧金山的绿道202号安装了原始实验室,这是Telegraph Hill的基础。法恩斯沃思的姐夫克利夫·加德纳(Cliff Gardner)尽管对吹制玻璃没有经历训练,但是他具备特别的才能,能够为法恩斯沃思制作用于电子扫描的各种奇怪管子,他称之为“图片解剖器(Image Dissector)”。RCA当时也在开发电视系统。1931年,法恩斯沃思进展的新闻开始传到东海岸。法恩斯沃思在1927年首先实现电视画面的电子传输,其专利地位最终在法庭中获得确认。RCA在1939年与其达成一致,以连续支付特许使用费的方式使用存储摄像管。

1931年,法恩斯沃思的电视系统已经优化到看似可以进行商业生产的程度。早期投资者为了获得回报,将公司出售给Philco,该公司是美国当时最大的家用无线电制造商。法恩斯沃思团队搬到费城继续从事系统的开发。法恩斯沃思的团队并没有适应Philco公司保守的企业文化。来自加州的团队拒绝穿西装、戴领结、穿长袖衬衫,因为在沉闷的实验室中这些要求让人更加劳累。结果,Philco的研究部门主任威廉·格里姆迪奇(William Grimditch)称他们为“动物”。他们被称为“西部未打上烙印的牲畜”,关系紧张程度到了临界点。RCA威胁,如果法恩斯沃思的实验室不关闭,他们将撤回Philco制造无线电设施的许可。法恩斯沃思离开了Philco,开创了自己的公司。尽管在一系列专利诉讼中获得标志性胜利,法恩斯沃思的公司在研发、营销和政治影响力方面仍然无法与David Sarnoff和RCA竞争。

在旧金山,法恩斯沃思非常依靠当地的研究力量。拉塞尔·瓦里安(Russell Varian)是一位刚从斯坦福毕业的电化学家,并为这个项目工作了四年(1948年,瓦里安与他的兄弟成立了Varian Associatis)。瓦里安为显像管(Picture tube)试验新的荧光粉,为传输器试验新的振荡器。

8.2.2.9 拉尔夫·赫兹(Ralph Heintz)是短波无线电先驱,是开发飞机短波无线电系统的领导人物

20世纪20年代,Ralph Heintz是湾区电子工程的领导人物。1924年,英国马可尼公司宣布成功使用短波无线电波实验长距离通讯,这激励赫兹开始实验这一技术。1925年,赫兹在私人游艇上安装了装置,这是太平洋第一艘安装了短波无线电系统的船只。这段时期,赫兹为旧金山的Hearst新闻公司建设了五个短波传送器,帮助他们将新闻传播到全世界。

赫兹成为开发飞机短波无线电系统的领导人物。20世纪20年代后期,赫兹为波音飞机在西雅图、波特兰和芝加哥之间运载邮件设计和制造短波无线电话系统。在开发航空无线系统的过程中,为了实现更大型、更高功率无线电话所需要的功率需要,赫兹安装和完善一个多相交流发电机,重量是当时直流系统项目的六分之一。

8.2.2.10 赫兹和考夫曼(Heintz &Kaufman)开发了伽马管(Gammatron tube)

1926年,赫兹与合作伙伴考夫曼为Dollar Steamship Company开始建造船岸无线通讯系统。1928年,Dollar收购了Heintz &Kaufman的多数股权,成立一个分支机构以制造蒸汽船所需要的短波通讯装备。H&K搬迁到有更多设施的南旧金山,雇用了20—40人。赫兹在H&K保留了三分之一的股权,Heintz &Kaufman公司被合并后仍作为单独的公司运作,这使得赫兹能够自由地在外面签署合约。当时Globe Wireless被合并进来,为了运营无线网络,考夫曼被任命为Globe Wireless的总经理,赫兹仍然担任H&K的总裁。1930年早期,当全球无线系统完成,H&K的短波装备被安装在洛杉矶、长滩、波特兰、西雅图、纽约、夏威夷、马尼拉、关岛、上海等岸边基站,以及160艘商船。

因为RCA、GE、西屋将H&K视为竞争对手,他们拒绝出售真空管给他。英国的真空管又特别贵,H&K被迫自己制造真空管。在开发全球系统的过程中,赫兹开发了一个两因素的静电控制管,他称之为“Gammatron”。这个管子以过期专利和无专利技术为基础,因而没有侵犯RCA的知识产权(Norberg,1976)。利顿知道来自纽约Corning Glass管坯的规格,帮助H&K生产,帮助他们挑选玻璃管坯和购买派热克斯玻璃(Pyrex)用于吹制玻璃。当地无线电爱好者艾特尔和麦卡洛被雇用,帮助开发和管理控制管的生产运作。当全球系统完成,H&K转向生产用于更换的真空管(Heintz,1974,1982)。

