（圖片來源：圖蟲創(chuàng)意）

王豫剛/文

“芯片就是21世紀(jì)的原油”，在經(jīng)歷了過去幾年的全球“芯片荒”之后，將1973年石油危機拿來做半個世紀(jì)后的譬喻，已經(jīng)不是新鮮事。2022年3月，英特爾 CEO帕特·基辛格（Pat Gelsinger）就聲稱：“過去五十年里，油田的位置決定了全球地緣政治。未來五十年，地緣政治將由科技供應(yīng)鏈和芯片在哪里生產(chǎn)決定，就是這么重要。”對于中國經(jīng)濟來說，芯片的“依存度”超過原油早已成為現(xiàn)實。據(jù)海關(guān)總署公布的2022年進出口主要商品數(shù)據(jù)，集成電路進口總金額為4155.79億美元，占比達15.30%。而同期原油進口金額則為3655.12億美元。而這一數(shù)據(jù)背后，是已持續(xù)近5年的中美“芯片戰(zhàn)爭”。

5年間，美國對中國芯片產(chǎn)業(yè)的限制不斷升級，從只是限制華為、中興等個別企業(yè)采購高性能芯片，到開始全面限制各種半導(dǎo)體材料、設(shè)備和制成工藝，以及美國專利技術(shù)的對華出口。2023年5月12日上午11時，2022年位列全球市場份額第四的中國智能手機制造商OPPO宣布終止自己已經(jīng)投入四年、員工數(shù)千人的芯片設(shè)計業(yè)務(wù)哲庫科技（ZEKU），研發(fā)團隊將徹底解散。在此之前，OPPO推出了兩款自研芯片馬里亞納X和馬里亞納Y，分別用于影像處理和藍牙音頻。OPPO稱，全球經(jīng)濟和手機市場“充滿不確定性”，因此進行了戰(zhàn)略調(diào)整。但業(yè)界分析認(rèn)為，利潤和經(jīng)濟考量只是一個方面，被美國“制裁”的隱憂才是這一決定背后不可言說的最重要原因。

中方亦有舉措：2023年5月21日，中國政府宣布美光公司產(chǎn)品存在較嚴(yán)重網(wǎng)絡(luò)安全問題隱患，未能通過網(wǎng)絡(luò)安全審查，而美光是目前美國僅存的存儲芯片生產(chǎn)廠商。

2022年8月，美國總統(tǒng)拜登簽署了《芯片和科學(xué)法案》，計劃撥款520億美元用于激勵美國芯片制造，同時撥款數(shù)百億美元用于未來的科學(xué)和研發(fā)投資。法案通過后，白宮發(fā)布了一份新聞稿，承諾這項立法將“降低成本”“創(chuàng)造就業(yè)機會”“加強供應(yīng)鏈”，但在《芯片戰(zhàn)爭：世界最關(guān)鍵技術(shù)的爭奪戰(zhàn)（Chip War:The Fight For the World's Most Critical Technology）》一書作者、美國塔夫茨大學(xué)弗萊徹學(xué)院國際史副教授克里斯·米勒看來，美國國會通過這項立法的原因其實很簡單：在中國以外的地區(qū)提供額外的芯片制造能力，作為戰(zhàn)時保險。

《芯片戰(zhàn)爭: 世界最關(guān)鍵技術(shù)的爭奪戰(zhàn)》

[美]克里斯·米勒/著

之江文化 | 浙江人民出版社

蔡樹軍 /譯

2023年5月

盡管我們的日常生活早已離不開芯片，但這仍是一個“看不見的市場”。若不是華為因為制裁而被迫退出5G手機生產(chǎn)行列，絕大部分消費者對“芯片戰(zhàn)”大約也只能看個熱鬧，畢竟芯片乃至整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)都是“ToB”業(yè)務(wù)，以芯片作為母題的通俗大眾讀物在出版市場上，也是在近兩年才開始成為熱門。前述的《芯片戰(zhàn)爭：世界最關(guān)鍵技術(shù)的爭奪戰(zhàn)》一書在2022年10月出版后，正是借了《芯片和科學(xué)法案》的“東風(fēng)”，20天內(nèi)就在亞馬遜圖書榜的“國家與國際安全”、“經(jīng)濟史”和“國際經(jīng)濟學(xué)”三個類目中分別排到第1、第2和第4名，此后更是一舉奪下多個圖書獎項。

