芯片戰爭：世界最關鍵技術的爭奪戰（財之道叢書）

前些日子，我想找芯片知識的書籍，想起有一本很有名的暢銷書，叫做《芯片戰爭》。 搜索發現，《芯片戰爭》居然不止一本，而有兩本書都叫這個名字。 《芯片戰爭》，餘盛（華中科技大學出版社，2022） 《芯片戰爭》，[美]克里斯·米勒（浙江人民出版社，2023） 一本是中國人寫的，另一本是美國人寫的。我都讀了，下面就是簡單的讀後感。 爲了便於區分，我把中國人寫的那本稱爲"國人版"，美國人那本稱爲"老美版"。 這兩本書的內容，都是芯片行業的發展史。讀完以後，我的最大感受是，它們可以幫你瞭解芯片歷史，但是幫不了你瞭解芯片知識。 因爲它們不是科普圖書，更不是技術圖書，而是經管圖書。 我有點後悔，沒查一下作者背景。讀了才發現，這兩個作者，都不是芯片行業人士，甚至不是科技從業者。 國人版的作者是會計系畢業，後來在食品公司工作，他的上一本書寫的是糧油貿易。 老美版的作者是政治系畢業，現在是大學教授，專門研究地緣政治，上一本書寫的是俄羅斯歷史。 可想而知，這樣的作者寫芯片行業，不會有深入淺出的技術分析，只會關注商業經營層面。 事實上，國人版的內容，不客氣地說，全部都是從新聞報道蒐集整理而來，編輯成一個個故事，完全是商戰書籍。 老美版相對好一些，作者採訪了一些當事人，有第一手資料，內容條理比較清楚，更像一本商業歷史書。 雖然我對缺乏技術講解挺失望的，但是我認爲，這兩本書還是能帶給讀者收穫。 很多內容我以前就知道，比如晶體管是怎麼來的、集成電路的發明人之爭，但還有不少事情是這次讀了才知道。 國人版有一個專門的部分，介紹中國芯片發展史，收集了很多相關材料，我還沒在其他地方見過，比如江上舟的故事、張汝京的故事、漢芯造假事件、從武漢新芯到長江存儲等等，內容詳細，帶給人很多衝擊。 老美版的優點，前面說了，有第一手材料，站得比較高，按照編年史順序，以人物故事的形式，理清了行業的發展脈絡。雖然作者的專業是政治學，但總體上沒有加入政治觀點，寫得比較中性客觀。 我的結論就是，如果你單純想了解芯片行業的基本歷史，可以讀老美版；如果還想了解國內芯片行業的歷史，可以讀國人版。

很詫異，這本書的評分居然比國內的那本要低，明顯這本書的高度，格局和數據都比那本要高。 本書需要一點點對半導體行業的瞭解，如果一無所知看起來會有點雲裏霧裏，中國的芯片開始並不落後，那怎麼就落後了呢？需要從全球化的角度，大國博弈的角度，商業化規模化的角度去看待，不能待在自己的民族自豪裏，只看自己這一路經歷多少苦難，取得了多大成就，放在全球的角度，我們落後的恐怕不止十幾年。 看完了本書，建議再看一次萬維鋼的序，說的這三個問題都很切實際。造芯片不是造原子彈，傾盡國力造一顆原子彈可以保幾十年太平，但傾盡全力造芯片就是本末倒置了，不是應不應該的問題，而是不可能的問題，芯片是一個不斷前進的事物，不是有了就可以安穩的鎮宅之寶。芯片行業的殘酷在於，一步落後，十步都追不上來，到處都是分岔路，一不小心走錯一步就是一條死路。半個世紀以來，美國，日本，韓國，臺灣，大陸多少公司“死”在了沙灘上。 芯片的背後也是大國博弈，全球格局的劃分，而不是自給自足，豐衣足食。美國對芯片行業的控制不是僅美國一個國家，而是美國的整個同盟和背後巨大的知識產權的優勢。本書中很大一部分再講越南戰爭和海灣戰爭，越南戰爭是全世界第一次見識到芯片的厲害，精確制導可以這樣的精準打擊。海灣戰爭是戰爭史上的一個轉折點，本以爲至少半年的戰爭，幾個小時兵不血刃的就結束了，世界從此進入了芯片時代。 本書不是隻寫給中國讀者看的，想知道大陸芯片的發展史可以移步另一本《芯片戰爭》。如果你想知道半導體芯片到底是個什麼行業，中國現在到底位於什麼位置，光刻機到底搞還是不搞，本書可能會幫助你更多。 從大學時期第一次見到8個金屬腳的芯片，到第一次接觸FPGA編程，到使用ADI TigerSHARC101做發射機，到看到生產線上的65nm酷睿雙核，還記得當時的國內宣傳語是“冷酷到底”（沒錯，代言人進去了），經歷最大規模的新產品整合Broadwell 14nm，到聽專家給我們講到納米數再降就會發生電子遂穿，從i3，i5，i7到現在根本都不知道CPU的名字了。我自己都覺得每次都要好努力才能不被out，每次都湧入了大量的新知識。每一次帶訪客逛生產線，看到各類精妙絕倫的機器工作時就會聽到不斷的“哇哦”“oh my GOD”“Amazing！”“Cool！”，我也會被震撼。 伴隨着這個行業，我走入中年，這個行業仍然見血封喉，不死不休，我可能真的追不上了。