在大萧条时期,Heintz &Kaufman公司被迫寻找外部市场,开始向无线电爱好者出售伽马管。根据赫兹的回忆,他们“立刻获得巨大的声誉,因为无线电爱好者争相使用”。

8.2.2.11 艾特尔和麦卡洛(Eitel &McCullough)成立了High-Volume Tube Production

1934年,Dollar系统的真空管生产需求在提高,Dollar要求H&K停止在开放市场上销售伽马管。赫兹和考夫曼同意了,但是骨干成员Eitel &McCullough对此非常沮丧,他们成立了一家公司为无线电爱好者服务的公司。1941年早期,Eitel &McCullough意外收到来自美国军方的50万真空管的订单。1942年,公司拥有1 800名雇员,工作三班倒,每日生产超过4 000个管子。战后,过高产能一直困扰着Eitel &McCullough。当军方订单突然消失,市场上充满了过剩的管子,售价低于成本。公司在战后通过转型生存下来,为他们的管子开发新的军用和商用市场。他们为航空雷达建设了大型“调速管(Klystron)”,为飞行、核共振、广播和电视、电话系统、工厂自动化、早期电脑等市场供货。1959年,Eitel &McCullough成为世界上最大的商用真空管制造商。

8.2.2.12 蒂姆·莫斯利(Tim Moseley)成立Dalmo Victor制造公司,他与亚历山大·庞尼阿托夫(Alexander Poniatoff)合作,成功开发了航空雷达天线

1921年,蒂姆·莫斯利在旧金山成立了Dalmo制造公司,为顾客改进设计,发明自己的产品。1934年,莫斯利雇用了亚历山大·庞尼阿托夫。二者联手为海军建造机载雷达天线的原型。当时,海军原本要将合约给西屋、GE和另外一家公司。由于莫斯利的产品原型明显优于其他公司,他们获得海军的青睐(Poniatoff,1974)。西屋提出由其管理合同,他们认为大量生产对于Dalmo这样的小公司太困难了。莫斯利同意西屋的建议。二战末,Dalom-Victor成为机载雷达天线的领导制造商。在1966年,该公司生产了美国90%的潜艇天线,并且为NASA的登月使命建立天线系统。

有天赋的机械师和无线电爱好者,在湾区早期电子产业发展中发挥着重要作用。现实的机械才华与先进的技术训练和理论知识结合在一起的时候,能够发挥巨大的推动作用。这样的结合存在于多个开发团队,比如洛根伍德与福里斯特,法恩斯沃思与瓦里安,莫斯利与庞尼阿托夫。默会的能力和正式的训练都凝聚在个体身上。富勒、赫兹、利顿在儿童时代对无线电非常着迷,随后在康奈尔、加州大学伯克利分校和斯坦福学习,这样的学习经历对他们从实践中了解的经验给予了理论解释。

8.2.2.13 庞尼阿托夫在莫斯利的鼓励下成立Ampex公司,为Dalmo-Victor雷达天线系统制造关键部件,并成功开发了磁带录音机

Dalmo-Victor雷达天线系统的关键部件是两个小的精密的电动马达瞄准设备,通过一个微型发电机供电。当时的公开市场上并没有这种类型的马达和发电机。1944年,莫斯利要求庞尼阿托夫成立自己的公司去制造上述部件。庞尼阿托夫将新公司命名为Ampex。Ampex在战时扩大了生产,为军方供应太平洋战区的物资。日本在1945年投降,随后军方迅速取消所有订单。庞尼阿托夫决定继续开发家用高保真音响系统,该公司接到伯克利熔炉制造商的4万美元订单,内容是制造10 000个精确的马达。这个订单让公司得以维持。Ampex与3M合作改进磁带质量,解决了关键的技术问题,成功开发出磁带录音机。不久,Crosby与Ampex达成合作关系,成为Ampex产品的唯一经销商。Jack Benny、Bob Hope和Michael Todd等宽银幕电影开发商,也相继成为Ampex的顾客。

庞尼阿托夫结识了斯坦菲尔德·雷菲尔德(Stan-field Rayfield),后者促成庞尼阿托夫与亨利·麦克米金(Henry McMicking)达成投资合作。麦克米金彻底重组了Ampex的营销结构,但是严格坚持不干涉工程的政策。Ampex在1954年成功开发了多声道录音,1956年成功开发了第一台录像机,成为大型计算系统磁带备份领域的主要驱动力量。雷菲尔德、麦克米金和马伦对于Ampex发展所采用的方式是现代风险投资的做法。

