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芯片戰(zhàn)爭(zhēng),不是比喻,就是戰(zhàn)爭(zhēng)本身

發(fā)布人:旺材芯片 時(shí)間:2023-06-10 來(lái)源:工程師 發(fā)布文章

來(lái)源:衣公子的劍


Chris Miller的大作Chip War是過(guò)去一年全球最值得讀的商業(yè)書籍。如今中文版《芯片戰(zhàn)爭(zhēng):世界最關(guān)鍵技術(shù)的爭(zhēng)奪戰(zhàn)》問(wèn)世,受騰訊科技&浙江人民出版社邀請(qǐng),衣公子對(duì)話半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)專家馮錦鋒。以書為引,馮博士分享了很多犀利、獨(dú)到的觀點(diǎn)。以此為啟發(fā),我整理成文,文責(zé)自負(fù)。

我已經(jīng)厭倦了用“戰(zhàn)爭(zhēng)”比喻商業(yè)。


電商三國(guó)殺,互聯(lián)網(wǎng)的中場(chǎng)戰(zhàn)事,新能源汽車的突圍戰(zhàn)、XXX的背水一戰(zhàn)……這樣的比喻多了,顯得乏味且枯燥。戰(zhàn)爭(zhēng)是如此的殘酷、宏大、沉痛,遠(yuǎn)不是商業(yè)可以比擬。


“芯片戰(zhàn)爭(zhēng)”是貼切的,甚至,這都不是比喻,芯片就是“戰(zhàn)爭(zhēng)”本身。


Chris Miller《芯片戰(zhàn)爭(zhēng)》的開頭,是二戰(zhàn)。盟軍生產(chǎn)了比納粹軸心國(guó)更多的鋼鐵、坦克、汽車,二戰(zhàn)是鋼鐵的勝利。


書的結(jié)尾,依舊是戰(zhàn)爭(zhēng),烏克蘭。戰(zhàn)爭(zhēng),已經(jīng)從鋼鐵邁進(jìn)了芯片。


2022年2月,全球分析一邊倒地認(rèn)為,軍事第二強(qiáng)國(guó)會(huì)迅速結(jié)束這場(chǎng)實(shí)力相差懸殊的對(duì)抗。然而,事實(shí)相差千里。


爆冷的原因,是芯片。現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)已經(jīng)不再比拼誰(shuí)的炮彈更多,而是比拼誰(shuí)的炮彈更準(zhǔn)。西方送來(lái)的標(biāo)槍反坦克導(dǎo)彈,在戰(zhàn)場(chǎng)立下大功,靠的就是全身200多個(gè)半導(dǎo)體芯片,只要一個(gè)步兵簡(jiǎn)單的操作,就能精準(zhǔn)打擊敵人坦克。


俄羅斯是傳統(tǒng)的軍事強(qiáng)國(guó),但是芯片產(chǎn)業(yè)極差,不是“卡脖子”,而是根本沒(méi)脖子。根據(jù)敘利亞戰(zhàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),俄90%的炮彈都沒(méi)有精確制導(dǎo)?,F(xiàn)在,面對(duì)西方聯(lián)合禁運(yùn),甚至拆下洗碗機(jī)里的芯片,裝進(jìn)導(dǎo)彈里。


芯片正在決定戰(zhàn)爭(zhēng),不僅是武器的精確度,還有以芯片為基礎(chǔ)的信息技術(shù),包羅萬(wàn)千的情報(bào)網(wǎng)絡(luò),更強(qiáng)算力的自動(dòng)化和信息挖掘,更及時(shí)、準(zhǔn)確、智能的指揮系統(tǒng)。


歡迎來(lái)到芯片戰(zhàn)爭(zhēng),戰(zhàn)爭(zhēng)的勝負(fù)已經(jīng)不是一個(gè)個(gè)炮火連天血肉模糊的戰(zhàn)坑,而是一顆顆在幾納米間隙線路里電閃雷鳴的晶圓。


01


羅伯特·諾伊斯(Robert Noyce)、杰克·基爾比(Jack Kilby),要感謝蘇聯(lián)。盡管發(fā)明集成電路的他們是美國(guó)人。


誕生之初的集成電路太貴了。這是由最聰明的頭腦,用最細(xì)致的操作,焊接出的最精密的元器件。售價(jià)高達(dá)1000美元,幾枚芯片,就夠買一輛最新款的凱迪拉克。貴到離譜,無(wú)人問(wèn)津。