一、製造芯片的關鍵節點包括： 1.設計軟件，屬於美國 2.ARM架構，原本屬於英國，現在被日本收購 3.原材料：超純的硅片和的特殊氣體，只能從日本進口 4.光刻機：一家日本公司、三家美國公司和一家荷蘭公司，最高端、達到極紫外光波段的只有ASML 5.封裝和測試：東南亞 6.安裝：中國 二、芯片產業在美國最初的發展過程： 1.技術領先於市場需求：先有了物理學家單槍匹馬在半導體上的突破，甚至一開始都不知道有什麼用，纔有了後面的應用市場。 2.美國軍方的支持至關重要，但不是包辦：軍事總是要用最先進的東西，無論是技術還是管理，軍隊應該是最先進的組織。軍方只是提供支持，並沒有尋求掌控，高科技公司保持着獨立性，最終堅定地以民用爲本，才讓先進技術普及開來。 3.發展的過程充滿意外：發明半導體的肖克利並不知道怎麼經營好一家半導體公司，仙童公司取得了偉大的成就，但後來也沒跟上硅谷的步伐。每個做對了最關鍵事情的英雄，都可能在隨後犯錯……你開創的時代可能會把你拋在後面。 4.美國的創業環境極爲自由：自由帶來了一波接一波的創新。 這個過程不是計劃出來的，而是演化出來的。 三、芯片產業的三種後發模式的成敗，跟地緣政治非常有關係。 1.模仿美國：蘇聯，失敗的根本原因是已經有了第一個美國，模仿是沒有前途的。 2.加入美國產業圈，找到自己獨特的定位：蘇聯不能加入，國際政治往往優先於國際貿易。 （1）政治上：美國需要日本，東南亞需要美國； （2）經濟上：日本需要美國，美國需要東南亞。 想要發展，跟別人相互依賴比單打獨鬥容易得多，日本、東南亞和美國，美軍和芯片，都是因爲互相依賴而共同發展。 四、八十年代日美芯片大戰的三個教訓 1.亞洲模式，也就是政府主導、投資拉動、認準一個方向猛幹的增長方式，是不可持續的。 2.在舊領域跟別人拼物美價廉，沒有太大前途。要發展歸根結底只能依靠創新，創新可以是硬科技，也可以是應用。 3.創新需要政府扶持，但政府扶持的原則必須是騰籠換鳥，而不是保護落後產能：要複製有創新想法和新技術的公司。 五、光刻機 1.人類有史以來最複雜的機器，其研發過程是一個絕對意義上的跨國工程。 2.英特爾不但錯過了極紫外光刻業務的先手、錯過了手機芯片市場，而且還錯過了人工智能芯片。但如果讓你重返歷史現場，誰都未必敢豪賭紫外光刻機。生產高端芯片是一種投資驚人、風險巨大而且又十分麻煩的業務，不想幹情有可原。 六、張忠謀的一系列謀略： 1.開啓了芯片設計和芯片生產分開的“古騰堡時刻”。 2.跟ASML等上下游夥伴結盟。 3.關鍵時刻堅決投入，實現技術升級。 4.用不跟用戶競爭的原則贏得了芯片設計圈的信任，一舉成爲盟主。 七、中美競爭 1.中美是爲了安全而爭，中美兩軍的邏輯都是抵消戰略，抵消戰略的核心是AI，AI的核心是芯片。 2.補貼、市場換技術、收購海外芯片公司都不是真正的自主創新。 3.政府扶植、學習外國先進技術、全球化纔是正路。 八、卡脖子 武器化的互相依賴（weaponized interdependence）：關鍵技術上你只能依賴我，那麼我就可以控制你，用這種依賴關係對付你。 無需直接對抗，不用武裝封鎖。踢你出圈、不帶你玩，就是對你的最大打擊。 九、芯片行業的三個特點 1.只有幾個關鍵節點：美國掌握了其中大部分節點，但並不能掌控一切。美國的心腹大患在於芯片製造，需要有一個自己的芯片廠，把賭注壓在英特爾上面。 2.跟政府、跟地緣政治緊密聯繫。 3.具有脆弱性：最先進的芯片只有幾家公司可以生產，世界應該歡迎中國成爲芯片的設計者和製造者，這樣能帶來穩定的供給。 十、中國芯片應該如何破局？ 1.下策：全面追趕，試圖實現徹底的獨立自主。 亞洲模式成功的前提是以私人公司爲主、以政府爲輔。要實現全面的獨立自主，難度大得驚人，不太可能實現，就算實現了，時機晚了，也沒有商業價值。 2.中策：不追求全面掌控芯片行業，但追求減少對美國的依賴。 （1）開源：中國公司剛起步，可以用新的架構。 （2）先搞一些不是最先進的技術：中國是世界最大的芯片使用國。 3.上策：彎道入圈：掌控其中一個節點，力爭拿出幾個尖端技術，成爲其中不可替代的供應商。 防止卡脖子最好的辦法不是獨立自主，而是確保我也能卡你的脖子。被依賴，是當今世界給你最好的待遇。