此前，國內(nèi)的商業(yè)財經(jīng)作者余盛已經(jīng)于2022年1月出版了一本《芯片戰(zhàn)爭》，可以說是基于中方立場的敘事，中美這兩本同名作品的組織方式和寫作角度并不相同，若論與米勒著作比照而讀的國內(nèi)作者作品，可能由汪波所著，浙江教育出版社2023年4月出版的《芯片簡史》一書更合適一些。如無特別標(biāo)注，在本文中所評論的《芯片戰(zhàn)爭》內(nèi)容，指的均是前述克里斯·米勒所著的這本。

《芯片戰(zhàn)爭》

余盛 /著

華中科技大學(xué)出版社

2022年1月

“軍備競賽”：集成電路與“抵消戰(zhàn)略”

美國國防高級研究計劃局（Defense Advanced Research Projects Agency），簡稱DARPA，是美國國防部屬下的一個行政機構(gòu)，負(fù)責(zé)研發(fā)用于軍事用途的高新科技。其前身先進研究計劃局（ARPA）始創(chuàng)于1958年，1972年更為現(xiàn)名。自成立伊始起，DARPA的宗旨就是開展“改變游戲規(guī)則”的高風(fēng)險、高回報技術(shù)研發(fā)，“避免技術(shù)突襲并謀求對對手的技術(shù)突襲”，美國航空航天局（NASA）也是在1958年成立的，其共同背景便是1957年10月，蘇聯(lián)搶先發(fā)射成功了人造衛(wèi)星。

《芯片戰(zhàn)爭》第一部分的展開引子，正是美蘇第一輪太空競賽，這實質(zhì)上也是洲際導(dǎo)彈競賽，這一階段一直到越南戰(zhàn)爭結(jié)束為止：集成電路產(chǎn)業(yè)最早的兩家企業(yè)德州儀器和仙童半導(dǎo)體，其啟動芯片量產(chǎn)的第一桶金，分別來自阿波羅登月計劃的采購和“民兵Ⅱ型”洲際導(dǎo)彈的采購。阿波羅計劃讓仙童在兩年內(nèi)銷售規(guī)模翻了40倍，而德州儀器占到美國空軍芯片采購總金額的60%，1964年，德州儀器銷售的所有集成電路中有20%用于了“民兵”導(dǎo)彈計劃。也正是在德州儀器，張忠謀從一開始就主導(dǎo)了集成電路規(guī)模化生產(chǎn)的工藝流程，為他后來成功創(chuàng)立臺積電打下了堅實的基礎(chǔ)。而英特爾創(chuàng)始人安迪·格魯夫，則是當(dāng)時仙童半導(dǎo)體的制造工藝主管。后來，DARPA和NASA又在1980年代孵化出了高通——太空通信系統(tǒng)的承建商，但高通很快就進入了民用領(lǐng)域，冷戰(zhàn)時期的帕洛阿爾托充滿了美國國防部的供應(yīng)商，直到現(xiàn)在，馬斯克和他的SPACEX還和NASA有著極為密切的關(guān)系。

在新近出版的《帕洛阿爾托》一書中，美國左翼作家馬爾科姆·哈里斯（Malcolm Harris）將硅谷的繁榮起點歸結(jié)為冷戰(zhàn)白熱化階段的“軍事凱恩斯主義”政策，也正是國防采購的不計成本，才使得早年尚不能大規(guī)模自動化生產(chǎn)、需要“晶體管女孩”們手工裝配的芯片，在短短十年間便從貝爾實驗室的粗糙樣品轉(zhuǎn)化為一門可以正常運行的生意。