個(gè)人奮斗,真是趕不上歷史進(jìn)程。1957年,蘇聯(lián)****了人類第一顆人造衛(wèi)星Sputnik。想到俄羅斯的機(jī)器每天從全美國(guó)人頭頂飛過(guò),整個(gè)美國(guó)陷入深深的恐懼。不久,蘇聯(lián)宇航員加加林成為第一個(gè)進(jìn)入太空的地球人,美國(guó)徹底急了。誰(shuí)控制了太空,誰(shuí)就控制地球。美國(guó)上上下下達(dá)成共識(shí),不惜代價(jià)投入太空競(jìng)賽。


和蘇聯(lián)的軍備競(jìng)爭(zhēng),成了美國(guó)科技界的一場(chǎng)甘霖。


集成電路把多種元件放在單一硅片上,再用平面工藝將它們連接起來(lái),從而降低電路的尺寸、功耗。這一點(diǎn),在地球上優(yōu)勢(shì)不大,卻是寸土寸金的宇航器急需的。為此諾伊斯創(chuàng)立的仙童公司獲得阿波羅計(jì)劃的大訂單。昂貴且高級(jí)的芯片終于賣了出去。仙童從“八叛將”工程師的初創(chuàng)公司,轉(zhuǎn)眼變成1000名員工的大公司,兩年后銷售額從50萬(wàn)美元變成2100萬(wàn)美元。


先有仙童,后有硅谷。仙童是硅谷的黃埔軍校,幾乎每一家創(chuàng)業(yè)公司都有仙童基因。喬布斯說(shuō)過(guò),仙童就像蒲公英,風(fēng)一吹,創(chuàng)業(yè)精神的種子就會(huì)四處飄揚(yáng)。


提起阿波羅計(jì)劃,很多人只知道是人類登月的壯舉。很少有人知道,正是這個(gè)計(jì)劃盤活了剛誕生的芯片產(chǎn)業(yè)。


同樣被軍方大訂單眷顧的,還有德州儀器(TI)?;鶢柋鹊募呻娐繁谎b進(jìn)“民兵Ⅱ號(hào)”導(dǎo)彈,訂單接到手軟。除此之外,還有一件更重要的事,在美國(guó)軍方的支持下,TI完成了芯片行業(yè)重要的躍遷——光刻生產(chǎn)。


因?yàn)榘⒉_計(jì)劃、民兵Ⅱ號(hào)導(dǎo)彈的需求,集成電路的產(chǎn)量從一年幾十塊,迅速增加到一年幾千塊、幾萬(wàn)塊。這下生產(chǎn)跟不上了,這種精細(xì)的電子產(chǎn)品,之前都是由經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師小心焊接,像歐洲奢侈品一樣百年老店,手工打造。


但是,怎么大規(guī)模生產(chǎn)呢?


軍方資助TI進(jìn)行研究。萊絲羅普,曾經(jīng)在美軍研發(fā)導(dǎo)彈,現(xiàn)在是TI的工程師。他從顯微鏡找到靈感,發(fā)明了現(xiàn)在人盡皆知的光刻技術(shù)。解開了生產(chǎn)難題,芯片加速機(jī)械化,小型化。


美國(guó)軍方,既扮演大金主買買買,又資助企業(yè)搞研究,突破生產(chǎn)瓶頸。簡(jiǎn)直是一把屎一把尿地把芯片行業(yè)從嬰兒拉扯為能走路的小孩。


反過(guò)來(lái),芯片行業(yè)的崛起,也給美國(guó)國(guó)防部打開了思維。戰(zhàn)爭(zhēng)不再是比肌肉,而是比腦子。美軍突然發(fā)現(xiàn),不用再和蘇聯(lián)比拼誰(shuí)的火箭、導(dǎo)彈、核彈頭更多更猛,而應(yīng)該通過(guò)芯片,提高武器打擊、情報(bào)整合、無(wú)人化自動(dòng)化,從而抵消對(duì)手在數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)。史稱“抵消戰(zhàn)略”。


信息化戰(zhàn)爭(zhēng),在90年代的海灣小試牛刀,在2022年的歐亞大陸一錘定音。


強(qiáng)壯的北極熊不知作何感想。當(dāng)年冷戰(zhàn)秀肌肉發(fā)衛(wèi)星,卻催生出一個(gè)叫做芯片的產(chǎn)業(yè)。芯片又將戰(zhàn)爭(zhēng)提升到一個(gè)嶄新的維度,反過(guò)來(lái)重塑俄羅斯人的歷史。