算力爲王 2022年中國芯片價格的飆升讓人印象深刻。對於“芯片”——這個嵌入手機、電腦、汽車、家用電器、生產設備中的關鍵器件，我們知之多少？它是如何誕生的？是如何被生產出來的？又是如何深遠的影響着我們的社會的？ 芯片最初的構想源於半導體的一個特性，科學家發現通過給硅片施加和移除電場，可以打開和關閉硅片上的電子流，從而製造出一個晶體管或稱作電子開關。用這個電子開關替代老式計算機中的真空管，可以大大優化計算機的體積、降低功耗、提高穩定性。 開始時，衆多的晶體管和電子器件之間是通過導線連接的，穩定性差，爲了改進，基爾比想到了將它們內置在同一塊硅或鍺板中，基爾比稱他的發明爲“集成電路”即芯片。後來萊思羅普在通過顯微鏡觀察晶體管時，意外萌發了將顯微鏡倒置使用的創意，藉助光刻膠可以把一個大圖案“印”到半導體細微的局部，實現對半導體蝕刻的規模生產。這兩項發明徹底改變了芯片的未來。 從此科學家和工程師們追求更小、更可靠晶體管的努力再也沒有停止過。最初的集成電路上只有四個晶體管，而如今蘋果iPhone 12手機中的一個A14處理器就含有118億個微型晶體管，是不是被震驚到了！ 經過多年觀察，戈登·摩爾在1956年提出了那個著名的，至今仍然影響我們社會的“摩爾定律”，該定律預測集成電路上可以容納的晶體管數目大約每經過18個月到24個月便會增加一倍。換言之，處理器的性能大約每兩年翻一倍，同時價格下降爲之前的一半。 沒錯，除了科技的進步，這裏還暗含了一個巨大的利潤空間，這纔是推動科學家和工程師不斷改進提升晶體管性能的源動力。在過去半個世紀裏，晶體管成本下降十億倍，正是這樣的降本技術革新成就了當今的 “大科技”。 美國西部舊金山灣區南面，是最早研究和生產以硅爲基礎的半導體芯片的地方，因此得名硅谷。最初的芯片95%供應了NASA（美國國家航空航天局）和美國軍方。先進算力的加入迅速提升了美國科技軍事力量，藉助算力和傳感器，冰冷的鋼鐵武器變爲智能精準的打擊工具，憑此美國扭轉了軍備競賽中與蘇聯的位置，後來的海灣戰爭成爲美國先進武器的試驗場，也驗證了智能武器的威力，《紐約時報》的一篇頭條寫道：“這是硅片對鋼鐵的勝利。” 儘管軍事和太空計劃對仙童半導體公司的早期成功至關重要，但仙童的創始人羅伯特·諾伊斯卻堅信芯片應該有更大的民用市場，爲此他拒絕了很多軍方訂單，保持研發決策的自主權，並積極的降低芯片價格，最終打開了個人計算機這個超級巨大的民用市場。 正是在世界對算力巨大需求的推動下，爲了進一步降低成本，美國芯片公司佈局全球尋找低成本的代工廠。形成以美國爲中心的供應鏈網絡，日本和亞洲四小龍藉此崛起。張忠謀和他創辦的臺積電更是在其中獨樹一幟，成爲技術最先進的專業代工廠，張忠謀還承諾臺積電只製造芯片，永遠不會設計芯片，從而成爲全球所有芯片設計師最可靠的合作伙伴。 除了經濟利益的驅動，美國政治策略在其中也起了很大的作用。日本是美國太平洋政策的基石，支持日本作爲一個科技大國復興，幫助日本重建經濟，同時將日本與美國主導的體系捆綁在一起，讓日本成爲晶體管推銷員是美國冷戰戰略的核心之一。 但令美國沒想到的是，日本芯片產業在日本政府的大力支持和低廉的資本環境下迅速壯大，到20世紀80年代，日本的芯片產量已超過美國，並且性能更好，日本還提供了全世界70%的光刻設備。硅谷面臨史上最嚴重的競爭壓力，爲此他們訴諸美國政府進行干預。 而硅谷真正的復興源於對芯片核心技術的創新和深度挖掘，以及將更多的生產外包到中國臺灣和韓國提高競爭優勢。而同期的日本因廣場協議簽訂後日元的大幅升值，國內泡沫急劇擴大，特別是房地產泡沫的破滅從而進入了經濟長期停滯狀態。 芯片創造了現代世界，決定了國際政治的形態、世界經濟的結構和軍事力量的平衡。各國的命運取決於它們駕馭算力的能力。但隨着物理極限的臨近，摩爾定律是否將走到終點，量子芯片是否會替代硅基芯片，讓我們拭目以待。 拋開經濟政治利益，算力正已驚人的速度不受控制的迅猛增長，極速增長的算力將會把人類帶往何方？那個讓馬斯克也畏懼的AI的未來是否會真的到來？！

