《芯片战争》有两本,这本是美国人写的,查了下记录,是 24 年 6 月 24 日看完的。
为了避免删减,特意找的台版看的,感觉书中对中国带有歧视性,我不认同但至少需要了解作者是怎么看的。
当时看的时候,其实是想看看有什么投资机会,但最终还是觉得看不太懂,所以,既错过了英伟达,也错过了台积电,还错过了中芯国际,但也没什么遗憾的,因为确实看不懂。还有一点可能是因为从书里能看到,这个行业变化很大,一个巨头,可能转眼间就衰落甚至直接没了。
回想一下
1、没有买英伟达和台积电,主要是觉得太贵了;
2、没有买中芯国际,主要是发现了解的有些多,例如张汝京已经离开了(如果他一直在指定会买),然后还有一些政府关系、内斗类的信息。
主要发现和感受是:
1、芯片是科技的明珠,能走到今天有很多偶然性,特别是科学家和发明家的贡献。
2、大玩家基本都是国家意志的体现。
3、华人,准确说是台湾人,在芯片行业占有举足轻重的地位。
《芯片战争》 「美」 克里斯.米勒(Chris Miller)
《芯片战争:世界最关键技术的争夺战》
第一部分冷战时期的筹码
01 从钢铁到硅片
- 美国建造的坦克比所有轴心国的加起来还要多,船只、飞机也更多,大炮和机枪的产量是轴心国的两倍。
- 1945年,世界各地的无线电广播宣布战争结束。在东京郊外,年轻的工程师盛田昭夫穿着全套制服,聆听日本裕仁天皇的投降宣言。他是独自聆听的,没有与其他海军军官在一起,这样他就不会被迫进行仪式性自杀。
- 工程师们最终开始用电荷取代早期计算机中的机械齿轮。早期的电子计算机使用真空管。
- 真空管是一种将金属丝密封在真空玻璃中的灯泡状器件。流经真空管的电流通过控制电极可以打开和关闭,这与珠子在木棒上来回移动的功能没有什么不同。
03 诺伊斯、基尔比,以及积体电路
- 1958年的夏季,德仪的工程师杰克.基尔比(Jack Kilby)在德州的实验室里努力寻找方法,想要简化3电晶体系统的电路所造成的复杂性。
- 基尔比没有使用单独的矽片或锗片来制造每个电晶体,而是考虑在同一块半导体材料上组装多个元件。他的同事放完暑假回来时,发现基尔比的概念极具革命性。他们可以把好几个电晶体嵌入一块矽片或锗片。
- 基尔比把这项发明称为「积体电路」(integrated circuit),后来俗称为「晶片」(chip),因为每个积体电路都是由一块矽晶圆切下来(chip off)的矽晶片制成的。
- 萧克利半导体实验室雇用的八名工程师告诉他们那位诺贝尔奖得主老板,他们不干了。萧克利擅长发掘人才,却是很糟糕的管理者。
- 一般普遍认为,这八位叛离萧克利半导体的工程师是矽谷的开创者。
- 八人之一的尤金.克莱纳(Eugene Kleiner)后来创立了全球最强大的创投公司之一凯鹏华盈(Kleiner Perkins)。
- 高登.摩尔(Gordon Moore)负责快捷半导体的研发流程;后来他提出的摩尔定律,描述了运算力的指数型成长。
- 这八人之中最重要的是罗伯特.诺伊斯(Robert Noyce),他是俗称「八叛逆」(traitorous eight)的领导者,对微电子学充满了远见与热情。他凭直觉就知道,电晶体需要哪些技术进步才能缩小尺寸,使它变得便宜又可靠。把新发明与商机结合起来,正是快捷半导体这种新创企业蓬勃发展所需要的,也是晶片业开始崛起所需要的。
04 登月
- 麻省理工学院认为阿波罗导引电脑是其最自豪的成就之一,但诺伊斯知道他的晶片才是让阿波罗电脑运转的关键。
- 随着诺伊斯为太空总署增加产量,他也得以大幅削减卖给其他客户的价格。1961年12月,一个积体电路的售价是120美元,翌年10月的价格7已降至15美元。「太空总署相信积体电路可引导太空人登月」,这对公司来说是极重要的口碑。
- 一年内,德仪对空军的出货量占了目前为止购买晶片总支出的60%。
05 迫击炮与量产
- 莱斯罗普和担任其助手的化学家詹姆斯.纳尔(James Nall)有了**一个想法:显微镜的镜头可以放大东西。如果他们把显微镜颠倒过来,镜头就可以缩小东西。**他们能不能用镜头把一个大图「印」到锗上,藉此在锗片上制作微型台面呢?相机公司柯达(Kodak)有卖一种叫做「光阻剂」(photoresists)的化学物质,这种物质在光照下会发生反应。
- 莱斯罗普在一块锗片上涂了柯达的一种光阻剂,那种化学物质在光照下会消失。接着,他把显微镜颠倒过来,在镜头上盖上一个图案,让光只能穿过一个矩形区域。光线照过图案,透过镜头照出一个矩形。当光线聚焦到涂了光阻剂的锗片时,颠倒的显微镜缩小了尺寸,让光线创造出一个形状完美的微小矩形图案。光线照射到光阻剂时,化学结构发生变化,使光阻剂消失,留下一个微小的矩形洞,远比任何蜡球还小。
- 海格底与基尔比知道,光线与光阻剂可以解决量产问题,以手工焊接电线所办不到的方式把晶片制造加以机械化及微型化。
- 张忠谋与莱思罗普在同年(1958年)4加入德州仪器,他负责一条电晶体的生产线。此时距离他当年为了躲避不断进击的共军而逃离上海,已过了近十年。
- 他从上海逃到香港,接着远走波士顿,录取哈佛大学,成为哈佛大一新生中唯一的中国学生。
- 张忠谋认为,机械工程似乎比英国文学更稳当,便转学到麻省理工学院就读。
- 毕业后,张忠谋先到大型电子公司喜万年(Sylvania)任职,喜万年在波士顿的郊外设有工厂,张忠谋负责提高喜万年的制造「良率」(亦即电晶体可实际运作的比例)。
- 在喜万年三年后,张忠谋被德仪录取,搬到德州达拉斯。他在德仪负责经营专为IBM电脑生产的一条电晶体生产线。
- 张忠谋是桥牌高手,他处理制程就像玩他最爱的纸牌游戏一样有条不紊。
- 一位同事回忆道:「他对固态物理学了若指掌,足以凌驾任何人。」他也是出了名的严格上司,一位下属回忆道:「张忠谋很会训人,如果你没有被他痛骂过,那不算待过德仪。」
- 改进快捷半导体的制程,有赖像葛洛夫那样的生产工程师。
- 1962年,他写信到快捷半导体求职,但被告知以后再试,那封拒绝信写道:「我们希望年轻人去其他公司应征后,再来找我们面试。」葛洛夫回忆道,快捷半导体的拒绝信给人「高傲臭屁」的感觉,这也是后来矽谷给人的形象——狂妄傲慢。
- 发明电晶体的诺贝尔奖颁给了萧克利、巴丁与布莱顿。基尔比后来因发明第一个积体电路而获得诺贝尔奖。如果诺伊斯不是在62岁过世,他理当可以和基尔比分享那个奖项。
- 把贝尔实验室的一项专利变成一个改变世界的产业,靠的不只是科学理论,也有赖工程学与直觉。
06 「我 ― 要 ― 去 ― 赚 ― 大 ― 钱」
- 第一个为商业市场生产的积体电路是用于4Zenith的助听器,那最早是为太空总署的卫星设计的。
- 1965年,《电子》(Electronics)杂志邀请摩尔写一篇有关积体电路未来的短文。
- 这种运算力呈指数级成长的预测,不久被称为摩尔定律,可说是二十世纪最伟大的技术预言。