馬爾科姆·哈里斯舉出了大量例證來說明斯坦福、國防部和硅谷之間的密切聯(lián)系，如硅谷風(fēng)險投資業(yè)的重要參與者德雷珀家族，其開創(chuàng)者威廉·德雷珀就曾任美國戰(zhàn)爭部副部長，更不用說在尼克松時代，惠普的聯(lián)合創(chuàng)始人戴維·帕卡德又去出任國防部副部長了。集成電路的共同發(fā)明者，仙童半導(dǎo)體的首任CEO羅伯特·諾伊斯在1965年便承認(rèn)：軍工防務(wù)產(chǎn)業(yè)使用了“95%以上的集成電路。”

硅谷出身的威廉·佩里在1970年代（和安德魯·馬歇爾一起）設(shè)計了美國軍備的精確制導(dǎo)路線，以此來抵消蘇聯(lián)武器的數(shù)量優(yōu)勢，這被稱為“抵消戰(zhàn)略”，但這種路線的效果要到1991年海灣戰(zhàn)爭才得以體現(xiàn)。在海灣戰(zhàn)爭中大出風(fēng)頭的“寶石路”炸彈，其研發(fā)正是來源于越南戰(zhàn)爭的失敗經(jīng)驗，其主導(dǎo)者正是集成電路的最初發(fā)明者之一德州儀器公司。

1990年，戈爾巴喬夫在斯坦福大學(xué)演講，他宣稱“明日的思想和技術(shù)誕生于加利福尼亞”，這實際上已經(jīng)是舉起了隱形的白旗。按照米勒的總結(jié)，由于蘇聯(lián)從未能培育起一個有效的民用半導(dǎo)體消費市場，和片面將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)設(shè)定為一個“環(huán)節(jié)”，以至于在自發(fā)進化的芯片產(chǎn)業(yè)中海量“默會知識”的欠缺中一步落后步步落后，在高速淘汰和堆疊的涌現(xiàn)過程中，大規(guī)模生產(chǎn)能力的制約使得蘇聯(lián)在芯片生產(chǎn)領(lǐng)域上越來越不經(jīng)濟，這形成了一種惡性循環(huán)：到80年代日美芯片戰(zhàn)最激烈時，日本在微電子領(lǐng)域的資本投資額已經(jīng)是蘇聯(lián)的八倍之多；而整個蘇東體系完全處在“永恒總體戰(zhàn)備”之下，無法依靠美國及其冷戰(zhàn)盟友那樣的超高效國際分工模式來分?jǐn)偝杀尽?/p>

在《芯片戰(zhàn)爭》的第七部分末尾，米勒敏銳地觀察到，如今中美“攻守之勢易也”，中國正在采取“抵消戰(zhàn)略”。而這就引出了書中第八部分對美國應(yīng)對的分析，一方面臨著領(lǐng)先優(yōu)勢在成本和技術(shù)兩個方面都逼近極限，另一方則苦于在“全產(chǎn)業(yè)鏈自主”和尋求開放合作的夾縫中不斷權(quán)衡，哪一方能在競爭中最終勝出，這種競爭最后會不會失控，都是短期內(nèi)懸而未決的。

“我要發(fā)財”：風(fēng)險資本與舉國支持

《芯片戰(zhàn)爭》第一部分最后一句話是引述仙童半導(dǎo)體員工辭職信中的“我……要……發(fā)……財”。而這句話，我在《芯片簡史》的第九章找到了這位員工的介紹：鮑勃·維德勒，模擬芯片設(shè)計的領(lǐng)路人，他離開仙童半導(dǎo)體，加盟了美國國家半導(dǎo)體公司。當(dāng)時硅谷的風(fēng)險投資模式正在成型，離職創(chuàng)業(yè)可以獲得大量股票期權(quán)，掌握了技術(shù)和生產(chǎn)模式的早期半導(dǎo)體公司員工紛紛跳槽或者創(chuàng)立自己的公司。

