芯片战争,不是比喻,就是战争本身

PigSay 2023-05-29 阅读:1301

Chris Miller的大作ChipWar是过去一年全球最值得读的商业书籍。如今中文版《芯片战争:世界最关键技术的争夺战》问世,受腾讯科技&浙江人民出版社邀请,衣公子对话半导体产业专家冯锦锋。以书为引,冯博士分享了很多犀利、独到的观点。以此为启发,我整理成文,文责自负。

我已经厌倦了用“战争”比喻商业。

电商三国杀,互联网的中场战事,新能源汽车的突围战、XXX的背水一战……这样的比喻多了,显得乏味且枯燥。战争是如此的残酷、宏大、沉痛,远不是商业可以比拟。

唯独“芯片战争”是贴切的,甚至,这都不是比喻,芯片就是“战争”本身。

Chris Miller《芯片战争》的开头,是二战。盟军生产了比纳粹轴心国更多的钢铁、坦克、汽车,二战是钢铁的胜利。

书的结尾,依旧是战争,乌克兰。战争,已经从钢铁迈进了芯片。

2022年2月,全球分析一边倒地认为,军事第二强国会迅速结束这场实力相差悬殊的对抗。然而,事实相差千里。

爆冷的原因,是芯片。现代战争已经不再比拼谁的炮弹更多,而是比拼谁的炮弹更准。西方送来的标枪反坦克导弹,在战场立下大功,靠的就是全身200多个半导体芯片,只要一个步兵简单的操作,就能精准打击敌人坦克。

俄罗斯是传统的军事强国,但是芯片产业极差,不是“卡脖子”,而是根本没脖子。根据叙利亚战场数据,俄90%的炮弹都没有精确制导。现在,面对西方联合禁运,甚至拆下洗碗机里的芯片,装进导弹里。

芯片正在决定战争,不仅是武器的精确度,还有以芯片为基础的信息技术,包罗万千的情报网络,更强算力的自动化和信息挖掘,更及时、准确、智能的指挥系统。

欢迎来到芯片战争,战争的胜负已经不是一个个炮火连天血肉模糊的战坑,而是一颗颗在几纳米间隙线路里电闪雷鸣的晶圆。

01

罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)、杰克·基尔比(Jack Kilby),要感谢苏联。尽管发明集成电路的他们是美国人。

诞生之初的集成电路太贵了。这是由最聪明的头脑,用最细致的操作,焊接出的最精密的元器件。售价高达1000美元,几枚芯片,就够买一辆最新款的凯迪拉克。贵到离谱,无人问津。

个人奋斗,真是赶不上历史进程。1957年,苏联发射了人类第一颗人造卫星Sputnik。想到俄罗斯的机器每天从全美国人头顶飞过,整个美国陷入深深的恐惧。不久,苏联宇航员加加林成为第一个进入太空的地球人,美国彻底急了。谁控制了太空,谁就控制地球。美国上上下下达成共识,不惜代价投入太空竞赛。

和苏联的军备竞争,成了美国科技界的一场甘霖。

集成电路把多种元件放在单一硅片上,再用平面工艺将它们连接起来,从而降低电路的尺寸、功耗。这一点,在地球上优势不大,却是寸土寸金的宇航器急需的。为此诺伊斯创立的仙童公司获得阿波罗计划的大订单。昂贵且高级的芯片终于卖了出去。仙童从“八叛将”工程师的初创公司,转眼变成1000名员工的大公司,两年后销售额从50万美元变成2100万美元。

先有仙童,后有硅谷。仙童是硅谷的黄埔军校,几乎每一家创业公司都有仙童基因。乔布斯说过,仙童就像蒲公英,风一吹,创业精神的种子就会四处飘扬。

提起阿波罗计划,很多人只知道是人类登月的壮举。很少有人知道,正是这个计划盘活了刚诞生的芯片产业。

同样被军方大订单眷顾的,还有德州仪器(TI)。基尔比的集成电路被装进“民兵Ⅱ号”导弹,订单接到手软。除此之外,还有一件更重要的事,在美国军方的支持下,TI完成了芯片行业重要的跃迁——光刻生产。

因为阿波罗计划、民兵Ⅱ号导弹的需求,集成电路的产量从一年几十块,迅速增加到一年几千块、几万块。这下生产跟不上了,这种精细的电子产品,之前都是由经验丰富的工程师小心焊接,像欧洲奢侈品一样百年老店,手工打造。

但是,怎么大规模生产呢?