- 到了1960年代末期,经过十年的发展,阿波罗11号终于准备好使用快捷驱动的导引电脑,把第一个人类送上月球。
- 快捷仍由东岸的一位千万富翁所拥有,他付给员工的薪水不错,但拒绝发放股票选择权,他认为发股票的概念是一种「悄然施行的社会主义」。
- 1958年,德仪的基尔比在一块半导体材料上放了多个电子元件,打造出第一个「积体电路」,或称「晶片」。
第二部 美国世界的电路
07 「苏联矽谷」
- 早在旧金山南方半岛上的城镇被称为矽谷以前(矽谷一词是1971年才创造出来的),巴尔与沙兰特就已经在莫斯科的郊区想出了他们的版本。
08 「给我抄!」
- 2000年,基尔比终于因发明积体电路而荣获诺贝尔物理学奖时(当时积体电路的共同发明者诺伊斯已过世),是与俄罗斯科学家艾费洛夫(Zhores Alferov)共同得奖。
- 奥索金在里加过着默默无闻的生活,深受同事的敬重,但无法与任何未获安全许可的人谈论他的发明。年轻的苏联学子并没有因为想要成为像奥索金一样的人而攻读电机学位,因为没有人知道他的存在。
09 电晶体推销员
- 戴高乐宣称,日本只不过是个「经济强国」,他在会见池田勇人后对助理不满地说,池田勇人的举止1跟「电晶体推销员」没两样。但不久之后,全世界都很羡慕日本,因为这个国家在销售半导体上的成功,使它变得远比戴高乐所想像的还要富强。
- 巴丁飞抵东京的同一年,盛田昭夫从羽田机场起飞前往纽约。身为日本知名清酒厂的第十五代传人,他从小就被培养要接掌家业。
- 1946年4月,日本仍是一片废墟时,盛田昭夫与前同事井深大合创了一家电子企业,不久就把公司改名为索尼(Sony),名称来自sonus(拉丁语的「声音」)及美国暱称Sonny。
- 盛田昭夫采用的「授权」策略,与苏联部长萧金的「抄袭」策略截然不同。许多日本公司是以高超的生产效率著称。索尼擅长发掘新市场,以及利用矽谷最新的电路技术,为那些市场推出令人瞩目的产品。
- 到了1964年,日本在离散电晶体的生产方面已超越美国,而美国公司则是生产最先进的晶片。美国公司制造了最好的电脑,而索尼、夏普等电子制造商所生产的消费品则推动了半导体的消费。
10 电晶体女孩
- 许多公司不会把最终导致管理者的肖像被焚毁的劳资关系策略,形容成一种「能力」。
- 快捷是第一家把组装外移到亚洲的半导体公司,但德仪、摩托罗拉以及其他企业也迅速跟进。
- 香港每小时25美分的工资仅为美国的十分之一,却是亚洲最高的。1960年代中期,台湾工人每小时的工资是19美分,马来西亚是每小时15美分,新加坡是每小时11美分,南韩是10美分。
- 斯波克的下一站是新加坡这个以华裔为主的城市国家。快捷的一位资深员工回忆道,新加坡的领导人李光耀「几乎是禁止」工会的。
- 斯波克则是把他们视为资本家的梦想:「我们在矽谷遇到了工会问题,在东方从来没有这种问题。」
12 供应链布局
- 德州仪器的高层马克.谢弗德(Mark Shepherd)二战期间曾在海军服役并派驻亚洲,张忠谋曾打趣地说,谢弗德对远东的印象仅限于酒吧与舞女。
- 许多人后来把生于中国的张忠谋说成「回到」台湾,但1968年其实是他首度踏上台湾。自从共产党取得中国政权以来,他一直住在美国。
- 那些对保卫台湾不感兴趣的美国人,可能愿意捍卫德仪。
- 岛上设立的半导体厂愈多,台湾与美国的经济关系愈密切,台湾就愈安全。
- 从南韩到台湾,从新加坡到菲律宾,半导体组装厂的地图看起来很像美国在亚洲各地的军事基地图。
13 英特尔的改革者
- 诺伊斯与摩尔离开快捷的速度,跟十年前他们离开萧克利的新创企业一样快。他们离开后共同创办了英特尔(Intel),代表Integrated Electronics(集成电子)之意。
- 摩尔首度在1965年那篇著名的文章中描绘电晶体密度将呈指数型成长,但「摩尔定律」这个词是米德创造出来描述那个现象的术语。
14 国防部的抵销策略
- 裴瑞对于产业里固态电子技术的进展很了解,他跟诺伊斯在同一个帕罗奥图牧歌合唱团唱歌。
第三部 丧失领导地位?
15 竞争激烈
- 1979年,就在安德森简报美国晶片有品质问题的几个月前,索尼推出彻底改变音乐产业的随身听(Walkman),每台随身听都内建五个该公司5最先进的积体电路。
16 与日本开战
- 桑德斯很会打架,他在芝加哥的南区长大,18岁时差点在一场斗殴中丧命。有人在垃圾桶中发现他奄奄一息,牧师还为他举行了最后仪式,但三天后他奇迹般地从昏迷中苏醒。
- 日立的高层授权向Glenmar支付50万美元,以维持合作关系。但Glenmar其实是一家幌子公司,员工是美国联邦调查局的特务乔装的。4日立的员工遭到逮捕,新闻登上《纽约时报》的商业头版后,日立的发言人面有难色地承认:「看来日立落入圈套了。」
- 快捷曾考虑提告,但后来判断不太可能告赢那些打造晶片业的天才而作罢。
- 1974年以前,日本一直对美国公司可在日本销售的晶片数量实施配额限制。即使后来配额限制取消了,日本公司从矽谷购买的晶片仍然很少,尽管日本购买的半导体数量占全球总量的四分之一。
- 日本公司凭着这些廉价资金,拼命争抢市占率。
- 1985年,日本公司在半导体上的资本支出,占全球资本支出的46%,而美国占35%。
17 「出产垃圾」
- 在1970年代末期的一次产业大会上,GCA向晶片制造商宣传其系统,德仪的张忠谋5走到GCA的展区,开始观察该公司的设备,并询问该公司的设备有没有办法做到逐步移动,让矽晶圆上的每个晶片曝光,而不是让光束扫过整个矽晶圆的长度。这种「步进曝光机」(stepper)将比现有的扫描器精确许多。
- 几年后的1978年,GCA推出6第一台步进曝光机,订单开始涌入。
- GCA内部的夸张行径,又刚好发生在不对的时机。半导体业向来有明显的周期性,需求强劲时,产业就会暴涨;需求不旺时,产业回落。
- 格林伯格停止采购Nikon的透镜后,Nikon就决定自己制造步进曝光机。它从GCA买来一台机器,逆向拆解出制作方法。不久,Nikon的市占率就超越了GCA。
- 但最根本的现实是,GCA并未听取客户的意见,而Nikon听了。与GCA互动的晶片公司都觉得GCA「傲慢」且「反应迟钝」,没有人这样说过GCA的日本竞争对手。
- 他搭机前往世界各地拉业务时,在头等舱里喝着血腥玛丽,客户却觉得这家公司只会「出产垃圾」。
- 随着公司内部的紧张气氛加剧,柜台的总机小姐与同事设计了一套暗语:打开天花板的灯,就表示格林伯格在办公室,他离开时就关灯。
18 1980年代的原油
- 1970年代,矽谷公司以民用电脑与计算机市场取代国防合约时,忽视了政府。到了1980年代,他们才拉下脸,回头向政府求助。桑德斯、诺伊斯、斯波克在明宫聚会后,与其他公司的执行长一起创立了美国半导体协会(Semiconductor Industry Association),希望游说政府支持半导体业