據(jù)統(tǒng)計，仙童半導(dǎo)體最終間接孵化出了400多家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的相關(guān)公司，與之有直接淵源的上市企業(yè)有92家，其中就包括赫赫有名的Intel和AMD。然而仙童自己卻在1987年瀕臨倒閉，最后以1.22億美元的價格被維德勒跳槽去的美國國家半導(dǎo)體公司收購（國家半導(dǎo)體的CEO是斯波克，曾經(jīng)的仙童三號人物）。

期間，富士通試圖收購仙童被美國政府否決，成了日美“芯片戰(zhàn)爭”高潮期的一個著名事件——某種程度上和紫光試圖收購美光半導(dǎo)體類似。

在塞巴斯蒂安·馬拉比所著的《風(fēng)險投資史》一書里，我們也可以看到仙童半導(dǎo)體的深刻印記：從“八叛將”離開晶體管發(fā)明人肖克利創(chuàng)立仙童，再到諾伊斯和戈登·摩爾離開仙童二次創(chuàng)業(yè)，都是風(fēng)險投資模式的經(jīng)典案例，更不用說赫赫有名的紅杉資本創(chuàng)始人唐·瓦倫丁原本就是仙童半導(dǎo)體的銷售；而凱鵬華盈（KPCB）中的K，就是仙童“八叛將”中的尤金·克萊爾（Eugene Kleiner）。“利潤會尋找必要的人、態(tài)度和武器去做需要做的事情”，馬爾科姆·哈里斯使用了一個術(shù)語“帕洛阿爾托體系”來形容硅谷的風(fēng)險資本循環(huán)，他把科技初創(chuàng)企業(yè)的速興驟滅、殘酷競擇和風(fēng)險資本對初創(chuàng)企業(yè)采取的迅速催化模式，追溯到了斯坦福大學(xué)的創(chuàng)立者利蘭·斯坦福（LelandStanford）選育馬種的模式：“潛力是一種可以揭示的固定品質(zhì)，他們會將大量資源集中在最有潛力的小馬駒身上，盡管它們很年輕”。

但企業(yè)的內(nèi)部創(chuàng)新與外部創(chuàng)新是一種矛盾，《歷史上的企業(yè)家精神》一書對此有極為精到的分析：“公司實驗室作為首要創(chuàng)新者的角色最終損害了許多大企業(yè)的創(chuàng)業(yè)能力，但使這些大企業(yè)對外部企業(yè)家的作用重新產(chǎn)生了需求”。在《芯片簡史》中，這樣的案例不勝枚舉，比如貝爾實驗室的僵化流程導(dǎo)致肖克利出走，肖克利的糟糕管理風(fēng)格又導(dǎo)致“八叛將”創(chuàng)立仙童，提出MOS場效晶體管的阿塔拉不被準(zhǔn)許發(fā)表論文，再往后則有藍光LED的發(fā)明人中村修二只從公司得到了180美元獎勵，以至于有了“奴隸中村”的綽號。風(fēng)險投資模式能夠部分解決這種問題，但無法徹底根除。汪波提出了一系列疑問，而這些疑問或許還要回到托馬斯·庫恩對科學(xué)革命過程的精要分析中去尋找答案：范式轉(zhuǎn)移只能寄希望于時間。《芯片戰(zhàn)爭》的第三、四、五部分?jǐn)⑹龅氖敲绹雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)面對的前兩輪挑戰(zhàn)。作為“發(fā)展型經(jīng)濟體”，日、韓、新以及中國臺灣在半導(dǎo)體領(lǐng)域的投資，都是依靠政府組織和主導(dǎo)的，如臺積電落地便是當(dāng)時經(jīng)濟部門負(fù)責(zé)人李國鼎一力延攬張忠謀的結(jié)果。而三星和海力士則是抓住了日美半導(dǎo)體貿(mào)易戰(zhàn)的機會一躍而起。然而，引發(fā)美國對日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)警惕的，不只是前面所講的競爭劣勢，更多的是對日本決定自研軍事裝備等舉措的不滿，和對日本重商主義補貼政策和隱性壁壘的反感。彼得·德魯克在1986年4月1日的《華爾街日報》上將日本的做法指為“敵對貿(mào)易”，足以說明這種態(tài)度。克萊德·普雷斯托維茨作為美日貿(mào)易談判的全程參與者，在《美日博弈》一書中這樣寫到：美方并沒有意識到日本市場的邏輯和結(jié)構(gòu)同美國的背道而馳，卻一直要求對方按照美國市場的理念，爭取市場準(zhǔn)入，當(dāng)接連的協(xié)議毫無結(jié)果時，又一直感到上當(dāng)受騙。傾銷也是如此：美方對日本停止傾銷的要求，并沒有意識到日本的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和競爭態(tài)勢使得傾銷不可避免。用《日本權(quán)力結(jié)構(gòu)之謎》作者沃爾夫倫的話來說，日本根本不是“用西方的游戲（規(guī)則）來打敗西方”，更可能根本沒在玩西方的“游戲”。