02



先進(jìn)技術(shù)的早期,往往高級(jí)且昂貴,日常生活根本用不到。直到軍方喊出周星馳電影的經(jīng)典臺(tái)詞:我養(yǎng)你啊——


整個(gè)60年代,美國(guó)政府購(gòu)買了仙童和TI所有的集成電路。到1975年,政府采購(gòu)還占芯片行業(yè)的70-80%。


也不能靠阿波羅計(jì)劃、民兵Ⅱ號(hào)導(dǎo)彈們養(yǎng)一輩子。芯片戰(zhàn)爭(zhēng)需要國(guó)家和市場(chǎng)的緊密配合。很快芯片就遇到了最合適的場(chǎng)景——計(jì)算機(jī)。而芯片和計(jì)算機(jī)的金玉良緣,依舊是國(guó)家/軍方做了紅娘。


除了芯片,美國(guó)軍方還采購(gòu)了人類第一臺(tái)計(jì)算機(jī),用于彈道計(jì)算——電子管通用計(jì)算機(jī)ENIAC。


美國(guó)軍方的親密伙伴IBM有了靈感。從國(guó)防部旗下的DARPA挖走了馮·諾依曼博士,研發(fā)出了人類第一臺(tái)商用計(jì)算機(jī)。


不久,喬布斯發(fā)明個(gè)人電腦。芯片和計(jì)算機(jī),從軍用,進(jìn)入商用,再進(jìn)入民用,駛向星辰大海。蘋果、Intel、AMD、英偉達(dá),粉墨登場(chǎng)。TI的張忠謀后來(lái)創(chuàng)辦臺(tái)積電,開創(chuàng)芯片代工,行業(yè)再次革新。


這段商業(yè)爭(zhēng)霸,后人津津樂(lè)道。只是很多人不知道,沒(méi)有美國(guó)軍方投入20多年,就沒(méi)有這些商業(yè)傳奇。當(dāng)商業(yè)明星耀眼,國(guó)家極度克制,不搶風(fēng)頭,讓他們自由競(jìng)爭(zhēng)。但也不是徹底不管,而是去了幕后,搞基礎(chǔ)研究。國(guó)防部的DARPA長(zhǎng)期資助一項(xiàng)叫做Fin-FET的技術(shù)研究。


摩爾定律幾次走到盡頭,最懸的一次,是因?yàn)槎S平面到了極限——就那么大的地兒,線路擁擠已經(jīng)到了極限。這時(shí)候被國(guó)家孵化許久的Fin-FET技術(shù)拿出來(lái),臺(tái)積電等企業(yè)接過(guò)去繼續(xù)搞,完成臨門一腳,芯片設(shè)計(jì)由2D提升到3D,摩爾定律又被打開。


03



芯片戰(zhàn)爭(zhēng)的開局美國(guó)就建立了絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。1975年,TI、Intel、仙童包攬世界前三。美國(guó)半導(dǎo)體,在美國(guó)市場(chǎng)的份額是98%,在歐洲市場(chǎng)是78%。


但是有一塊疆土,針插不進(jìn)水潑不進(jìn)——日本。美國(guó)芯片公司在日本市場(chǎng)占有率只有10%。剩下的90%都是日本本土企業(yè)。


原因就在于日本政府的強(qiáng)力保護(hù)政策。


70年代,日本政府發(fā)起極大規(guī)模集成電路攻關(guān)計(jì)劃(VLSI),一共六個(gè)方向,四個(gè)搞設(shè)備、一個(gè)搞封測(cè)、一個(gè)搞材料。不久,日本半導(dǎo)體崛起,在國(guó)際市場(chǎng)上,反超美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)。Intel被干得差點(diǎn)倒閉,索性放棄了DRAM產(chǎn)業(yè)。


這時(shí),美國(guó)以國(guó)家身份介入,政府牽頭成立半導(dǎo)體制造技術(shù)聯(lián)盟(Sematech),同時(shí)外交層面,向日本施壓。


最好的時(shí)代注腳,應(yīng)該是這樣一個(gè)場(chǎng)面。時(shí)任美國(guó)國(guó)防部長(zhǎng)Caspar Weinberger在美國(guó)電子協(xié)會(huì)(AEA)講話,為Sematech背書,說(shuō)道,(芯片)作為國(guó)防基礎(chǔ)的科技創(chuàng)新,如果建立在依賴于其他國(guó)家的基礎(chǔ)之上,無(wú)論該國(guó)有多么“友好”,對(duì)美國(guó)而言都是不可承受的。


