Nachdem Intel sich als bedeutender Akteur im Markt für Halbleiterspeicher etabliert hatte, wurde seine Entwicklung 1969 durch eine unerwartete Anfrage eines japanischen Taschenrechnerherstellers namens Busicom grundlegend verändert. Busicom suchte maßgeschneiderte Chips für eine neue Reihe von programmierbaren Desktop-Taschenrechnern, die zu dieser Zeit an der Spitze der elektronischen Berechnung für geschäftliche Anwendungen standen. Ihr ursprüngliches Design für eine Familie von zwölf komplexen Chips für den Busicom 141-PF Taschenrechner war ehrgeizig und basierte auf spezialisierter Logik, die kostspielig und schwierig zu produzieren gewesen wäre. Der Intel-Ingenieur Marcian "Ted" Hoff erkannte bei der Beobachtung von Busicoms ursprünglichem Design eine Gelegenheit für einen allgemeineren, programmierbaren Logikchip anstelle einer Reihe von unterschiedlichen maßgeschneiderten Chips. Hoffs architektonisches Konzept schlug eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) vor, die eine Reihe von Anweisungen ausführen konnte und in der Lage war, verschiedene Aufgaben durch das Laden unterschiedlicher Programme zu erledigen. Diese grundlegende Erkenntnis, die zusammen mit Intels damaligem VP für Engineering, Leslie Vadasz, und Busicoms Masatoshi Shima entwickelt wurde, legte den Grundstein für den modernen Mikroprozessor, indem sie das Paradigma von festfunktionaler Hardware zu flexiblen, softwaregesteuerten Lösungen verschob.
Die Aufgabe, Hoffs konzeptionelles Design in ein funktionales Produkt umzusetzen, fiel hauptsächlich Federico Faggin zu, einem italienischen Ingenieur, der 1970 zu Intel kam. Faggins Expertise in der Silizium-Gate-MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) Technologie, einem entscheidenden Fortschritt zur Herstellung dichterer und schnellerer integrierter Schaltungen als die vorherrschende Metall-Gate-MOS-Technologie, war von zentraler Bedeutung. Die Silizium-Gate-Technologie, die von Intels Les Vadasz entwickelt wurde, ermöglichte selbstjustierende Tore, reduzierte parasitäre Kapazitäten und ermöglichte höhere Geschwindigkeiten und Packungsdichten, was für das ehrgeizige 4004-Projekt von entscheidender Bedeutung war. Faggin leitete nicht nur das Design, sondern entwickelte auch die Methodik für das Design von Zufallslogik unter Verwendung der Silizium-Gate-Technologie, wodurch der komplexe Chip realisierbar wurde. Das Ergebnis war der Intel 4004, der weltweit erste kommerziell erhältliche Mikroprozessor, der 1971 eingeführt wurde. Dieser 4-Bit-Chip, der 2.300 Transistoren enthielt und in der Lage war, etwa 60.000 Operationen pro Sekunde auszuführen, wurde ursprünglich für Busicoms Taschenrechner entwickelt. Entscheidenderweise verhandelte Intel weise, um die geistigen Eigentumsrechte am 4004 zu behalten, eine Entscheidung, die hauptsächlich von Intels Vizepräsident für Marketing und Vertrieb, Ed Gelbach, vorangetrieben wurde. Busicom hatte ursprünglich exklusive Rechte gefordert, aber Intel bot einen reduzierten Stückpreis im Austausch für die Freiheit an, den Chip an andere Kunden zu verkaufen. Dies erwies sich als strategisch weitsichtig und verwandelte den 4004 von einer maßgeschneiderten Komponente in ein Produkt für allgemeine Zwecke mit einem riesigen potenziellen Markt. Die Bedeutung des 4004 lag in seiner programmierbaren Natur, die zeigte, dass ein einzelner Chip durch einfaches Ändern seiner Software verschiedene Funktionen ausführen konnte, wodurch eine beispiellose Flexibilität geboten und die Komplexität und Kosten elektronischer Designs für eine Vielzahl von Anwendungen drastisch reduziert wurden.