2025年7月 ︳讀書筆記：『芯片戰爭：世界最關鍵技術的爭奪戰』（【美】克里斯·米勒） 第一部分 美國擁有將芯片供應鏈武器化的獨特力量 ·制裁中興 ·制裁華爲 ·美國遏制我產業發展的三大手段 ·芯片產業的全球化與遏華 第二部分 芯片產業發展簡史 一、起源：芯片的誕生 二、光刻技術和摩爾定律 三、產業分工：芯片設計與芯片製造相分離 四、產品細分：當今各大芯片企業 #美國擁有將芯片供應鏈武器化的獨特力量 美國推行與中國的“脫鉤斷鏈”突出表現在貿易和科技領域，芯片是重災區，同時涉及貿易和科技領域——如果不能有效破局，芯片貿易的排華將會阻滯中國的科技進步。 我國是全球芯片第一大市場。2023年全年，我國進口約3500億美元的芯片，超過同期石油的進口金額（約3400億美元），實際上，在2000以來的大部分年份裏，中國進口芯片的花費都超過石油。 芯片的產業集中度非常高，爲數不多的公司掌控了整條產業鏈，若干關鍵節點的技術壁壘高，難以被複制，芯片技術的馬太效應還在使市場份額繼續向優勢企業集中。芯片設計軟件依賴三巨頭楷登、新思和明導，荷蘭公司阿斯麥製造了全世界100%的EUV光刻機，臺灣地區生產的芯片每年提供全球37%的新計算能力，全球最先進的邏輯芯片都是由臺積電和三星製造的，韓國的三星和SK海力士在DRAM存儲芯片市場份額約佔70%。關鍵節點越少，意味着產業鏈的可控性就越強，而這股控制力來自美國。硅谷之所以叫硅谷，是因爲這裏是半導體的發源地。 美國對芯片產業的控制力極強。楷登、新思均爲美國企業。明導雖被西門子收購，但總部仍位於美國俄勒岡州。阿斯麥需要依靠其位於美國聖地亞哥的子公司西蒙（2013年收購）爲其EUV光刻機提供不可替代的光源，EUV光刻機所需的其他很多關鍵零部件也都依賴美國的技術或設備。芯片製造能力雖然不在美國本土，但都在美國的親密盟友手中（臺灣、韓國）。此外，美國的應用材料、泛林、科磊等寡頭企業生產不可替代的機器設備，比如在硅片上沉積微觀薄層材料或識別納米級缺陷的工具等。美國通過限制這些公司的產品出口，可以掐斷世界上任何地方芯片設計商或製造商的活路，而另起爐竈打造平行產業鏈，在中短期內幾乎是不可能的。 在芯片產業“卡脖子”這件事上，美國有很多牌可以打。 ·制裁中興通訊：中興是中國國有企業。2016年，美國製裁中興，手段主要是限制中興通訊使用從美國出口的產品，這打中了中興的“七寸”，因爲中興高度依賴自美國進口的部件，尤其是美國芯片。2017年，在正式實施制裁之前，中興與美國政府簽署了協議，支付了罰款，出口限制隨即被取消。2018年，中興通訊違反協議條款，制裁重來，中興購買美國芯片等產品的鏈條再次被切斷，不過中興很快支付了另一筆罰款以換取貿易繼續。 ·制裁華爲：華爲一直被美國安全部門視爲挑戰，因爲事關軍事領域安全。2018年起，針對華爲的制裁開始。首先，美國禁止向華爲出售美國製造的芯片，不過考慮到世界上大部分的芯片都是在臺積電製造的，所以這項打擊並不致命。2020年，制裁進一步收緊，美國商務部宣佈限制將任何使用美國技術製造的產品出售給華爲，從產品出口限制升級爲技術出口限制，對華爲的打擊作用驟然顯現，沒有美國的製造設備，臺積電無法生產芯片，沒有美國的設計軟件，華爲也很難設計芯片，即便是中國本土的芯片製造商中芯國際，也廣泛依賴美國的技術，如此一來，華爲被卡住了脖子。此後，華爲被迫剝離其手機和服務器業務，因爲這二者無從獲得必須的芯片。 中國沒有采取任何行動過來報復，因爲中國不具備芯片產業鏈主權，在關鍵環節的市場份額也都很小。中國在龐大的消費市場這張被動牌之外，主動牌很少。 ·除了直接制裁中國的目標企業外，美國還採取了一系列其他措施。 一是建立排華芯片聯盟。2021年，美國、歐洲、日本、韓國、臺灣的64家公司宣佈成立“美國半導體聯盟”（SIAC）。2022年，拜登政府提議美日韓臺建立“芯片四方聯盟”（CHIP4）。此外，美國還向日本、荷蘭施壓，要求限制對中國的芯片貿易。 二是針對中國的貿易和投資限制。去年8月，美國總統拜登發佈行政命令，限制美國企業投資中國高新科技產業。今年9月5日，美國商務部宣佈與國際合作夥伴達成共識，加強對先進芯片產品和技術的出口管制，目標針對中國。9月6日，荷蘭政府宣佈進一步收緊對中國出口光刻機的限制，新措施還將限制阿斯麥DUV光刻機對中國的出口。 三是強化產業扶持。2022年，美國出臺《芯片與科學法案》，提供約527億美元的資金補貼和稅收等優惠政策，吸引各國芯片產業轉移到美國，同時限制接受美方補貼和優惠政策的公司對中國投資。今年8月6日，美國商務部宣佈計劃向SK海力士提供高達4.5億美元的撥款及5億美元貸款，資助其在印第安納州建設先進芯片封裝工廠及人工智能研發設施，上述工廠將爲美國創造1000個就業崗位，並彌補美芯片供應鏈的空白。 ·芯片產業鏈的全球化始於亞洲的組裝和測試工廠。60年代，隨着市場對芯片的需求猛增，需要更多能夠靈巧進行手工裝配的工人，而在美國本土生產人工是較爲昂貴的。