《歷史上的企業(yè)家精神: 從古代美索不達米亞到現(xiàn)代》

[美]戴維·蘭德斯 喬爾·莫克 威廉·鮑莫爾 /著

姜井勇 /譯

中信出版社

2016年1月

著名經(jīng)濟史學(xué)家喬爾·莫克爾在《啟蒙經(jīng)濟》一書中則指出，“在任何時候和任何地方，技術(shù)都是事關(guān)利用自然現(xiàn)象和規(guī)律，設(shè)法獲取大自然不愿主動賦予的資源。”正如熊彼特所說的，與經(jīng)濟增長息息相關(guān)的是創(chuàng)造性破壞，也就是技術(shù)和實踐、人工制品和設(shè)計不斷被淘汰，芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史，也是這樣一個淘汰過程。莫克爾抨擊“重商主義國家設(shè)立了一些制度，例如壟斷、人為的市場進入壁壘、價格管制和貿(mào)易壁壘……這些制度讓一小撮精英受益，但損害了整個社會的利益”，這正是我們在日美、中美“芯片戰(zhàn)爭”之中所一再看到的。

但與日韓新不同，中國并不依賴于美國的軍事保護，在國內(nèi)市場的規(guī)模和體量上也有質(zhì)的區(qū)別，這是不是能帶來不同的可能性呢？

《啟蒙經(jīng)濟: 英國經(jīng)濟史新論》

[美]喬爾·莫克爾 /著

曾鑫 熊躍根 /譯

中信出版集團

2020年7月

“摩爾定律”：外包生產(chǎn)與離岸創(chuàng)新

2023年3月24日，94歲高齡的戈登·摩爾去世。1965年，摩爾在他撰寫的一篇文章中觀察到，由于技術(shù)的進步，自集成電路被發(fā)明以來，微芯片上的晶體管數(shù)量每年大約翻一番，他對這一趨勢將持續(xù)下去的預(yù)測被稱為“摩爾定律”，后來修正為“每兩年”。

按照摩爾定律，工業(yè)節(jié)點每迭代一代，晶體管的面積就要縮小一半，這樣元件數(shù)量才能翻一番。1974年，IBM公司的工程師、單晶體管DRAM的發(fā)明者羅伯特·登納德(RobertDennard)提出了“登納德縮小規(guī)則”，每次升級晶體管尺寸應(yīng)當(dāng)變?yōu)樵瓉淼膋倍(k=0.7)，這樣線路延遲就會變短（變?yōu)樵瓉淼?0%），頻率也將提升為原來的1/k倍（約為1.4倍），使芯片在性能、功耗和面積三個方面同時得到改善。如此一來，每一代工業(yè)節(jié)點都需要將數(shù)值標(biāo)定為上一代的大約0.7倍，也就變成了現(xiàn)在可見的從22納米、14納米、10納米到7納米、5納米的標(biāo)定數(shù)列。