Nach dem 4004 iterierte Intel schnell das Konzept des Mikroprozessors und erkannte das enorme Potenzial. Der 8008, ein 8-Bit-Mikroprozessor, wurde 1972 veröffentlicht, und zwei Jahre später, 1974, kam der leistungsstärkere 8080 auf den Markt. Der 8008, der ursprünglich für Datapoints programmierbares Terminal entwickelt wurde, war Intels erster 8-Bit-Chip und erweiterte den adressierbaren Speicher und den Befehlssatz erheblich. Er fand frühzeitig Anwendung in anspruchsvollen Taschenrechnern, Registrierkassen und Datenterminals. Der 8080 hingegen stellte einen entscheidenden Fortschritt dar, packte 6.000 Transistoren und bot die zehnfache Leistung des 8008. Er wurde schnell zum De-facto-Standard für eine neue Generation von Mikrocomputern aufgrund seines erweiterten Befehlssatzes, schnelleren Taktraten und einer einfacheren Schnittstelle zu anderen Komponenten. Seine Einführung durch frühe Bausätze wie den MITS Altair 8800, der in Bausatzform für nur 395 US-Dollar verkauft wurde, wird weithin als Auslöser der Personal-Computer-Revolution angesehen. Der Altair 8800, der den 8080 prominent als zentrale Verarbeitungseinheit verwendete, demonstrierte die Machbarkeit von kostengünstigem Computing für Hobbyisten und kleine Unternehmen. Die weit verbreitete Einführung des 8080 signalisierte einen signifikanten Marktwandel, der darauf hinwies, dass die Nachfrage nach programmierbarer Logik für allgemeine Zwecke weit über das ursprünglich vorgesehene Maß hinausging und über spezialisierte eingebettete Anwendungen hinausging, um völlig neue Computermärkte zu schaffen. Während frühe Wettbewerber Unternehmen wie Motorola mit seinem 6800-Mikroprozessor umfassten, verschaffte Intels starke anfängliche Marktdurchdringung und unterstützendes Ökosystem dem Unternehmen einen erheblichen frühen Vorteil.
Diese Phase markierte einen allmählichen, aber entscheidenden Wandel in Intels strategischem Fokus von Speicherchips zu Mikroprozessoren. In den frühen 1970er Jahren stammte Intels Umsatz überwiegend aus dynamischem RAM (DRAM) und statischem RAM (SRAM), Produkte, für die der Wettbewerb schnell zunahm, was zu Preisverfall und engeren Margen führte. Mikroprozessoren hingegen boten einen höheren Mehrwert, größere Differenzierung und erheblich bessere Gewinnmargen aufgrund ihres komplexen Designs und ihrer proprietären Natur. Während Speicher im Laufe des Jahrzehnts ein entscheidender Teil des Geschäfts blieb, begann das exponentielle Wachstumspotenzial und die höheren Margen, die mit Mikroprozessoren verbunden waren, die Investitionen des Unternehmens in Forschung und Entwicklung zu lenken. Die Führung, insbesondere die Mitbegründer Robert Noyce und Gordon Moore, erkannten die tiefgreifenden Auswirkungen dieser neuen Produktkategorie auf das Computing. Branchenanalysten zu dieser Zeit beobachteten, dass der Mikroprozessor einen Weg zur Demokratisierung der Rechenleistung bot, indem er sie von teuren, großen Mainframes auf kleinere, zugänglichere Maschinen verlagert. Intels frühe Dominanz in diesem aufstrebenden Marktsegment, zusammen mit seinem integrierten Fertigungsmodell (IDM), verschaffte dem Unternehmen einen erheblichen Wettbewerbsvorteil, da nur wenige andere Unternehmen über die kombinierten Design- und Fertigungskapazitäten verfügten, die erforderlich waren, um solch komplexe Geräte in großem Maßstab herzustellen. Bis 1979 war Intels Jahresumsatz auf über 660 Millionen US-Dollar gewachsen, wobei Mikroprozessoren einen zunehmend signifikanten Teil beitrugen.