- 日本专注于经济成长,而美国则承担了捍卫日本的重责大任。
19 死亡螺旋
- 矽谷与政府之间的关系有如精神分裂,一方面要求政府别来干涉,另一方面又向政府求助,而诺伊斯本人就是这种矛盾的例证。
- 诺伊斯把焦点放在拯救美国的微影成像业。半导体制造技术联盟的51%资金是流向美国的微影成像公司。诺伊斯简单地解释了其中的逻辑:微影成像技术之所以获得一半的资金,是因为它是晶片业面临的「一半问题」。
- GCA发明步进曝光机后,五年的管理不善与运气不佳使它沦为业界无足轻重的小业者,远远落后于日本的Nikon与Canon,以及荷兰的ASML。
- 尽管半导体制造技术联盟为GCA提供了7000万美元的支援,但GCA在1988年至1992年间亏损了3000万美元。连诺伊斯也14无法说服英特尔放弃Nikon。
- 诺伊斯可说是半导体制造技术联盟中最支持GCA的人,1990年,他在晨泳后不幸因心脏病发而过世。他创立了快捷与英特尔,发明了积体电路,并把支撑所有现代运算的DRAM晶片与微处理器加以商业化。
20 一个可以说NO的日本
- 私募基金的巨擘皮特.彼得森(Pete Peterson)带盛田昭夫去许多执行长最爱去的奥古斯塔高尔夫球俱乐部(Augusta National)时,他震惊地发现「盛田昭夫已经认识所有人了」。
- 盛田昭夫指出,「美国一直忙着培养律师」,而日本则是「忙着培养工程师」。此外,美国的高阶主管过于关注「今年的获利」,而日本的管理高层比较「放眼长期」。
- 盛田昭夫愿意与石原慎太郎这样的人合写一本书,震惊了许多美国人。这表示美方培养出来的资本阶级里,仍潜伏着一种具有威胁性的民族主义。
- 石原慎太郎认为,日本不需要服从美国的要求,因为美国依赖日本的半导体。他指出,美国的军事实力有赖日本的晶片。他写道:「无论是中程核武器,还是洲际弹道飞弹,都是靠极其精密的小电脑来确保武器的精准度。如果不使用日本的半导体,就无法确保这种精准度。」
第四部 美国的复兴
- 在所有协助重振美国晶片业的人中,辛普洛是最出人意料之外的人物。他最早是靠马铃薯致富,率先使用机器来分类、脱水、冷冻马铃薯再做成薯条。这不是矽谷式的创新,但那让他拿下了销售马铃薯给麦当劳的庞大合约。麦当劳用来制作薯条的马铃薯中,有一半曾是他供应的。
- 当矽谷所有的科技巨擘在日本的冲击下纷纷抽离DRAM晶片事业时,辛普洛凭直觉就知道,帕金森兄弟这时进入记忆体市场正是时候。像他这种马铃薯农清楚地看到,日本的竞争已经把DRAM晶片变成一种大宗商品市场。他接触大宗商品的经验非常丰富,知道收购大宗商品企业的最佳时机是在价格低迷、其他人都破产的时候。辛普洛决定投资美光100万美元,后来又追加了数百万美元。
- 美光特别擅长削减成本,矽谷与日本厂商都不是它的对手。
- 到了1980年代中期,美光使用的生产步骤比竞争对手少得多,采用的设备也比较少,又进一步削减了成本。他们调整了从珀金埃尔默、ASML买来的微影成像机台,把它改得比制造商自认可达到的水准还要精确。他们也改装炉管,使它能每次烘烤250个矽晶圆,而不是业界标准的150个。
- 在矽谷,万一你的公司关门大吉,你可以沿着101号公路开车去下一家晶片公司或电脑制造商求职。相较之下,美光是在波夕市,一名员工解释:「我们没别的事可做,就只能制作DRAM,不做DRAM就完了。」
22 颠覆英特尔
- 1980年,英特尔获得美国电脑巨擘IBM的一份小合约,5为一种名叫「个人电脑」的新产品制造晶片。IBM与一个名叫比尔.盖兹的年轻程式设计师签约,请他为这台电脑的作业系统编写软体。1981年8月12日,在华尔道夫饭店的大宴会厅里(背后是华丽的壁纸与厚重的帘幕),IBM宣布推出个人电脑,售价1565美元,包含一台笨重的主机、一个箱型显示器、一个键盘、一台印表机及两个磁碟机,6内建一个小小的英特尔晶片。
- 1980年代初期,对日本厂商有利的一些结构性因素开始变了。1985至1988年间,日元对美元的汇率涨了一倍,使美国的出口产品变得更便宜。
23 我的敌人的敌人——韩国崛起
- 李秉喆最早贩售的商品是鱼干与蔬菜,他从韩国集货,运往中国北方,供应作战的日军。
- 矽谷击败日本的一个策略关键,就是在亚洲寻找更便宜的供给来源。李秉喆认为这是三星能轻松胜任的角色。
- 批评者说,1960年他已是韩国首富,他的财富根本是这个国家与贪腐政客为他服务的证据。
- 1980年代,包括英特尔在内的几家矽谷公司与三星签约,成立合资企业,销售三星代工的晶片。他们打的如意算盘是,协助韩国的晶片业,可望降低日本对矽谷的威胁。
24 「这就是未来」
- 米德喜欢把自己想像成约翰尼斯.古腾堡(Johannes Gutenberg),古腾堡把图书生产加以机械化,让作家可以专注于写作,让印刷商可以专注于印刷。
- 1980年代,来自这两所大学的学生与教职员创立了多家新创企业,形成一个前所未有的新产业:半导体设计的软体工具。如今,每家晶片公司都使用三家晶片设计软体公司的工具,而这三家公司都是由DARPA与SRC资助的研究课程所10培养出来的校友创立的。
- 雅各布、维特比与几位同事创立了高通无线通讯公司(Qualcomm,缩写自quality communications)。
- 最初,雅各布获得DARPA与NASA的合约,建造太空通讯系统。1980年代末期,高通把业务多元化,跨入民用市场,为卡车运输业推出卫星通讯系统。
25 苏联KGB技术局
- 维特洛夫从会见法国特务的例常活动中,找到了新的乐趣,但他并没有因此获得成就感。法国人送他国外寄来的礼物,让他去讨情妇欢心,但维特洛夫真正想要的是妻子的爱。他的幻想变得愈来愈严重。1982年2月22日,维特洛夫告诉儿子自己打算与情妇断绝关系后,把车子停靠在莫斯科的环城公路边,在车内捅了情妇好几刀。他被警方逮捕后,KGB才意识到他背叛了国家,把技术局的机密泄露给西方情报机构。
26 抵销策略的影响
- 要摧毁一座城市很容易,但美苏两个超级大国都想拥有摧毁对方核武库的能力。
27 战争英雄
- 《纽约时报》的新闻标题写道:「这是矽对钢的胜利」。
- 苏联也感受到铺路雷射导引炸弹与战斧巡弋飞弹的爆炸威力,他们的感受跟巴格达现场的感受一样强烈。一位苏联的军事分析家宣称,这场战争是「技术行动」。另一位军事分析家指出,这是「一场有关无线电波的战争」。
28 「冷战结束,你们赢了」
- 日本记忆体晶片厂的执行长明知新厂没有盈利,却依然不断兴建新厂。
- 戈巴契夫承诺从东欧撤出苏联军队、结束冷战,他希望美国拿技术出来作为交换条件。他会见美国的科技业高管时,鼓励他们到苏联投资。戈巴契夫造访史丹佛大学时,在校园里与观众击掌。「冷战已经过去了,」他在史丹佛对听众说,「8我们别再争论谁赢了
- 军事技术是以电脑为基础。在电脑方面,你们远远超越我们。在你们的国家,每个小孩9五岁开始就有电脑了。
第五部 积体电路,整合世界?