摩爾定律的極限在哪里？一個硅原子的直徑是0.5納米，如果真的做到了1納米，那么晶體管將只有1～2個原子大小，在這個極小尺度上“量子隧穿效應(yīng)”和“海森堡不確定原理”會發(fā)生作用，電子的運動變得隨機，將使晶體管的開關(guān)作用徹底失效。實質(zhì)上，功耗、內(nèi)存、開關(guān)功耗極限及算力瓶頸等已經(jīng)嚴(yán)重約束了芯片技術(shù)的進一步提升。例如在CPU領(lǐng)域，由于晶體管尺寸已經(jīng)小到了即使關(guān)斷后也有較大的漏電流，導(dǎo)致嚴(yán)重的發(fā)熱問題，為了控制工作溫度，量產(chǎn)CPU的主頻只能維持在3～4GHz而不再升高。也正如汪波在《芯片簡史》第14章所觀察到的那樣，摩爾定律在近年已經(jīng)逼近原子極限，例如在臺積電公司的“10納米工藝節(jié)點”中，晶體管的柵間距實際為66納米，而金屬間距是44納米。

《芯片簡史: 芯片是如何誕生并改變世界的》

汪波 /著

湛廬文化 | 浙江教育出版社

2023年4月

這種技術(shù)逼近物理極限的狀態(tài)，也在行業(yè)的經(jīng)濟效益上有所體現(xiàn)。以硅谷風(fēng)險投資模式的開創(chuàng)者，仙童、英特爾和蘋果的天使投資者阿瑟·洛克（ArthurRock）命名的“洛克定律”指出：半導(dǎo)體晶圓廠的成本每四年就翻一番。目前最先進工藝的晶圓廠投資已經(jīng)是天文數(shù)字，臺積電亞利桑那工廠總投資高達400億美元；2018年，英特爾公司第二季度的收入為170億美元，僅夠建一座采用5納米工藝的晶圓廠。在65納米技術(shù)節(jié)點，設(shè)計一款主流處理器芯片的費用為2400萬美元，到14納米時升高到了1.48億美元，而到5納米時更是攀升到了4.76億美元。

《芯片戰(zhàn)爭》的第六部分描述了幾大巨頭的“創(chuàng)新者困局”，從格芯（AMD分拆出的晶圓代工廠）放棄成本數(shù)十億美元的EUV光刻機不再升級工藝，到英特爾不斷在工藝競爭中延誤，結(jié)果是到2020年，最先進制程的處理器在全球只剩下三星和臺積電兩家企業(yè)可以制造。那么問題正如克里斯·米勒所觀察到的那樣，對美國來說，這兩個地方離中國都有點太近了。

米勒提供了一個觀察：在三大類半導(dǎo)體中，邏輯芯片的設(shè)計與制造近乎完全分離，蘋果、英偉達等企業(yè)都采取了“無晶圓廠”模式，主導(dǎo)這個領(lǐng)域的是臺積電“大聯(lián)盟”；存儲芯片則集中于美光、三星和SK海力士之手（現(xiàn)在增加了長江存儲和長鑫存儲），大部分DRAM的生產(chǎn)集中在東亞；而模擬芯片的生產(chǎn)則還基本保留在歐美日。

美國作家馬克·萊文森在《全球化簡史》一書中已經(jīng)注意到，芯片產(chǎn)業(yè)向東亞和東南亞的外包生產(chǎn)進程，是和20世紀(jì)70年代中美緩和后南海航運的安全保障、集裝箱航運技術(shù)的發(fā)展以及遠航程噴氣客機的投入使用三大因素密切相關(guān)的，而第一個大前提已經(jīng)在2016年之后搖搖欲墜。今天學(xué)者們所能設(shè)想的最好局面也不過是“平行生產(chǎn)體系”，對“逆全球化”時代的漫長度，我們也應(yīng)該做好準(zhǔn)備。

讓我們用汪波在《芯片簡史》中的這句話來結(jié)束本文吧：“芯片領(lǐng)域的發(fā)展離不開創(chuàng)新與合作。創(chuàng)新與合作就像太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，抵消著自身重力引起的坍塌。當(dāng)創(chuàng)新與合作衰亡之時，半導(dǎo)體行業(yè)將像老去的恒星那樣收縮、坍塌……”