8.2.3 启示与思考

硅谷是世界高新技术创新的源地,一次又一次的产业革新使硅谷从一个农业地区,发展成为当今世界上最为重要的科技创新中心。新兴技术的发展与兴起是世界科技创新中心的核心标识,其生命周期的每个阶段既得益于创新生态系统的孕育,又对创新生态系统具有破坏性的改造。

起步阶段:信息技术仅仅是国防技术应用的一个方向,硅谷创新生态系统尚未形成。

早期的国防工业为硅谷的发展提供了资金支持和技术保障。在这个阶段,企业的技术创新主要是孤立的,与其他企业和大学尚未发生频繁的联系,从设计新产品开始,到最终产品的销售都由创业者自己完成,合作性的创新网络还没有形成,风险资本和中介组织仍然缺乏。早期的微型计算机公司多为计算机业余爱好者所创立,他们虽然能够开发出新的技术和产品,却往往由于没有资金支持、缺乏企业经营管理经验、受大公司的挤压排斥等原因而常常面临破产倒闭的威胁。20世纪50年代到60年代,硅谷地区国防工业的发展为其电子工业的产生、形成和发展奠定了基础。第二次世界大战期间,由于临近旧金山港湾和众多大学(如斯坦福大学),硅谷成为国防工业的集聚地。进入冷战时期,为了在“军备竞赛”以及太空技术上保持领先,美国国防部门投入大量资金用于开发先进技术。军方提出技术标准,然后在众多研发公司中寻求解决问题的办法。来自政府的合约激励了地方高新技术的发展,如惠普公司、瓦里安公司就是在这一时期诞生的。为了能够获得稳定的技术来源,国防部门会同时资助不同的公司开发技术,这样的做法促进了技术的扩散。这一阶段是硅谷的萌芽期和起步阶段。

发展阶段:信息技术诞生了一批创业型公司,创新生态系统逐步完善。

随着国防技术的商业化,硅谷进入了发展阶段。1959年,集成电路的发明引起了20世纪60年代到70年代半导体工业的迅猛增长。肖克利半导体衍生出仙童半导体公司及众多后起之秀,包括英特尔、AMD和国家半导体公司。1959年到1976年在硅谷诞生的半导体公司就有45家,而同一时期,美国其他地方一共产生了5家半导体公司。也正是在这一阶段,《电子新闻》记者霍弗勒(Don Hoefler)首次将这地区命名为“硅谷”。从20世纪50年代至80年代,硅谷进入到技术创新集群的成长阶段。这段时期创新生态系统的特征是:①外部企业和相关机构大量涌入的同时,集群内大量企业衍生,使硅谷技术创新集群规模迅速扩大。②风险投资体系不断完善,创业条件不断得到优化。③硅谷高技术集群的技术、制度基础和文化基础基本形成,形成了硅谷独特的制度和文化氛围,培育了创新精神、创新企业间广泛联系和开放的风气,形成硅谷高技术创新的技术合作网络。创新生态系统形成的一个标志就是风险资本的发展壮大。20世纪70年代后期,加州风险投资的中心从旧金山转移到了硅谷,风险投资网络与硅谷原有的技术网络结合在一起,在硅谷的创新网络中扮演重要角色,并成为高技术创新治理的主体。

兴盛时期:信息技术和创新企业族群(比尔·盖茨、乔布斯、扎尔伯格等一批伟大的企业家和企业的诞生)逐渐形成,创新生态系统成为草根创新、大众创业的环境。

1970年至1996年间,硅谷的计算机产业逐渐演变为一个巨大的企业簇群。1980年,企业簇群的市场价值超过了IBM的市场价值,这代表着高技术集群的创新活动已经由高度垄断的企业内部转移到分散的网络组织。进入1980年代初期,硅谷面临危机,日本企业从硅谷的集成芯片制造厂手中争夺半导体存储器市场。1985年和1986年间,不少硅谷工厂倒闭并波及硅谷之外的其他相关高科技行业。但是,随后几年,硅谷出现有力的反弹,引领了互联网技术的开发和创新,把世界带入了网络时代,迎来了新一轮的持续发展。这段时间,硅谷的技术结构和创新组织结构等方面发生了更为深刻的变化。其最大的特点是,创新文化更加突出,创新网络更加完善,产业链条更加发达,经济联系更加互动。尽管2000年网络经济泡沫的破灭在一定程度上削弱了网络经济在硅谷发展中的地位,但它仍然是硅谷就业中规模最大的产业集群,是硅谷最为重要的创新集群之一。这段时期创新生态系统的特征是:①技术创新集群各方面的功能已发育完善,配套的功能齐全,企业创新倾向更加突出。②企业之间的横向与纵向协作关系不断地建立和完善,创新网络更加完善,产业链条更加发达,整个技术创新集群发育成一个网络型的价值链群。