- 1985年,台湾位高权重的李国鼎部长请张忠谋到他的台北办公室。这时距离李国鼎当初说服德州仪器来台湾建立第一座半导体厂,已过了近20年。
- 台湾有许多半导体业的就业机会,但只分到一小部分的利润,因为晶片业的多数利润是由设计及生产最先进晶片的公司获得。
- 张忠谋在德仪工作20多年后,于1980年代初期离开德仪。他后来说,他之所以离开德仪,是因为被排除在执行长接班人选之外,「被派到不重要的职位」。
- 身为台湾半导体业的实质负责人,张忠谋除了听命于李国鼎等部长以外,不必对任何人负责,而李国鼎也承诺给他很大的发挥空间。
- 早在1970年代中期,张忠谋还在德仪工作时就思索过一个概念:创立一家半导体公司,生产客户设计的晶片。
- 张忠谋从未忘记晶圆代工的概念。他认为,随着时间的推移,这种概念正渐趋成熟,尤其是在康维与米德的晶片设计革命,使晶片设计与晶片制造的分离变得更加容易以后(他们认为那将为半导体业创造出一个古腾堡时刻。
- 一位企业家跟张忠谋会面三次后,拒绝投资,台湾的行政院长直接打电话给那位吝啬的企业家,提醒他:「过去20年,政府一直对你很好,你最好现在就为政府做点什么。」张忠谋成立晶片代工厂的支票很快就到位了。政府也为台积电提供丰厚的税赋优惠,确保该公司有足够的资金做投资。 **打从创立之初,台积电就不是一家真正的民营企业,而是台湾政府的专案。 **
- 张忠谋承诺台积电永远不会设计晶片,只专注于制造晶片。
30 「所有人都必须制造半导体」
- 在台湾,张忠谋的目标是制造全球最先进的晶片,并把矽谷巨擘变成客户。在深圳,任正非是从香港购买廉价的电信设备,然后以较高的价格在中国各地出售。
- 1980年代,在电子工业部部长(后来的国家主席)江泽民的领导下,中国政府把电子产品列为优先产业。
- 1965 年,在积体电路发明 5 年后,中国的工程师制造出第一块积体电路。
- 中国制造出第一块积体电路的隔年,毛泽东把中国带入了文化大革命,他主张破坏社会主义平等的特权,就是来自专业知识。
- 毛泽东的一位支持者认为,把电子产品视为未来是反动的,因为在中国打造一个社会主义的乌托邦时,显然「只有钢铁工业才应该发挥主导作用」。
- 正当毛泽东把为数不多的技术劳工送到农村去接受社会主义再教育时,台湾、南韩,以及整个东南亚的晶片业正把农民拉出农村,让他们在制造厂中做更好的工作。
- 1970年代初期,随着毛泽东的健康恶化,文化大革命开始式微。共产党领导人终于把科学家从农村召回,他们试着在实验室里收拾残局。
- 在中国陷入革命混乱的十年间,英特尔发明了微处理器,日本抢占了大部分的全球DRAM市场。中国除了骚扰最聪明的公民以外,什么也
- 萧克利擅自把发明电晶体的功劳全部归功于己,他是杰出的科学家,却是一位失败的企业家。
- 1978年3月召开的全国科学大会,正值邓小平巩固权力之际。那场大会把半导体设为议程的核心。
31 「与中国人分享上帝的爱」
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张汝京是虔诚的基督徒,生于南京,长于台湾,曾在德州担任半导体工程师。
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只要张汝京最终为中国带来现代的半导体制造,中国的领导人愿意一反常态在反对宗教的立场上做出让步。
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晶片制造的版图在1990年代与2000年代发生了巨变。1990年,美国的晶圆厂生产的晶片占全球总量的37%,到了2000年,这个数字降至19%,到了2010年,3更进一步降至13%。日本在晶片制造业的市占率也大幅崩跌。韩国、新加坡、台湾都为本国的晶片业投入大量的资金,并迅速提高产量。
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张汝京觉得把晶片带到中国是他的人生使命。
- 1948年,他生于南京的一个军人家庭,在中共取得政权后,全家逃离中国抵达台湾,当时他年仅一岁。他在台湾的眷村里成长,眷村里的人把台湾视为暂时的居留地,他们预期中华人民共和国将会崩解。
- 大学毕业后,张汝京赴美,在纽约州水牛城取得硕博士学位后到德仪任职,与基尔比共事。他变成经营晶圆厂的专家,管理德仪从美国到日本、新加坡、8义大利等地的工厂。
- 2000年,他创立了中芯国际(SMIC),从高盛、摩托罗拉、东芝等国际投资者筹集了15逾15亿美元的资金
- 中芯国际有一半的创业资金是来自美国投资者。张汝京以这些资金雇用了数百名外国人来经营中芯国际的晶圆厂,其中17至少有400名是来自台湾。
- 张汝京的策略很简单:照着台积电的方式做。
- 在成立最初十年的大部分时间,中芯国际有三分之一的工程人员来自海外。
- 其他的竞争对手喜欢把焦点放在雇用更多的政要子弟,而不是专注于制造品质;张汝京跟他们不一样,他尽力提高产能,采用接近顶尖的技术。
-
这是赛局理论的一个概念。在这个赛局模型中,两名车手沿着一条直线,面向彼此,驱车而行。两车相撞前,先转向的一方是「胆小鬼」,另一方则胜出。
32 微影制程战
- 葛洛夫怀疑地问道:「你的意思是说,你要把钱花在一个我们还不知道是否管用的东西上?」卡拉瑟斯回他:「是的,那叫研究。」葛洛夫转向仍在英特尔担任顾问的前执行长摩尔,问道:「摩尔,你会怎么做?」摩尔问道:「葛洛夫,你还有别的选择吗?」答案很明显:没有。
- 日本的竞争对手试图自己制造一切,ASML则是采购市场上最好的元件来组装。当ASML开始专注开发EUV机台时,它把不同来源的元件整合在一起的能力反而成了最大的优势。
- 飞利浦曾是台积电创立时的主要投资者,它把制程技术与智慧财产权转给了台积电这家刚创立的代工厂。这为ASML创造了一个内建市场,因为台积电的晶圆厂就是根据飞利浦的制程设计的
- ASML与台积电都是从晶片业边缘起步的小公司,但他们一起成长,形成了合作关系。
- 于是,ASML成了仅剩的微影成像公司。 让一家外国公司获得美国国家实验室最先进的研究成果,这个想法在华盛顿引发了一些问题。
- 但美国的实力正处于巅峰,华府多数人认为全球化是一件好事。美国政府的主流观点是,鼓励俄罗斯或中国等大国专注追求财富,而不是专注于地缘政治力量,可以扩大贸易与供应链的连结,促进和平。
33 创新者的两难
- x86架构之所以主宰个人电脑,并不是因为它最好,而是因为IBM的第一台个人电脑碰巧就是使用这种架构。就像为个人电脑提供作业系统的微软一样,英特尔掌控了个人电脑生态系统的这个关键组成。
- 有些公司试图挑战x86作为个人电脑业界标准的地位。1990年,苹果与两个合作伙伴成立了合资公司ARM,总部设在英国剑桥
- 其目的是使用一种新的指令集结构来设计处理器晶片,那种架构是以更简单的RISC原则为基础,也就是英特尔曾考虑过但并未采用的那套架构。
- 萨克斯比想把ARM架构卖给无晶圆厂的设计公司,让它们根据各自的目的来订制ARM架构,然后把晶片制造外包给台积电那样的代工厂。
- 萨克斯比不仅梦想与英特尔抗衡,也梦想颠覆英特尔的商业模式。然而,ARM在1990年代与2000年代未能获得个人电脑的市占率,因为英特尔与微软Windows作业系统的合作伙伴关系太强大了。然而,ARM的简化、节能架构,在必须
- 英特尔直到太晚才意识到,它应该在另一个看似小众的随身运算装置市场上竞争:手机。
- 行动装置将会转变运算,这个概念并不新鲜。充满远见的加州理工学院教授米德早在1970年代初期就做出这样的预测。英特尔也知道
- 英特尔拒绝了iPhone的合约。
- 于是,苹果往其他的地方寻找手机晶片。贾伯斯找上了ARM的架构。与x86不同的是,ARM架构是针对行动装置必须节约用电的特质来优化的。早期的iPhone处理器是由继台积电之后进入代工业的三星所生产。
- **英特尔的领导人就是比较关注公司的资产负债表,而不是电晶体。**一位英特尔的前财务主管回忆道:「公司有技术,也有人才,但就是不想放弃11些许的利润。
第六部 创新外移?
