——读《芯片战争:世界上最关键技术的争夺战》
◎徐 瑾
没有人否认21世纪是一个科技时代。当我们回顾令人生畏的科技产业时,我们看到了什么?无论是苹果、谷歌、Facebook,还是腾讯、阿里巴巴、百度、拼多多,这些科技巨头提供的产品背后都是基于一个小物体-芯片,或半导体和集成电路。
芯片是如何诞生的?如何成为科技的主流?商业和政治在芯片周围扮演了什么角色?《芯片战争:世界上最关键的技术之战》一书讲述了芯片是如何诞生和改变世界的。这本书的作者是美国塔夫茨大学的克里斯·米勒。这本书描述得当,语境清晰,不仅为读者梳理了芯片的历史,也为其未来的发展趋势提供了多维的思考。
计算机语言只有0和1,无数0和1的组合构成了无数的代码,通过由多个晶体管组成的电子开关进行处理和存储,由晶体管组成的网络是芯片。芯片能做多小,每个芯片能否尽可能多地放置晶体管,形成现代技术的标杆。1961年,著名科技公司仙童发布的最新产品“微逻辑”可以在芯片上嵌入四个晶体,代表了当时芯片行业最先进的技术水平。今天,100多亿晶体管可以放置在台积电为苹果生产的芯片中。
晶体管数量增长的规律早就在芯片上被发现了。1965年,仙童公司的联合创始人戈登·摩尔总结了一条规则,即晶体管和其他可以安装在每个芯片上的部件每隔一段时间就会翻倍。这就是大家后来熟悉的摩尔定律,即微处理器的性能每两年翻一番左右,价格下降到之前的一半。摩尔后来成立了著名的英特尔公司,改变了芯片行业的地图。芯片行业呈指数级增长似乎没有尽头。如今,芯片行业生产的晶体管数量已经超过了人类历史上所有其他行业产品的总数,人类的命运似乎已经在芯片世界中传输、定义和重写。
作者在书中说:“我们通常很少想到芯片,但芯片创造了一个现代世界。所有国家的命运都取决于他们控制计算能力的能力。”芯片是一个全球产业,它不仅是全球产品,而且塑造了全球化的外观。例如,美国的军事优势是基于芯片的军事能力,亚洲的崛起也受益于各种与芯片相关的产品。
在芯片的世界里,美国并不总是领先。20世纪60年代,在仙童发明新产品时,苏联天才科学家也注意到了半导体发展的重要性。当时,美国中情局认为,美国晶体管的数量和质量只比苏联领先2到4年。当时美国的硅谷还没有出现,苏联还在莫斯科郊区建立了一个专门研究和生产半导体的城市。1974年,日本政府制定了“超大规模集成电路计划”,投资720亿日元,整合国内、学习和研究资源。结果,它只花了6年时间就赢得了美国30%的内存市场。20世纪80年代,日本半导体的性能优于美国,错误率更低,更便宜,对美国构成了巨大威胁,成为两国贸易战的重要焦点。
20世纪90年代,作为芯片行业的重要基础,美国也失败了,最终允许荷兰阿斯麦在美国攻击城市,甚至批准阿斯麦在2001年收购最后一家大型光刻机公司硅谷集团。2000年以后,随着技术的进步,美国制造芯片的成本越来越高。如今,硅谷新一代半导体企业家并没有控制芯片制造的关键环节——晶圆厂。晶圆是制造芯片的原型硅片。芯片制造的主流模式是美国公司负责芯片设计,生产外包给台积电等公司。
芯片不仅与硅谷有关。芯片本身就是一个全球化的故事,它的设计、生产、制造和销售已经成为一个全球化的网络,整个供应链的形成需要许多国家和地区的合作。例如,中国台湾芯片行业提供了全球37%的计算能力,韩国的存储芯片占全球44%,荷兰阿斯麦生产了全球100%的光刻机。当然,这背后也依赖于全球再分工。例如,最先进的光刻机大约需要来自不同国家的457329个零件。如今,芯片行业四分之一的收入来自手机。比如熟悉的iPhone,每一代新款都有最先进的处理器芯片,这也是新手机的主要成本。但苹果根本不生产芯片,负责设计iPhone处理器,然后购买其他公司生产的芯片。
然而,无论如何解释分工,几乎每个芯片似乎都与硅谷有关,或与硅谷的设计和投资有关。在全球芯片产业发展的道路上,政策一直存在不确定性。当地缘政治与全球竞争有关时,政治将干预业务,相关公司和行业的发展与政治密切相关。然而,当地缘政治缓和时,芯片行业的公司会远离政治,倾向于认为自己是商业公司。有趣的是,国际地缘冲突也给一些边缘公司带来了成为巨无霸的机会,比如荷兰主导的光刻机市场和韩国三星的增长。
就像石油一样,芯片是当今世界生存的稀缺资源。回顾半导体产业的整个发展历史,小芯片奠定了人类信息时代的基石,改写了一些国家和地区的命运。在芯片诞生和发展的历史过程中,企业家人才、科学家智慧、商业游戏、地缘政治和国际经济纠缠在一起,形成了另类的人类科技历史。
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