军方资助TI进行研究。莱丝罗普,曾经在美军研发导弹,现在是TI的工程师。他从显微镜找到灵感,发明了现在人尽皆知的光刻技术。解开了生产难题,芯片加速机械化,小型化。

美国军方,既扮演大金主买买买,又资助企业搞研究,突破生产瓶颈。简直是一把屎一把尿地把芯片行业从婴儿拉扯为能走路的小孩。

反过来,芯片行业的崛起,也给美国国防部打开了思维。战争不再是比肌肉,而是比脑子。美军突然发现,不用再和苏联比拼谁的火箭、导弹、核弹头更多更猛,而应该通过芯片,提高武器打击、情报整合、无人化自动化,从而抵消对手在数量上的优势。史称“抵消战略”。

信息化战争,在90年代的海湾小试牛刀,在2022年的欧亚大陆一锤定音。

强壮的北极熊不知作何感想。当年冷战秀肌肉发卫星,却催生出一个叫做芯片的产业。芯片又将战争提升到一个崭新的维度,反过来重塑俄罗斯人的历史。

02

先进技术的早期,往往高级且昂贵,日常生活根本用不到。直到军方喊出周星驰电影的经典台词:我养你啊——

整个60年代,美国政府购买了仙童和TI所有的集成电路。到1975年,政府采购还占芯片行业的70-80%。

也不能靠阿波罗计划、民兵Ⅱ号导弹们养一辈子。芯片战争需要国家和市场的紧密配合。很快芯片就遇到了最合适的场景——计算机。而芯片和计算机的金玉良缘,依旧是国家/军方做了红娘。

除了芯片,美国军方还采购了人类第一台计算机,用于弹道计算——电子管通用计算机ENIAC。

美国军方的亲密伙伴IBM有了灵感。从国防部旗下的DARPA挖走了冯·诺依曼博士,研发出了人类第一台商用计算机。

不久,乔布斯发明个人电脑。芯片和计算机,从军用,进入商用,再进入民用,驶向星辰大海。苹果、Intel、AMD、英伟达,粉墨登场。TI的张忠谋后来创办台积电,开创芯片代工,行业再次革新。

这段商业争霸,后人津津乐道。只是很多人不知道,没有美国军方投入20多年,就没有这些商业传奇。当商业明星耀眼,国家极度克制,不抢风头,让他们自由竞争。但也不是彻底不管,而是去了幕后,搞基础研究。国防部的DARPA长期资助一项叫做Fin-FET的技术研究。

摩尔定律几次走到尽头,最悬的一次,是因为二维平面到了极限——就那么大的地儿,线路拥挤已经到了极限。这时候被国家孵化许久的Fin-FET技术拿出来,台积电等企业接过去继续搞,完成临门一脚,芯片设计由2D提升到3D,摩尔定律又被打开。

03

芯片战争的开局美国就建立了绝对的优势。1975年,TI、Intel、仙童包揽世界前三。美国半导体,在美国市场的份额是98%,在欧洲市场是78%。

但是有一块疆土,针插不进水泼不进——日本。美国芯片公司在日本市场占有率只有10%。剩下的90%都是日本本土企业。

原因就在于日本政府的强力保护政策。

70年代,日本政府发起极大规模集成电路攻关计划(VLSI),一共六个方向,四个搞设备、一个搞封测、一个搞材料。不久,日本半导体崛起,在国际市场上,反超美国半导体企业。Intel被干得差点倒闭,索性放弃了DRAM产业。

这时,美国以国家身份介入,政府牵头成立半导体制造技术联盟(Sematech),同时外交层面,向日本施压。

最好的时代注脚,应该是这样一个场面。时任美国国防部长Caspar Weinberger在美国电子协会(AEA)讲话,为Sematech背书,说道,(芯片)作为国防基础的科技创新,如果建立在依赖于其他国家的基础之上,无论该国有多么“友好”,对美国而言都是不可承受的。

1986年,《美日半导体协议》签署,日本被要求开放半导体市场,保证5年之内国外公司在日本获得20%的市场份额。再后来,“广场协议”生效,日本泡沫被刺破,进入“失去的十年”。

大战之后的世界,第一,日本彻底放弃芯片主导权。从此偏安上游,在半导体设备、材料领域当隐形冠军,小而美,当芯片帝国安安分分的打工人。第二,韩国得利,在美国扶持下和日本竞争,互相牵制。第三,美国建立无法被挑战的霸权。1993年,美国半导体出货量重返第一,随后,就不再追求数量。而是凭借主导权,牢牢掌控芯片生态、工业软件、关键设备和材料、下游应用等关键环节。