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2000年代,大家常把半导体业分成三大类别。
- 「逻辑」是指驱动智慧型手机、电脑、伺服器的处理器。
- 「记忆体」是指DRAM与快闪记忆体(又称NAND),DRAM提供电脑运行所需的短期记忆,NAND则是长时间记忆资料。
- 第三类晶片比较广泛,包括类比晶片。
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1990年代末期,日本几家苦撑的DRAM厂商合并成尔必达(Elpida),试图与爱达荷州的美光及韩国的三星与SK海力士(SK Hynix)竞争。2000年代末期,这四家公司囊括了6约85%的市占率
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另一种记忆体晶片NAND的市场,也是以亚洲为中心。三星是最大的业者,9囊括35%的市占率,其余的市场是由南韩的SK海力士、日本的铠侠(Kioxia),以及美光与威腾(Western Digital)这两家美国公司瓜分。
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1990年代,他听到一位记者打趣地说:「真男人要有晶圆厂。」他一听就把那句话收编己用。
36 无厂革命
- 黄仁勋生于台湾,幼时移民到肯塔基州,曾在矽谷的晶片制造商。
- 后来他担任辉达的执行长,成为辉达的代言人,总是穿着深色牛仔裤、黑色衬衫与黑色皮衣,散发出类似贾伯斯的气场,显示他已预见运算的未来。
- 辉达的第一批客户是影片与电玩公司,可能看起来不是最先进的客户,但辉达认为图像的未来是显示4复杂的3D立体图像。早期的个人电
- 2006年,辉达发现高速平行运算可套用在电脑绘图以外的用途,于是发布了CUDA软体,让人能以标准的程式设计语言来设计GPU,完全不涉及图像。
- 黄仁勋免费提供CUDA给用户,但那套软体只能在辉达的晶片上运行。
- 今天,辉达的晶片主要是由台积电制造,在最先进的资料中心里都可以看到辉达的晶片。辉达不需要建立自己的晶圆厂是一件好事。在创立初期,要募集建厂资金也许不太可能。面对一群窝在Denny』s餐厅里创业的晶片设计师,投资几百万美元已经是一种赌注。
- 雅各布一直很相信摩尔定律,他认为另一种比较复杂的跳频系统会更好。他建议在不同的频率之间移动通话资料,而不是把某通电话固定在特定频率上,就可以把更多的通话塞入可用的频谱空间中。
- 高通的专利非常根本,没有那些专利,就7不可能生产手机。
37 张忠谋的大同盟
- 很快地,就不会再有人记得和基尔比一起在实验室里工作,或和诺伊斯一起喝啤酒的那段历史了。
- 晶片业高层的更迭,加速了晶片设计与制造的分拆,晶片的制造大多转移到海外。桑德斯从AMD退休五年后,AMD也宣布要1拆分晶片设计与制造业务,华尔街为此欢呼雀跃
- 无晶圆厂的晶片设计公司迫切需要一个可以与台积电抗衡的可靠代工者,因为台积电这家台湾巨擘已经囊括了3全球约一半的代工市场。
- 另一个唯一的主要竞争对手是三星,其代工业务的技术与台积电大致相当,但产能远低于台积电。
- 由于三星的部分业务是制造三星自己设计的晶片,这导致情况变得更加麻烦。像台积电这样的公司,为数十家客户生产晶片,而且竭尽所能让客户满意,但三星有自己的智慧型手机和其他的消费电子产品,因此它本身就在与许多客户竞争。
- 张忠谋并不打算放弃代工业务的主导地位。自从他的老同事基尔比发明积体电路以来,他经历过晶片业的每个景气循环,他确信经济衰退终究会结束。
- 台积电在半导体业的中心地位,使它必须拥有为所有的大客户生产晶片的能力。要做到那样的程度,成本并不低。在金融危机期间,张忠谋精心挑选的继任者蔡力行,做了几乎所有的执行长都会做的事:裁员及削减成本。但张忠谋想做相反的事。
- 张忠谋认为蔡力行削减成本的做法是失败主义。
38 苹果矽
- 问题:「什么是软体?」他回答:「我唯一能想到的回答是,软体是变化太快的东西,或你还不确切知道你想要什么的东西,或你没时间融入硬体的东西。」
- 贾伯斯没有时间把他的所有想法都放入第一代iPhone的硬体中。
- 苹果手机最不可替代的元件确实是在加州设计,在中国组装,但只能在台湾制造。
39 极紫外光微影制程
- 该公司的工程师发现最佳做法是发射一个直径为3000万分之1米的小锡球,使它以时速约200英里的速度穿过真空。然后以雷射照射那颗锡球两次,第一次是加热它,第二次是以约50万度的温度(太阳表面温度的好几倍)把它轰击成电浆体。这种轰击锡滴的过程,每秒重复5万次,就能产生制造晶片所需的EUV量。
- 蔡司号称那些机械与感测器甚至可以导引雷射,击中远在月球的高尔夫球。
- 范霍特解释,ASML设计这个商业关系网络「就像设计一台机器」一样,形成一个由数千家公司组成的精心调整系统,能够满足ASML的严格要求。
- ASML评估后发现自己管理这些供应商的效果更好后,就干脆收购了几家供应商,其中就包括西盟。
- 如此衍生的结果是一台有数十万个组件的机台,花了数百亿美元及几十年的时间才开发出来。
- 每台EUV机台的成本超过1亿美元,因此每台只要停机1小时,晶片制造商就损失数千美元的生产。
- EUV机台之所以能够运作,有部分要归功于软体。例如,ASML使用预测性维护演算法来预测元件何时需要在损坏之前先更换。它也用软体做所谓的「运算微影成像」流程,以便更精确地转印图案。
- ASML的EUV微影成像设备,是史上最昂贵的量产机台
- 美国的经济民族主义者要是知道微影成像技术或EUV技术的历史,发现荷兰公司ASML把美国国家实验室首创的一项技术加以商业化,而且主要还是由英特尔资助,肯定会气得半死。
- ASML的EUV机台并不是真正的荷兰产品,虽然它们主要是在荷兰组装。关键元件是来自加州的西盟与德国的蔡司和创浦。
- 葛洛夫把第一笔2亿美元的资金投入EUV以前,曾问卡拉瑟斯:「这可行吗?」
- 到2010年代中期,ASML的EUV机台终于准备好部署在全球最先进的晶片制造厂了。
40 「没有替代方案」
- 台积电的微影成像团队对于EUV机台是否已经准备好量产,意见分歧。但说话温和的台积电研发高层蒋尚义确信,EUV是唯一的前进道路。蒋尚义领导台积电的研发,一般普遍认为他是台积电顶尖制造技术的功臣。
- 他生于重庆,跟张忠谋一样在二战期间为逃离日军攻击而举家迁徙。
- 2009年台积电在40奈米制程面临延宕时,张忠谋感到有点沮丧,趁他回台湾之际,以一碗牛肉面打动他,让他回到台积电重掌研发大计。
- 业界标准是以每月千片晶圆为单位来衡量,台积电的产能为180万,三星为250万,8格芯仅70万。