1986年,《美日半導(dǎo)體協(xié)議》簽署,日本被要求開放半導(dǎo)體市場(chǎng),保證5年之內(nèi)國(guó)外公司在日本獲得20%的市場(chǎng)份額。再后來(lái),“廣場(chǎng)協(xié)議”生效,日本泡沫被刺破,進(jìn)入“失去的十年”。


大戰(zhàn)之后的世界,第一,日本徹底放棄芯片主導(dǎo)權(quán)。從此偏安上游,在半導(dǎo)體設(shè)備、材料領(lǐng)域當(dāng)****冠軍,小而美,當(dāng)芯片帝國(guó)安安分分的打工人。第二,韓國(guó)得利,在美國(guó)扶持下和日本競(jìng)爭(zhēng),互相牽制。第三,美國(guó)建立無(wú)法被挑戰(zhàn)的霸權(quán)。1993年,美國(guó)半導(dǎo)體出貨量重返第一,隨后,就不再追求數(shù)量。而是憑借主導(dǎo)權(quán),牢牢掌控芯片生態(tài)、工業(yè)軟件、關(guān)鍵設(shè)備和材料、下游應(yīng)用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。


至此,芯片帝國(guó)定型。


04



30年前,狙擊日本。30年后,圍堵中國(guó)。


兩場(chǎng)戰(zhàn)役,有高度相似的地方。比如,都是作為世界第二大經(jīng)濟(jì)體,憑東亞人的勤勉和內(nèi)卷,由政府統(tǒng)籌,向芯片發(fā)起沖擊。也都是從下游的消費(fèi)品切入,80年代索尼收音機(jī),2010年代末的華為手機(jī),抓牢關(guān)鍵產(chǎn)品重構(gòu)芯片產(chǎn)業(yè)鏈。


馮錦鋒博士提醒我,更要重視的地方,是兩場(chǎng)戰(zhàn)役的不同——戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)的時(shí)候,日本已經(jīng)是芯片強(qiáng)國(guó),1985年,日本半導(dǎo)體登頂,全球占比45%(美國(guó)43%)。最鼎盛的時(shí)候,世界前十大半導(dǎo)體企業(yè),六家是日本的,而且由日本NEC、Toshiba、Hitachi包攬前三(作為對(duì)比,1975年世界前三是美國(guó)TI、Intel、仙童)。


而中國(guó)在遭遇戰(zhàn)斗的時(shí)候,還是芯片弱國(guó)。根據(jù)IC insights的數(shù)據(jù),中國(guó)大陸的集成電路只占全球市場(chǎng)的區(qū)區(qū)5%。在細(xì)分的設(shè)備、材料、設(shè)計(jì)、制造、封測(cè),中國(guó)大陸有幾家不錯(cuò)的企業(yè),但是沒(méi)有任何一家類似80年代日本一樣的世界頂級(jí)企業(yè)。


更進(jìn)一步說(shuō),80年代打日本,是因?yàn)槿毡臼恰靶酒蹏?guó)”的競(jìng)爭(zhēng)者,搶錢搶利潤(rùn),所以收拾你。而30年后圍中國(guó),中國(guó)芯片距離動(dòng)搖“芯片帝國(guó)”還有很遠(yuǎn)的距離,恰恰相反,中國(guó)還是“芯片帝國(guó)”最大買方,送錢送利潤(rùn)。更直白的說(shuō),遏制中國(guó)芯片,背后的原因是對(duì)“戰(zhàn)爭(zhēng)”的想象。


芯片不是普通的商戰(zhàn)。就《芯片戰(zhàn)爭(zhēng)》和馮博士交流后,這是我最大的感觸。這包含兩層深意,芯片歷史的每一次轉(zhuǎn)折都是以戰(zhàn)爭(zhēng)為假設(shè),反過(guò)來(lái),芯片的進(jìn)步又決定了當(dāng)代戰(zhàn)爭(zhēng)。


美日芯片戰(zhàn),日本注定屈服,原因很簡(jiǎn)單,日本有美國(guó)的駐軍,因此注定只能附屬求全。


美國(guó)組織Chip4聯(lián)盟(美國(guó)、韓國(guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣)針對(duì)中國(guó),并不包括荷蘭。美國(guó)要求三星、臺(tái)積電去美國(guó)建廠,但是卻沒(méi)有強(qiáng)迫ASML去美國(guó)建廠。你知道為什么嗎?