Die organisatorische Skalierung wurde während dieser Phase des schnellen Wachstums zu einer kritischen Herausforderung, wobei die Mitarbeiterzahl von Intel von etwa 1.500 im Jahr 1971 auf fast 15.000 bis zum Ende des Jahrzehnts anstieg. Unter der operativen Leitung von Andrew Grove implementierte Intel rigorose Managementsysteme, um sicherzustellen, dass Produktentwicklung und Fertigung mit der wachsenden Nachfrage Schritt halten konnten. Groves Schwerpunkt auf datengestützte Entscheidungsfindung, klare Ziele (später formalisiert als Objectives and Key Results, oder OKRs) und Leistungsrechenschaft förderte ein Umfeld, das in der Lage war, schnell zu handeln. Dieser systematische Ansatz ermöglichte es Intel, die zunehmende Komplexität des Designs und der Produktion immer anspruchsvollerer Mikroprozessoren zu bewältigen, während hohe Qualitäts- und Effizienzstandards in seinen Fertigungsanlagen aufrechterhalten wurden. Das integrierte Fertigungsmodell (IDM) des Unternehmens, das Chipdesign, Fertigung (Fertigung) und Vertrieb umfasste, ermöglichte eine enge Kontrolle über den gesamten Produktlebenszyklus, von der ersten Idee bis zur Serienproduktion. Diese vertikale Integration war ein entscheidendes Unterscheidungsmerkmal in einer technisch anspruchsvollen Branche und ermöglichte es Intel, Designs hinsichtlich der Herstellbarkeit zu optimieren und schnell an Prozess-Technologien zu iterieren.
Wichtige Innovationen in dieser Zeit beschränkten sich nicht nur auf die Erhöhung der Transistoranzahl. Intel-Ingenieure konzentrierten sich darauf, Befehlssätze zu verbessern, um Prozessoren für verschiedene Rechenaufgaben effizienter zu machen, Taktraten zu erhöhen, um die Rechenleistung zu steigern, und effizientere Architekturen für den Datenfluss zu entwickeln. Diese kontinuierlichen Fortschritte stellten sicher, dass jede neue Generation von Mikroprozessoren überzeugende Leistungsverbesserungen bot, die die Akzeptanz in verschiedenen Anwendungen vorantrieben, von industriellen Steuerungssystemen bis hin zu Unterhaltungselektronik und aufkommenden Personalcomputern. Darüber hinaus begann das Unternehmen, ein robustes Ökosystem rund um seine Prozessoren aufzubauen, da es verstand, dass Hardware allein für den Markterfolg nicht ausreichte. Dies umfasste die Bereitstellung umfassender Entwicklungstools wie Assemblierer, Compiler und Debugger sowie umfangreiche technische Unterstützung und Dokumentation, um unabhängige Software- und Hardwareentwickler zu ermutigen, Lösungen zu entwickeln, die mit Intels Architektur kompatibel waren. Die Verbreitung von Betriebssystemen wie CP/M, die auf 8080-basierten Systemen weit verbreitet waren, war ein Beweis für die Wirksamkeit dieser Ökosystemstrategie, die, obwohl sie zu dieser Zeit noch in den Kinderschuhen steckte, sich als grundlegend für die zukünftige Marktbeherrschung und den Aufstieg der "Wintel"-Plattform erweisen sollte.
Bis Ende der 1970er Jahre hatte Intel seine Position als bedeutender Marktakteur gefestigt, nicht nur im Speicherbereich, sondern, was noch wichtiger war, im aufkommenden Bereich der Mikroprozessoren. Der Erfolg des 8080 und seiner Nachfolger zeigte, dass der Mikroprozessor nicht nur ein Nischenbauteil war, sondern das eigentliche Gehirn einer neuen Generation von Computern, das die Programmierbarkeit und Leistung bot, die zuvor ausschließlich Mainframes und Minicomputern vorbehalten war. Das Unternehmen hatte sich von einem High-Tech-Speicher-Startup in den führenden Innovator von zentralen Verarbeitungseinheiten verwandelt und sich damit auf einen noch tiefgreifenderen Einfluss auf die Computerindustrie vorbereitet. Diese Phase des Durchbruchs gestaltete Intels Identität und strategische Ausrichtung grundlegend um und ebnete den Weg für seine nachfolgende Ära des transformativen Wachstums und der Marktführerschaft im aufstrebenden digitalen Zeitalter.