前期大量研究也识别出硅谷的关键要素:前瞻性的教育、一个强大的与产业界保持联系的研究型大学、创业型企业和学术文化、风险资本市场、支持性的政府机构、开放的人才流动、宽松的移民制度、活跃多元的思想文化,适宜的气候以及技术园区,加上完善的法律、财务、人力资源、市场等辅助服务系统。

除此之外,我们还需要关注以下几个方面:

第一,军方扮演了创新企业家和有远见的风险资本家的角色,创造并且维持了硅谷发展。硅谷最大的单个雇主是洛克希德导弹和空间(现在叫洛克希德·马丁),在森尼维尔拥有生产设施,在帕洛阿图拥有研发实验室。不少硅谷企业在洛克希德马丁以及福特航空航天的带领下,跻身前500名的国防合同商。国防部实际上是硅谷最大和最早期的“天使投资人”。在一战之前,国防合约帮助瓦里安联合企业以及Watkins-Johnson等企业走向正轨,帮助惠普公司扩张业务。国防合同也鼓励东部海岸的企业,诸如通用电气、Sylvania和Zenith到圣塔拉拉谷去建设前沿实验室和生产设施。从公司的视角来看,国防合约意味着生产合约加上研发合约,有保证的市场加上成本加成的定价机制,降低了企业风险。在二战之前,产业中的主导者仍然是东部的实验室和专利,西部海岸的公司尚未成长为大型公司,被迫寻求技术上的利基市场。战争时期的订单给婴儿期的西部海岸公司展示自己能力的机会。虽然RCA、GE、西屋以及其他东部巨头赢得了多数大额的国防电子产品的合约。但是,一些小订单对于西部海岸的创始公司来说非常重要。美国政府在硅谷的作用和角色是一个有序竞争游戏规则的制定者、执行者和裁判,它本身并不直接参与到游戏中去,保证了市场经济中企业之间竞争的有序进行,为企业的发展提供了一个良好的环境。硅谷因为在冷战期间持续获得国防合约,大量资金投入到斯坦福以及周边发展起来的高科技公司。这些资金鼓励在该地区作出进一步的投资,鼓励成立电子企业,鼓励本地的企业家为国防合约服务。这些资金同样吸引人才到圣克拉拉谷,包括研究毕业生、教职人员以及工程师。

第二,东部海岸的大公司关注到西部地区的发展活力,也在硅谷地区进行研究和产业布局。根据东部沿海企业的规模,西部沿海的初创企业仍然弱小。产业领导者GE和RCA在1956年分别拥有7.25亿美元的销售。Admiral、Sylvania、Philco、Zenith、Westinghouse以及其他东部企业也已经拥有了超过1亿的销售额。Sylvania获悉斯坦福在电子对抗方面的研究专长,在邻近斯坦福的地区新建电子防卫实验室(Electronics Defense Laboratory,EDL)。EDL与斯坦福建立了广泛的联系,大量招聘斯坦福的毕业生和研究实践者。Signal公司也类似的将实验室建设在斯坦福能够覆盖的范围之内,能够方便接收器、转换器、晶体管以及其他电子设备的开发,能够较便利地获得大学研究者的支持。通用电子在1954年也搬到西部,以获得斯坦福的专业技能,寻找扩大国防电子企业已有的份额。GE的电子部门在伊萨卡和纽约(在康纳尔大学)建立了先进雷达实验室。在Sylvania和GE的领导下,其他东海岸公司也在硅谷布局研发或者制造机构。

第三,西部地区在东部地区大企业的打压下在夹缝中生存,硅谷地区内不同参与者之间具有互补性或者异质性的知识、技能和信息,这样的信息交流能够使整个创新集群更具活力。埃尔韦尔、富勒、福里斯特、法恩斯沃思、利顿、赫兹、考夫曼、艾特尔等人,共同推进了半导体产业的发展,旧金山湾区的企业对“电子革命”发挥重要作用。这些关键人物是链接欧洲先进的科学技术和东部大企业前沿的枢纽节点,在硅谷这个高度分散的产业系统中起着联结不同市场主体的纽带作用。面对东部大企业的专利封锁和打击,硅谷地区的创新者之间对彼此之间知识分享和分立创新活动采取了宽容的态度。例如赫兹开发了伽马管之后,雇用艾特尔和麦卡洛帮助开发和管理控制管的生产运作。后来,艾特尔和麦卡洛成立了High-Volume Tube Production公司生产真空管,最初他们就是采用与H&K相同的真空管技术。赫兹对于他们的分立创业采取的是硅谷式宽容态度。

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