香港女工由於工作效率更高、工資更低、願意忍受單調的工作、不大要求改善工作條件等一系列具有諷刺意味的原因，幫助香港九龍灣贏得了仙童半導體的設廠投資，1963年，香港工廠投產的第一年，組裝了1.2億隻產品。仙童仍然在加州生產硅片，但最終裝配轉移到了香港，隨後，仙童還在馬來西亞檳城開設工廠。其他公司也迅速跟進，1973年，德州儀器和美國國家半導體公司在新加坡政府支持下在當地投資設廠。到20世紀70年代末，美國的半導體公司在國際上僱傭了數萬名工人，工廠主要設在韓國、中國香港、中國臺灣、新加坡、馬來西亞、菲律賓等國家和地區，美國通過半導體產業重塑了在亞洲的盟友們的經濟和政治，並形成了一個強韌的跨太平洋供應鏈。 芯片產業全球化的實質是中美關係。現在，對地緣政治考慮壓倒了效率，美國想要限制中國芯片產業的發展，並強化其產業鏈主權。不過，美國想靠一個鬆散的聯盟排華也是非常有難度的，比如光刻領域，美國向荷蘭、日本施壓以控制光刻機對中國的供應，但失去中國這個最大的市場對企業來說是無法承受的，只要各家份額出現失衡，聯盟就很容易被擊破。此外，集中度越高的產業鏈，遇阻斷供的風險就越大，出於經濟和安全考慮，豐富產業節點是明智且有益的。#芯片產業發展簡史 一、起源：芯片的誕生 有時人們將半導體、集成電路、芯片這幾個概念混同，其實是不準確的，想要釐清三者之間的關係，用一句話描述就是，在一塊半導體材料（例如硅片）上利用集成電路技術形成具有特定完整功能的產品，這個產品才叫芯片。 1946年，世界上第一臺計算機埃尼阿克（ENIAC）誕生於美國賓夕法尼亞大學，佔地面積170平方米，重約30噸，內含18000只真空管。真空管是一種將金屬絲密封在真空玻璃中的燈泡狀器件，“燈泡”打開表示“1”，關閉表示“0”，1與0的搭配可以在二級制計數系統內產生任意數字，因此可以執行多種運算。1947年，威廉·肖克利（William Shockley）、沃爾特·布拉頓（Walter Brattain）和約翰·巴丁（John Bardeen）發明了基於半導體材料的晶體管，更加高效可靠，很快取代真空管。 1958年，德州儀器（TI）工程師傑克·基爾比（Jack Kilby）將晶體管、電阻和電容等元件集成在一塊鍺基底板面上，中間以金屬導線連接，這是世界上第一塊集成電路。同一時間，仙童半導體（Fairchild Semiconductor）創始人之一的羅伯特·諾伊斯（Robert Norton Noyce，後爲英特爾創始人之一）利用平面工藝，在硅片上覆蓋一層保護性的二氧化硅作爲絕緣層，然後在需要的地方刻蝕孔洞和沉積額外材料來製造晶體管等元件，這是另一種製作集成電路的方法，而且較基爾比的方法更可靠。 利用集成電路製成的芯片最初用作軍事目的——使用芯片計算能力制導可以使導彈的目標命中率更高，阿波羅計劃中使用諾伊斯所制芯片的計算機，重量更輕更省電。 二、發展：光刻技術和摩爾定律 光刻技術的發明推動芯片向小型化、量產化方向邁進。 1958年，TI的萊斯羅普（Jay Lathrop）將光刻膠（受到光照時會發生化學變化）塗在一塊半導體材料上，倒置顯微鏡，利用光照將大圖案縮小並精確複製到半導體材料表面，這一技術被成爲光刻技術。光刻技術使得晶體管的體積越來越小，芯片的集成度和計算能力也越來越高，並且使大規模製造成爲可能。1965年，仙童半導體的另一位創始人戈登·摩爾（Gordon Moore，後成爲英特爾創始人之一）預測，在接下來的十年裏，硅片上的器件數量每年增加一倍，這意味着計算能力的提升，同時降低晶體管的成本，由此帶動用戶數量的增長。這種計算能力指數級增長的預測，就是著名的“摩爾定律”。摩爾定律在隨後的幾十年裏一直保持着驚人的準確性，量產及低價迅速打開了數倍于軍需的民用市場，這個市場又反過來強力支撐了未來的芯片銷售。 芯片和晶體管尺寸不斷縮小的關鍵在於光刻技術的進步，光刻機是尖端芯片製造中的核心設備之一。萊斯羅普發明光刻技術時，使用的光源是最樸素的燈光，但是想要製造更小的晶體管，蝕刻的尺度就要更小，需要的光波波長就要更短，光波波長已成爲決定摩爾定律是否能夠持續生效的關鍵因素。繼可見光後，光刻機公司先後推出了波長248納米或193納米的深紫外光（DUV）和13.5納米的極紫外光（EUV）。EUV光刻機是我們這個時代最大的技術賭注之一，經歷30年的研發、累積數百億美元的投資和一系列的技術創新，到2015年左右，荷蘭阿斯麥（ASML）生產的EUV光刻機投入商用，每臺EUV光刻機的成本超過1億美元。 