至此,芯片帝国定型。

04

30年前,狙击日本。30年后,围堵中国。

两场战役,有高度相似的地方。比如,都是作为世界第二大经济体,凭东亚人的勤勉和内卷,由政府统筹,向芯片发起冲击。也都是从下游的消费品切入,80年代索尼收音机,2010年代末的华为手机,抓牢关键产品重构芯片产业链。

冯锦锋博士提醒我,更要重视的地方,是两场战役的不同——战争爆发的时候,日本已经是芯片强国,1985年,日本半导体登顶,全球占比45%(美国43%)。最鼎盛的时候,世界前十大半导体企业,六家是日本的,而且由日本NEC、Toshiba、Hitachi包揽前三(作为对比,1975年世界前三是美国TI、Intel、仙童)。

而中国在遭遇战斗的时候,还是芯片弱国。根据IC insights的数据,中国大陆的集成电路只占全球市场的区区5%。在细分的设备、材料、设计、制造、封测,中国大陆有几家不错的企业,但是没有任何一家类似80年代日本一样的世界顶级企业。

更进一步说,80年代打日本,是因为日本是“芯片帝国”的竞争者,抢钱抢利润,所以收拾你。而30年后围中国,中国芯片距离动摇“芯片帝国”还有很远的距离,恰恰相反,中国还是“芯片帝国”最大买方,送钱送利润。更直白的说,遏制中国芯片,背后的原因是对“战争”的想象。

芯片不是普通的商战。就《芯片战争》和冯博士交流后,这是我最大的感触。这包含两层深意,芯片历史的每一次转折都是以战争为假设,反过来,芯片的进步又决定了当代战争。

美日芯片战,日本注定屈服,原因很简单,日本有美国的驻军,因此注定只能附属求全。

美国组织Chip4联盟(美国、韩国、日本、中国台湾)针对中国,并不包括荷兰。美国要求三星、台积电去美国建厂,但是却没有强迫ASML去美国建厂。你知道为什么吗?

同样是因为战争假设。中国的军事影响力到不了欧洲的荷兰,发生任何极端情况,ASML都可以给美国供货,但是,伴随中国强大,在美国看来中国大陆周边都“不安全”。

在俄乌,芯片以可见的形式塑造战争。在国际博弈里,芯片也是看不见但是重量十足的筹码。

中国台湾地区领导人曾经在《外交杂志》(Foreign Affairs)发过文章,说台湾有“硅盾”。意思是,全世界高端芯片几乎都在台湾生产。这些芯片对全球经济生活不可或缺,因此全世界都会关注并且守护台海的和平,这就是“硅盾”。

“硅盾”让那些想在台海动坏脑筋的人投鼠忌器。但是如今,美国只顾自己供应链安全,强迫台积电美国建厂。显然,守护和平的“硅盾”,像一叠筹码一样,被搬走了。

再比如,美国以“实体清单”限制中国企业接受军需订单。

很多人以为这只是为了限制战略对手的军事实力提升。但是有了芯片战争的思维,你会看到另一层含义,这是在切断一个国家科技创新的良性循环。

因为纵观美国的芯片历史,或者说所有科技创新都延续这样一个循环:军用,不计成本的投入,再成长到商用,找到场景,最后进入民用,蓬勃发展。

尽管好评如潮,《芯片战争》还是遭到非议,最大的一点在于Miller不是芯片从业者,翻一翻他以往的著作,主题是中俄经济,俄罗斯经济政策史,因此批评家说Miller写芯片史不专业。我和冯博士都不同意这样的批评,在我们看来,芯片战争根本不需要一位工程师来作编年史,而正需要一位历史学家,用宏大的视角,为我们揭开芯片背后的国家斗争史。

中国毕竟不是80年代的日本,不会投降,5%的份额也意味着退无可退。而已经在芯片登顶过的日本,早已在设备、材料领域打下基础,也是现在的中国远远不具备的。

对中国芯片来说,注定是艰苦的一战。只不过,之前几年的打压,是丧气。到了现在,反而应该兴奋了。这就像一百年前,满目苍夷的华夏大地不得不救国存亡,马先生送来的一句话:失去的只是锁链,获得的将是整个世界。

最强的对手,往往也是最好的老师。

战争是外交的形式,是内政的延续,所以要先做好自己的事。战争不是厮杀和牺牲,更重要的是耐心和等待。

很多人只看到美国芯片法案向企业发出527亿美元的巨额补贴。但是却忽视了,法案还宣布未来几年提供约2000亿美元的科研经费支持。这才是真正的题眼。

芯片战争宏大而深刻,但是剥开内核,其实就是这样几件事:国家坚定扶持,市场决出巨头,国家市场各司其职,高度重视基础研究。