- 台积电、英特尔、三星肯定会采用EUV,虽然它们对于何时及如何采用EUV有不同的策略。格芯则不是那么肯定,该公司在28奈米制程方面一直不太顺利。为了降低延迟的风险,格芯决定从三星取得914奈米制程的授权,而不是内部开发,这项决定显示他们对自己的研发不太有信心。
- 除了全球最大的晶片制造商,制造先进的处理器对一般业者来说太昂贵了。连拥有格芯股权的波斯湾王室也嫌财力不够雄厚。于是,有能力制造先进逻辑晶片的公司再从四家减为三家。
41 英特尔如何忘了创新
- 由于台积电为许多不同的公司制造晶片,它现在每年制造的矽晶圆数量几乎是英特尔的三倍,因此1有更多的机会可以精进制程
- 英特尔把设计晶片的新创企业视为威胁,台积电则把它们视为潜在客户,可为它们提供制造服务。
- 台积电只有一个价值主张——有效制造。
- 如今,除了游戏玩家以外,几乎没有人会在新型处理器问世时兴奋地升级个人电脑,多数人也不太去想电脑里装的是哪种类型的处理器。
- 新兴趋势是AI,而英特尔的主要晶片在设计上无法很好地因应这项任务。
- 2010年代初期,设计图形晶片的公司辉达开始听到传闻,史丹佛大学的博士生把辉达的图形处理器(GPU)用于图形以外的其他用途。
- GPU的运作方式异于一般的英特尔或AMD的CPU。CPU有无限的灵活性,但所有的运算是逐一执行。相反的,GPU是同一运算同时多次反覆执行。
- CPU只能向演算法提供一份接一份的资料,GPU则可以同时处理多份资料。为了学习辨识猫的图像,CPU是逐一处理每个画素,GPU则是一次「看」多个画素。
- 从创立之初,辉达就把晶片制造外包(主要是外包给台积电),专注于设计新一代的GPU,并定期精进其特殊的程式设计语言CUDA,这种语言让人更容易设计使用辉达晶片的程式。投资者臆测,资料中心将会需要愈来愈多的GPU,辉达因此成了3美国最有价值的半导体公司。
- 随着2018年英特尔50周年纪念日的来临,这家公司也开始衰颓,市占率萎缩,官僚气息令人生厌,创新不再。压倒一切的最后一根稻草,是英特尔使摩尔定律无法延续,规划的制程改善一再延误,目前仍难以修正。2015年以来,英特尔一再宣布推迟10奈米与7奈米的制程,而台积电与三星已经领先。
- 多数业内人士认为,英特尔的许多问题源自于9延迟采用EUV机台。到了2020年,英特尔长年资助开发的EUV微影成像机台中,有半数已经10安装在台积电。相反的,英特尔才刚开始在制程中使用EUV。
- 全球最先进的处理器都在台湾与南韩生产,而这两国都与美国正在崛起的战略对手——中国——近在咫尺。
43 「把冲锋号吹起来」
- 中国的问题不止在晶片制造而已。在生产半导体的过程中,中国几乎每一步都极其依赖外国技术,而且这些技术几乎都由中国在地缘政治上的对手(台湾、日本、韩国或美国)所掌控。
- 乔治城大学安全与新兴技术中心的学者汇整的10资料显示,用于设计晶片的软体工具是由美国公司主导,中国在全球软体工具市场的市占率不到1%。核心智慧财产权是电晶体模式的基石,许多晶片都是利用那些模式设计出来的,而中国在这方面的市占率是2%,其余大多是由美国或英国公司囊括。在矽晶圆及其他的晶片制造材料方面,中国的市占率是4%;在晶片制造机台方面,中国的市占率是1%;在全球晶片设计市场方面,中国的市占率是5%。在晶片制造业务中,中国只有7%的市场,而且这些制造都不涉及高价值的先进技术。
- 乔治城大学的那份研究显示,在整个半导体供应链中,加总晶片设计、智慧财产权、机台、制造、其他步骤的影响,中国企业的市占率为6%,而美国是39%,南韩是16%,台湾是12%。
- 中国政府制定一项名为《中国制造2025》的计划,计划在2025年以前把中国进口的晶片比率从85%降至30%12(亦即把晶片自给率提升至70%)。
- 几十年后,中国领导人招募张汝京来创立中芯国际,「与中国人分享上帝的爱」。他打造了一个可运作的代工厂,但难以获利,又遭到台积电祭出连串的智慧财产权诉讼所冲击。最终,张汝京黯然离去,13中国政府取代了民间投资者。
- 到了2015年,中国工业和信息化部的一名前官员被任命为中芯国际的董事长,巩固了中芯国际与中国政府的关系。中芯国际在制造实力方面,仍持续明显落后台积电。
- 一家中国代工厂的前执行长解释,每位省长都希望在自己的省建一座晶片制造厂,为了确保工厂建成,他们提供各种补贴,也祭出隐晦的威胁。因此,中国的代工厂最终变成一批14遍布全国的低效小厂。
- 早在2014年,中国政府就为了支持晶片业的新跃进,决定加倍补贴半导体,推出后来所谓的「大基金」
- 呼吁「打好攻坚战」,并不是要求中国略微提高市占率。他是要求改造全球的半导体业,而不是与之融合。
- 2017年,积体电路占南韩出口的15%,新加坡的17%,马来西亚的19%,菲律宾的21%,台湾的36%。《中国制造2025》对这些数字都提出了质疑。
- 然而,中国可利用的工具,例如巨额的政府补贴、国家支持的商业机密窃取,利用进入全球第二大消费市场的机会来胁迫外国公司遵守其规定等等,这些都让中国拥有无与伦比的能力,足以塑造晶片业的未来。
44 技术转移
- 史诺登在逃往莫斯科以前,窃取并泄露了有关美国对外情报行动的档案。那些档案显示,IBM疑似与美国的网路监控单位有合作关系,这个发现并不令人意外。
- 在史诺登泄密事件爆发后,中国公司转向其他的业者购买伺服器与网路设备,IBM在中国的业绩因此暴跌了20%。IBM的财务长马丁.施罗特(Martin Schroeter)告诉投资者:「中国正在经历3一系列重大的经济改革。」这个说法巧妙地解释了中国政府借由限制IBM的销售来惩罚IBM。
- 就在AMD敲定协议之际,它开始推出新的处理器系列Zen,扭转了公司的命运,因此AMD最终得以存续也17并不是依赖授权协议的资金。然而,合资企业已经签约,技术已经转移。
- 2018年,设计晶片架构的英国公司ARM把其中国部门拆分出去,并把ARM中国部门的51%股份出售给一群投资者,只保留其余49%的股份。
- 软银在2016年以400亿美元的价格收购ARM,但仅以7.75亿美元的价格出售ARM中国部门2551%的股份——据软银统计,ARM中国部门占ARM全球销售额的五分之一。
45 「合并势必会发生」
- 2004年,赵伟国成立自己的投资基金:北京健坤投资集团,投资房地产、矿业与其他产业。
- 据报导,赵伟国把100万人民币的初始投资,变成了45亿人民币。2009年,赵伟国用那些财富买下了前雇主紫光集团的49%股份,清华大学继续持有另51%的股份。
- 紫光从来都不是一家「普通」的公司。??? 据传与赵伟国有私交,曾在拥有紫光集团的控股公司里担任党委书记。与此同时,2000年代的清华大学校长则是 ??? 的大学室友。