同樣是因?yàn)閼?zhàn)爭(zhēng)假設(shè)。中國(guó)的軍事影響力到不了歐洲的荷蘭,發(fā)生任何極端情況,ASML都可以給美國(guó)供貨,但是,伴隨中國(guó)強(qiáng)大,在美國(guó)看來(lái)中國(guó)大陸周邊都“不安全”。


在俄烏,芯片以可見的形式塑造戰(zhàn)爭(zhēng)。在國(guó)際博弈里,芯片也是看不見但是重量十足的籌碼。


中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)領(lǐng)導(dǎo)人曾經(jīng)在《外交雜志》(Foreign Affairs)發(fā)過(guò)文章,說(shuō)臺(tái)灣有“硅盾”。意思是,全世界高端芯片幾乎都在臺(tái)灣生產(chǎn)。這些芯片對(duì)全球經(jīng)濟(jì)生活不可或缺,因此全世界都會(huì)關(guān)注并且守護(hù)臺(tái)海的和平,這就是“硅盾”。


“硅盾”讓那些想在臺(tái)海動(dòng)壞腦筋的人投鼠忌器。但是如今,美國(guó)只顧自己供應(yīng)鏈安全,強(qiáng)迫臺(tái)積電美國(guó)建廠。顯然,守護(hù)和平的“硅盾”,像一疊籌碼一樣,被搬走了。

再比如,美國(guó)以“實(shí)體清單”限制中國(guó)企業(yè)接受軍需訂單。


很多人以為這只是為了限制戰(zhàn)略對(duì)手的軍事實(shí)力提升。但是有了芯片戰(zhàn)爭(zhēng)的思維,你會(huì)看到另一層含義,這是在切斷一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新的良性循環(huán)。


因?yàn)榭v觀美國(guó)的芯片歷史,或者說(shuō)所有科技創(chuàng)新都延續(xù)這樣一個(gè)循環(huán):軍用,不計(jì)成本的投入,再成長(zhǎng)到商用,找到場(chǎng)景,最后進(jìn)入民用,蓬勃發(fā)展。


盡管好評(píng)如潮,《芯片戰(zhàn)爭(zhēng)》還是遭到非議,最大的一點(diǎn)在于Miller不是芯片從業(yè)者,翻一翻他以往的著作,主題是中俄經(jīng)濟(jì),俄羅斯經(jīng)濟(jì)政策史,因此批評(píng)家說(shuō)Miller寫芯片史不專業(yè)。我和馮博士都不同意這樣的批評(píng),在我們看來(lái),芯片戰(zhàn)爭(zhēng)根本不需要一位工程師來(lái)作編年史,而正需要一位歷史學(xué)家,用宏大的視角,為我們揭開芯片背后的國(guó)家斗爭(zhēng)史。


中國(guó)畢竟不是80年代的日本,不會(huì)投降,5%的份額也意味著退無(wú)可退。而已經(jīng)在芯片登頂過(guò)的日本,早已在設(shè)備、材料領(lǐng)域打下基礎(chǔ),也是現(xiàn)在的中國(guó)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不具備的。

對(duì)中國(guó)芯片來(lái)說(shuō),注定是艱苦的一戰(zhàn)。只不過(guò),之前幾年的打壓,是喪氣。到了現(xiàn)在,反而應(yīng)該興奮了。這就像一百年前,滿目蒼夷的華夏大地不得不救國(guó)存亡,馬先生送來(lái)的一句話:失去的只是鎖鏈,獲得的將是整個(gè)世界。


最強(qiáng)的對(duì)手,往往也是最好的老師。


戰(zhàn)爭(zhēng)是外交的形式,是內(nèi)政的延續(xù),所以要先做好自己的事。戰(zhàn)爭(zhēng)不是廝殺和犧牲,更重要的是耐心和等待。


很多人只看到美國(guó)芯片法案向企業(yè)發(fā)出527億美元的巨額補(bǔ)貼。但是卻忽視了,法案還宣布未來(lái)幾年提供約2000億美元的科研經(jīng)費(fèi)支持。這才是真正的題眼。


芯片戰(zhàn)爭(zhēng)宏大而深刻,但是剝開內(nèi)核,其實(shí)就是這樣幾件事:國(guó)家堅(jiān)定扶持,市場(chǎng)決出巨頭,國(guó)家市場(chǎng)各司其職,高度重視基礎(chǔ)研究。


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