阿斯麥壟斷了高端光刻機的製造，但其供應鏈是複雜的，據估計，阿斯麥本身只生產了EUV光刻機部件的15%。EUV光刻機擁有全世界最先進的部件、最純淨的金屬、最強大的激光器和最精確的傳感器，其中，僅一臺激光器就需要457329個部件。如此複雜的尖端機器不可能僅靠一家公司實現，一國也難，因爲這不僅關乎大量財力投入，還關乎大量技術積累，護城河如此寬深的行業，不是一朝一夕能完成替代的。英特爾、三星和臺積電都曾是阿斯麥的大股東（現有股比已大大下降，三星已退出），阿斯麥的光源技術來自於美國的西盟（已被阿斯麥收購），激光器來自德國的通快，反射鏡來自德國的蔡司......而這些公司的很多技術、設備又來自美國。 三、產業分工：芯片設計與芯片製造相分離 70年代，芯片設計與芯片製造相分離。起初，芯片製造商集成了設計與製造，比如仙童和英特爾，都擁有自己的晶圓廠。但隨着芯片製造工藝的升級，投資建造一個晶圓廠變得越來越難以負擔。 70年代後期，兩位美國科學家康維（Lynn Conway）和米德（Carver Mead）改進了芯片設計的規則，並提出了代工廠的概念，這一理念使得芯片廠商可以僅專注於設計，而將生產環節外包，從而大大降低了芯片初創企業的行業門檻。芯片行業迎來了自己的“古騰堡時刻”。80年代，湧現出一系列芯片設計創業公司，經過多年行業洗牌，如今，世界上幾乎每一塊芯片都使用至少一家美國公司的設計軟件，這三家公司就是芯片設計領域（EDA，Electronic Design Automation）的三巨頭——楷登、新思和明導（後爲西門子收購）。 那麼芯片的製造能力去了哪裏呢？答案是大部分都去了臺灣（臺積電）。 2023年，臺積電在芯片代工領域的市場份額仍然超過50%，佔據絕對主導。臺積電的創始人張忠謀從芯片的“古騰堡時刻”看到了代工市場的未來。1987年，時年54歲的張忠謀從美國回到臺灣，成立了臺積電（Taiwan Semiconductor Manufacturing Company，TSMC），臺當局提供了48%的啓動資金，飛利浦出資5800萬美元，持股27.5%，剩餘資金從臺富商處籌集。臺積電成立之初就明確了自己的定位，即永遠不會成爲客戶的競爭對手，承諾自己永遠不會設計芯片，只根據客戶要求製造芯片。蘋果、英偉達、高通、AMD等都是臺積電的主要客戶。華爲2019年的時候是臺積電的第二大客戶，華爲海思設計芯片，製造外包給臺積電。 除了臺積電，三星（韓國）、格羅方德（美國，由AMD設立，後分拆獨立）、聯電（臺灣）也是全球主要的芯片代工廠。 中芯國際（SMIC）是我國對標臺積電設立的芯片製造企業，2000年由從美回國的張汝京創辦，2004年在紐交所上市。2023年，中芯國際在芯片代工領域的市場份額爲5%-6%，大約排名第五。 芯片代工領域的發展趨勢是市場集中度越來越高，小代工廠的空間逐漸被壓縮。因爲芯片代工前期投入大、設備更新密集且成本昂貴，做大做強的關鍵在於規模化生產，並且需要建立龐大堅韌的供應鏈體系，這些條件大廠才能夠更容易做到。目前，全球只有臺積電、三星有能力量產最尖端芯片（7納米及以下），格羅方德、聯電暫止步於14納米工藝，中芯國際正在努力追趕臺積電腳步，不過仍有至少三年的技術代差。 四、產品細分：當今各大芯片企業 本書將芯片分爲三大類，第一類是邏輯芯片，指運行計算機、服務器、手機等的處理器芯片。第二類是存儲芯片，主要包括DRAM（提供計算機運行所需的短期內存）和NAND（隨着時間推移記住數據）芯片。第三類芯片較爲分散，包括將視覺或音頻信號轉換爲數字數據的傳感器等模擬芯片、與手機網絡進行通信的射頻芯片等。 第一類邏輯芯片領域。英特爾在計算機和服務器使用的處理器芯片設計和製造領域佔據重要地位，蘋果設計自己的處理器芯片，並且還開始越來越多地設計配件的輔助芯片。隨着人工智能的崛起，掌握更爲高效的圖形處理器芯片（GPU）設計技術的英偉達、AMD正在快速壯大。 1.英特爾在個人電腦和服務器市場佔據重要地位。英特爾是芯片業的元老，由芯片“黃埔軍校”仙童半導體出走的羅伯特·諾伊斯、戈登·摩爾等人創立。英特爾目前仍然是美國最大、最先進的芯片製造商。1978年，英特爾在推出x86架構，該架構至今仍然是個人電腦和數據中心的行業標準，定義了微處理器芯片的運算規則，如今，全世界只有三家公司擁有生產x86芯片所需的知識產權，他們分別是英特爾、AMD以及臺灣的小公司威盛。