- 赵伟国真正感兴趣的是购买16台湾的重要企业:联发科(美国以外的顶尖晶片设计公司)与台积电(全球几乎所有无厂房晶片公司都依赖的代工企业)。他提议购买台积电的25%股份,并主张合并联发科与紫光的晶片设计事业。
- 不久,赵伟国把目光转向美国的半导体业。2015年7月,紫光提议以230亿美元收购美国的记忆体22晶片厂商美光,那将是中国在任何产业中收购美国企业的最大购并案。
- 紫光收购美光的提议遭到坚决的拒绝。美光表示,有鉴于23美国政府的安全考量,它认为那笔交易不切实际。不久之后,2015年9月,紫光再次尝试,提议24以37亿美元收购另一家生产NAND记忆体晶片的美国公司的15%股份。负责评估外国投资的美国政府机构CFIUS以安全为由,否决了那项提议。
- 在连串的疯狂交易中,2017年紫光宣布获得了33新的「投资」:来自中国开发银行约150亿美元,以及来自集成电路产业投资基金的70亿美元——两者都是由中国政府拥有及掌控的。
46 华为的崛起
- 在许多国家,使用手机一定会用到华为的设备,就好像使用个人电脑很难不碰到微软产品,或在中国境外上网很难不碰到Google一样。然而,华为与世界上其他的大型科技公司有一个主要的不同点:华为与美国的国安部门对抗了20年。
- 任正非的商业模式与阿里巴巴或腾讯的商业模式有根本上的差异。他借鉴国外首创的概念,以较低的成本来生产优质的版本,然后销往世界各地,从国际竞争对手的手中抢走国际市占率。这种商业模式使三星的创办人致富,也让三星在世界科技生态系统的中心站稳了脚跟。最近以前,华为似乎也是走在同样的道路上。
- 1999年起,华为聘请IBM的顾问部门来教他们如何像世界级的公司那样营运。IBM的一名前顾问表示,1999年华为花了5000万美元的顾问费,当时公司的总营收还不到10亿美元。
- IBM的前顾问表示:「工程任务对华为来说并不难,但他们觉得自己在经济知识与商业知识方面8落后了一百年。」拜IBM与其他的西方顾问所赐,华为学会了管理供应链,预测客户需求,发展出一流的行销,并把产品销往全世界。
- 据《纽约时报》报导,该公司的研究实验室挂着一幅书法,上面写着:「牺牲是军人的最高付出。9胜利是军人的最大奉献。」
- 张忠谋也说过,他曾研究二战中最血腥的史达林格勒战役(Stalingrad),从中学习商业启示。
- 华为在发展的不同阶段,分别获得深圳的地方政府、国有银行、中央政府的支持。《华尔街日报》统计了中国政府提供的补贴,总额高达750亿美元,形式包括补贴土地、国家担保的信贷、税赋减免等等,规模远大于多数西方公司从祖国政府所获得的补贴。
- 华为获得的好处,可能与其他东亚国家的政府扶持重点企业的方式没多大的差别。
- 任正非当初从中国人民解放军退伍后创办华为,这中间的转移过程并不明朗,至今依然令人费解。华为的股权架构复杂又不透明,也引发了合理的质疑。华为的高阶主管胡厚昆在接受美国国会的质询时辩称,任正非的中国共产党党员身份,就像「一些美国企业家是13民主党或共和党」一样。对美国的分析人士来说,这种说法是故意混淆共产党在公司治理中的角色。然而,外界一直找不到强而有力的证据,无法证实华为是中国政府特地打造出来的。
- 到了2010年代末期,华为旗下的海思半导体(HiSilicon)已经为智慧型手机设计了一些世界上最复杂的晶片,并15成为台积电的第二大客户。
47 5G未来
- 伊隆.马斯克(Elon Musk)的汽车公司特斯拉(Tesla)是说明连线力与运算力将如何把旧产品转化为数位化机器的最佳案例。
- 华为似乎可能在5G网路的建设中,扮演比其他公司更大的角色,超越仅剩的两家无线基地台的主要供应商:爱立信与诺基亚。
- 随着华为的设计部门证明自己有世界级的实力,不难想像,未来中国的晶片设计公司也会像矽谷巨擘一样,成为台积电的重要客户。如果以2010年代末期的趋势来展望未来,到2030年,中国晶片业的影响力可能与矽谷匹敌。这不单只是颠覆科技公司与贸易流动而已,也会使军力平衡重新洗牌。
48 下一个抵销
- 据一家媒体报导,1991年波斯湾战争后,世界各国的国防部普遍感到震撼,也担心消灭海珊军队的精准攻击可能被用来对付世界上的任何军队。对中国政府来说,这种震撼与担忧有如经历了一场1「心理核战」。
- 中国半导体业的命运,不单只是商业问题而已。哪个国家能产出更多的1与0,就拥有更大的军事优势。
- 2021年,以Google前执行长艾力克.施密特(Eric Schmidt)为首的一群美国科技与外交政策大老发布了一份报告,预测「中国可能超越美国,成为全球AI超级大国」。
- 乔治城大学的班.布坎南(Ben Buchanan)指出,驾驭AI需要资料、演算法、运算力等三大要件。运算力除外,中国的能力可能已经与美国相当。
- 马可波罗(MacroPolo)是一个专门关注中国的智库,其研究人员发现,全球顶尖的AI研究人员中,有29%来自中国,20%来自美国,18%来自欧洲。然而,这些专家中有惊人的比例最终留在美国工作,美国雇用了全球59%的6顶尖AI研究人员。
- 一项中国的研究估计,在中国执行AI任务的伺服器上,有高达95%的GPU是7由辉达设计。英特尔、赛灵思、AMD和其他公司的晶片,在中国的资料中心里也非常重要。即使采用最乐观的预测,中国也需要5年的时间,才能设计出有竞争力的晶片及其周边的软体生态系统;至于在国内生产这些晶片,那又需要更长的时间了。
- 国防先进研究专案局(DARPA)所开发的技术,使1970年代的抵销策略得以实现。
- 就像那些在美国导弹的导引电脑中穿梭的电子决定了冷战的胜败一样,未来的战争可能是由电磁频谱决定的。世界各国的军队对电子感测器与通讯的依赖程度愈高,他们就愈需要争夺发送讯息或侦查及追踪对手所需的频谱空间。
- 整体而言,美国政府购买的晶片占全球晶片的比例比以往小。1960年代初期快捷与德仪生产的积体电路,几乎都是由美国政府购买。到了1970年代,美国政府购买的晶片比例已17降至10%到15%,如今更是只占美国晶片市场的2%。
- 据《华尔街日报》报导,英特尔在通知美国政府以前,先向客户(包括中国的科技公司)20披露了那些漏洞,这项举动又导致国防部的官员更加担心他们对晶片业的影响力愈来愈小。
- 对每家大型晶片公司来说,中国的消费市场是远比美国政府还要重要的客户
- 中国为了取得先进技术所投注的心血、中美电子业之间的紧密关连、以及中美两国对台湾制造的共同依赖,都令人担忧。
- 台湾不单只是生产中美两国军方都押注的先进晶片,也是最有可能成为未来战场的地方
第八部 晶片锁喉
- 中国已经把美国的太阳能板制造业挤出市场,难道它不会在半导体业也做出同样的事情吗?