80年代，英特爾開發的CPU芯片就使用x86架構。CPU芯片在電腦和數據中心中相當於“大腦”，目前大多數個人電腦處理器仍來自英特爾。與臺積電放棄芯片設計、專注於芯片製造不同，英特爾堅持芯片設計與芯片製造相結合的集成模式，這在戰略上也許是個好選擇，但在財務上並不是，因爲這種模式分散了英特爾的財力和精力，英特爾大多數競爭對手，比如AMD等，都放棄自己生產芯片。進入21世紀第二個十年，新的趨勢是人工智能，但使用英特爾的CPU訓練人工智能成本過高、時間太長，已經趕不上行業發展的需要，英特爾在芯片架構上的創新落後了。 2.蘋果設計iphone的主處理器芯片，但將製造外包給臺積電。在第一代iphone中，IOS系統由蘋果設計，但處理器芯片的設計和生產都外包給了三星。不過，兩年後，蘋果就推出了自己設計的處理器A4。手機處理器的架構多由英國ARM公司授權，包括iphone，因爲該架構更適用於移動便攜設備。蘋果自己並不生產芯片，如今，只有臺積電具備製造蘋果所需芯片的能力。手機與電腦不同，一部iphone由不同的模組構成，而每個模組裏都包含不同功能的芯片（本書所指的第三類芯片）——用於連接蜂窩網絡的調制解調器和射頻芯片，用於Wi-Fi和藍牙連接的芯片，用於攝像頭的圖像傳感器芯片，存儲芯片，管理電池、音頻和無線充電的芯片等，這些芯片由不同的供應商提供，比如調制解調器和射頻芯片主要由高通提供，圖像傳感器芯片主要由索尼提供等。這些模組部件的組裝大部分放在富士康。 3.高通在無線通信芯片市場幾乎處於壟斷地位。1985年，通信理論教授歐文·雅各布成立高通，他預判移動通信市場將出現爆炸式增長，建議在有限的無線通信頻譜空間內儘可能打包塞入更多的移動呼叫數據，解碼這些打包數據相對應就需要更大的計算能力，這就催生出了對無線通信芯片的需求，高通就是基於此建立的。高通銷售擁有破譯打包通訊信號能力的專用芯片，該專利是現代移動通訊的基石。高通通過銷售芯片和許可知識產權，每年獲得千億美元收入。同樣，高通自己不製造芯片，它外包給三星或臺積電生產。 4.英偉達抓住了AI的時代潮流，是GPU芯片的主導者之一。GPU芯片在快速進行簡單計算的同時，還可對大量像素進行着色，快速渲染3D圖像，所以廣泛應用於遊戲領域。GPU芯片的特性使其還被運用於其他領域比如計算化學和天氣預報。GPU與CPU的不同之處在於，CPU是逐條處理數據，而GPU可以同時處理多條數據，訓練人工智能恰好需要能夠同時處理大量數據的芯片，使用GPU訓練人工智能識別圖像所需的時間比CPU大大減少。英偉達很敏銳地捕捉到了產品光明的前景，押注在人工智能上，英偉達順勢而起。英偉達也不製造芯片，其芯片主要由臺積電製造，正因如此，1993年，初創的小公司英偉達不需要費勁籌集鉅額資金建設晶圓廠，使用有限的資源快速構建起其獨特的軟件生態系統。 第二類存儲芯片領域，產業能力集中在日韓。 韓國、日本、美國佔據了存儲芯片的大部分市場份額。DRAM和NAND爲兩種主要的存儲芯片類型，韓日廠商後來居上，趕超美國，現在爲世界上存儲芯片的主要生產商。DRAM三大生產商分別爲韓國三星、SK海力士以及美國的美光。NAND前三大生產商分別爲三星、SK海力士和日本的鎧俠。

先讀了餘盛的那本《芯片戰爭》，再讀了這本，因爲是連續看的，所以對兩本書的差異有較深的體會。 整體來說，個人更喜歡餘盛的那一本。 兩書都是對半導體和芯片的發展史做了一個概述，無論是推進過程還是出現的關鍵人物上都很相近，但是整體的觀感卻相差極大。 米勒這本對很多專業術語的解釋更爲通俗易懂一些，包括真空管、芯片和光刻掩膜等，讓人能夠以比較形象的方式去理解。同時，這本書讀起來的小說感更爲強烈一些，主要是寫作手法所致，章節中會頻繁出現 "在某天的幾點幾分" 或是 "某某駛入了TI的停車場" 這樣的描寫。 兩本書也在很多觀點上有着一致性，例如他們都強調了商業成功和利潤回報對芯片行業的重要性（這點和搞核武器有着巨大區別），或是對創新和風險之間相權衡的看法。 然而最大的 "相似性"，就在於講到中國的時候，都是完全站在自己國家的角度去寫書了，充分體現了各自不同的意識形態。 但是餘的那本主要是在最後幾章節集中做了這方面的輸出，而米的這本完全是貫徹始終，甚至在後半段某些章節有一些雙標，讓人一臉問號。 作者往往還會前腳提到制裁，後腳就說中國主動不擁抱全球化，指出中國呼籲減少進口，自行發展對多國的安全造成了威脅。 當然了，這其中所帶着的一些大實話，讓人頗有感悟。 