- 欧巴马政府直到任期接近尾声才开始采取行动。2016年底,总统大选的前六天,商务部长潘妮.普利茨克(Penny Pritzker)在华盛顿针对半导体发表了一场4备受瞩目的演讲,宣称「半导体技术必须持续成为美国创造力的核心特色,以及经济成长的动力,我们绝对不能失去这方面的领导地位」。
- 晶片制造的「全球化」并没有发生,而是「台湾化」了。技术并未传播,而是被少数几家无可取代的公司垄断
- 欧巴马政府曾考虑对中兴实施财务制裁,那将切断该公司接触国际银行体系的管道,但后来选择在2016年8以另一种方式惩罚中兴:限制美国公司向中兴销售产品
- 美国半导体公司的一位高层告诉一位白宫官员一个讽刺的结论:「我们的根本问题在于,我们的15头号客户就是我们的头号竞争对手。」
50 福建晋华
- 王永铭不止复制档案,他的计划是复制美光先进DRAM晶片的机密制程
- 目前,有三家公司主导全球的DRAM晶片市场:美光及两家韩国的对手三星与SK海力士(SK Hynix)。
- 只要日本与美国政府达成协议,他们可以让任何国家的任何公司无法制造出先进的晶片。
- 几个月后,晋华的生产就14陷入停顿,中国最先进的DRAM公司就此被摧毁了。
51 对华为的攻击
- 虽然美国这番行动可能使台积电失去第二大客户,但台积电的董事长刘德音承诺,台积电不仅会遵守法律条文,也会遵守法规的精神。
- 荷兰与美国讨论以后,决定不准ASML把EUV机台销售给18中国公司。
- 腾讯与阿里巴巴等许多中国最大的科技公司在购买美国晶片或把晶片生产外包给台积电方面,并未受到具体限制。
- 中国最先进的逻辑晶片生产商中芯国际在购买先进的晶片制造设备上虽然面临新的限制,但并未因此被迫退出市场。
52 中国的史普尼克危机?
- 总部位于武汉的长江存储(YMTC)是中国NAND记忆体的领先业者。NAND记忆体是一种随处可见的晶片,从智慧型手机到USB随身碟等消费装置中都有NAND记忆体。
- 许多业界专家认为,在所有类型的晶片中,中国想要达到世界级制造能力的最佳机会,就是在NAND这个领域。
- 日媒《日经新闻》对中国晶片业做过一些非常精彩的报导,它指出,中国政府极力支持长江存储,该公司即使在封城期间仍获准继续营运。行经武汉的火车上,有专门为长江存储的员工所准备的专用车厢,让他们在封城下依然可以进入武汉。
- 一般普遍认为,中美不断升温的科技竞争,对中国政府来说有如「史普尼克危机」。这是指中国现在的情况有如1957年苏联发射史普尼克卫星后,美国担心自己落后竞争对手而大举投资科学与技术领域。
- 研究中国科技政策的顶尖专家王丹(音译Dan Wang)*1认为,美国的限制催生了政府支持晶片业的新政策,「促使中国政府追求2技术上的主导地位」。他认为,如果美国没有推出新的出口管制,《中国制造2025》会像中国以前的产业政策一样,只是浪费大量资金罢了。但现在由于美国施压,中国政府可能会为中国的晶片厂商提供更多的支持
- EUV机台是由许多部分组成的,那些组件本身就是极复杂的工程挑战。光是复制EUV系统中的雷射,就需要辨识及组装457,329个部件。
- 跟表面上的说词不同,中国其实并没有追求一个完全在国内的供应链。中国政府知道那根本不可能。中国想要的是「非美国的」供应链,但由于美国在晶片业有强大的影响力,再加上其出口法规的治外法权,想打造一个非美国的供应链也是不切实际(除非是在遥远的未来)。
- 中国企业也积极接纳RISC-V,因为他们认为RISC-V在地缘政治上是中立的。2019年,负责管理该架构的RISC-V基金会就是为了中立,而把总部7从美国迁到瑞士。
- 阿里巴巴等公司已经在设计以RISC-V架构为基础的处理器。
- 据估计,在整个晶片业,中国制造占全球产能的比例,将从2020年代初期的15%增至92030年的24%,在产量上超过台湾与南韩
- 一位高管告诉《日经新闻》,在长江存储,「获利及上市不是首要之务」。该公司是专注在「打造中国自己的晶片,10实现中国梦」。
53 短缺与供应链
- 2020年,就在美国开始对中国实施晶片锁喉策略,切断中国一些领先的科技公司取得美国晶片技术的管道时,第二个晶片锁喉点开始掐紧了世界经济的部分领域,某些类型的晶片变得难以取得,尤其是广泛用于汽车的基本逻辑晶片。
- 台湾的非凡崛起让我们看到,一家公司有远见、有政府资金的支援,如何改造整个产业。
- 三星集团创办人的孙子李在镕因贿赂罪而入狱服刑,2021获假释出狱。韩国司法部的释放理由是6「经济因素」,据媒体报导,这些经济因素中也包括预期李在镕会为三星做出重大的半导体投资决策。
- 台湾政府仍积极保护其晶片业,一般普遍认为这是台湾在国际舞台上最大的筹码。
- 台积电打算在2022年至2024年投资逾1000亿美元来升级技术及扩大晶片产能。这些资金大多会投资在台湾,但台积电也打算升级位于中国的南京厂,并在美国的亚利桑那州开设新厂。不过,这两家新厂都不会生产最先进的晶片,因此台积电最先进的技术仍将留在台湾。
- 日本正提供台积电巨额补贴,让台积电与索尼合作设立一家新的晶片制造厂。在盛田昭夫等高管退休后的几十年间,日本失去了许多晶片制造事业,但索尼仍保有一个规模可观、获利丰厚的事业,生产可感应图像的半导体,这种半导体用在许多消费装置的摄影镜头中。
- 日本政府担心,晶片制造要是持续外移,日本在供应链中仍有强势地位的环节(例如机台与先进材料)也会转移到国外。
- 在制造晶片方面,美国目前是落后的。美国制造先进晶片的主要希望是英特尔。
- 台积电计划在亚利桑那州设厂,三星则是在德州的奥斯丁附近扩厂。这些晶圆厂的设立,有部分是为了安抚美国政客,但它们也将为国防与其他关键的基础设施生产晶片,美国比较希望在国内制造这些晶片。然而,台积电与三星都打算把绝大部分的产能及最先进的技术留在自己国内。即使美国承诺补贴,也不太可能改变这点。
54 台湾的两难
- 解放军已经证明自己可以从中印两国争夺的边境上夺走喜马拉雅山峰,但是要夺走全球最复杂的工厂,里面又充满爆炸性气体、危险化学品、全球最精密的机器,那完全是另一回事。
- 解放军的实力愈强大,美国冒着引爆战争的危险去保护台湾的可能性愈小。如果中国试图对台湾施加军事压力,美国比较可能考量两国的军力对比,最后得出不值得冒险反击的结论。
- 台湾生产全球11%的记忆体晶片,更重要的是,台湾制造了全球37%的逻辑晶片。
- 后新冠疫情时代的半导体短缺提醒了我们,不止手机与电脑需要晶片而已。飞机、汽车、微波炉、制造设备——所有类型的产品都将面临可怕的延误。
- 现在的我们展望未来5年,目光会聚焦在建立5G网路与元宇宙,但万一台湾停摆,我们可能连洗碗机也很难买到。
- 最近一项研究分析了俄罗斯在叙利亚的战争,结果发现,高达95%的俄罗斯武器是13无导引的。俄罗斯在攻击乌克兰几周后就面临巡弋飞弹短缺,这有部分是因为俄罗斯的半导体业状况不佳。
- 根据美国情报机构的说法,连国防等敏感领域,俄罗斯的工厂也采取规避策略,例如把原本用于洗碗机的晶片16部署在飞弹系统中。
结语 不只建构历史,也将塑造未来
- 制造最先进逻辑晶片的晶圆厂,成本是兴建航空母舰的两倍,而且只能暂居领先地位两三年。
- 如今电晶体的价格远远不到1958年价格的百万分之一,这要归功于一位如今大家已遗忘的快捷半导体员工的精神,他在离职问卷上填写的离职理由是:5「我——要——去——赚——大——钱。」
- 研究人员甚至认为,我们正看到「电脑这种通用技术的衰颓」。他们认为,运算的未来将分成两类,一类是「快速」应用程式,使用强大的订制晶片;另一类是「慢速」应用程式,使用升级渐缓的通用晶片。