我印象非常深刻的就是作者有兩段關於 "政府主導創新就不是創新" 的評論，米勒認爲創新和探索作爲一個風險項，和政府求穩保守的作風是衝突的，兩者很難權衡。"職業發展需要他們成爲一個更好的官僚，而不是設計新產品或開拓新市場"，真是一語中的。 除了明顯有偏向性的敘述口吻，我覺得這本書還有個不足點在於對整個時代進程的背景細節描寫實在是太少了，例如在很多關鍵節點上，米勒完全忽略了政府在其中扮演的角色，在美日半導體的交鋒上幾乎完全沒有提到美國政府的一些手段，只是提到了譬如經濟危機之類的結果，但是卻沒有因果。 其他篇章更是寥寥數語就帶過相關的話題，實際上是不太合理的，所以有時候讀起來還稍有些個人英雄主義的味道。 在這樣一本書的評論中，其實自然而然就會出現很多所謂的愛國黨和恨國黨，略顯極端。 我的看法其實在評論中也有所說到，發展這個事情是有其歷史原因在的，在別人造高樓大廈的時候，我們還在勒緊褲腰帶搞發展，到今天能躺在空調間用着千兆網點外賣送上門，任何人都無法否定之前幾代人的努力。 一種體制，它強於某些事情，也必然會弱於另外一些事情，沒有什麼完美答案。 不論是芯片還是其他的，我認爲還是要正視優缺點，看到不足或是抱有希望，都不要誇大其詞。 前幾代人的奮鬥成果，就是我們今天所處的生活，有好的，也有不夠的，那對於不夠的地方，就是你我這一代人的事兒了。如果此刻只是憤懣不平而做不出什麼實事，那下一代人再看你我，就只能是剩下遺憾了。 最後，仍然是給到了這本書低分。雖然有好幾句引人思考的句子已經默默記下了，但作爲芯片史的科普，餘的版本真的詳盡很多，也少了很多引起口舌之戰的輸出，更有很多企業和國家之間的明爭暗鬥寫得頗爲波瀾壯闊，在這本書的評價裏就不多加贅述了。

# 都是高科技，中國以前能搞出核武器，是否代表現在也能搞出高端芯片呢? 核武器和高端芯片的本質區別在於，核武器大部分屬於政治產物，它基本上不考慮商業因素；而芯片大部分屬於商業，它必須基於商業邏輯運轉。從技術角度而言，核武器是可堆積無需快速迭代的簡單產品，而高端芯片卻屬於不可堆積而需複雜供應鏈及時響應需要根據市場不斷迭代的複雜產品。 核武器其實是個“簡單”技術，是可堆積的。中國當初研發核武器的時候，美國和蘇聯已經有現成的成功經驗，大家比較清楚基本原理，研發方向非常明確，涉及的技術項目非常有限。而且搞核武器不需要考慮商業上的盈利：只要能做出來就足以形成核威懾。 搞核武器，你只需要在最核心的地方，有幾位像鄧稼先這樣最聰明的、不可堆積的人才，他們下面再配上幾百名善於做計算、能根據他們的思路完成任務的工程師和科學家，其餘都是工人和士兵等可替換的人，要多少有多少，都是可堆積的。 更重要的是，製造核武器不是商業行爲而是政治行爲，這樣不必考慮成本與利潤，不用考慮供應鏈的精細化響應，只需要行政命令就可獲得無限制的資源供給。它對供應鏈不敏感，可以不計成本的進行製作，不需要批量規模化生產，只要能生產出來即達到威懾目的。 而要造芯片是一個精細化系統工程，從芯片設計軟件到光刻機，再到硅材料，每一個步驟都需要很多個聰明人的奇思妙想，這裏沒有“大力出奇跡”。你需要成千上萬個“鄧稼先”，而且他們必須都在自己的行業裏做得有相對核心競爭力。 芯片的科學原理沒有祕密，都是公開的。但是要做到技術上的可行性，尤其是商業上的可盈利性，相對更復雜。花一億元人民幣造出一顆芯片是沒有任何意義，芯片製造必須保證大規模低成本製造、保證良品率、保證產品迭代速度，還得符合和滿足市場需求。 米勒在【芯片戰爭】中以生產5納米以下芯片的EUV(極紫外光)光刻機爲例。光刻機最初的設計原理來自美國，實際形成產品的是荷蘭的阿斯麥(ASML)公司，它用了30年的研發才完成了商業化。而阿斯麥並不是自己獨立研發，它始終需要各大公司的投資和合作，尤其是需要上千家小型高科技公司做零部件供應商。比如EUV光刻機中的激光器是德國一家公司受命研發出來的，它有457329個部件，所有這些零部件哪怕有一個性能不達標，光刻機的性能就會大打折扣。 爲此，高端芯片製造需要的不是一個大項目，而是一整個供應鏈和生態系統。而這樣的系統，只能由全世界頂尖科技公司共同合作完成。

《芯片戰爭》書評 2026.2.19 當年我考大學的時候，還沒有張雪峯這樣的老師出現，學生和家長報考志願的時候，對就業形勢也並不太清楚，屬於兩眼一抹黑的狀態，隨機性很強。正好看到有個專業叫“微電子技術”，因爲當時對物理很感興趣，就覺得這個應該是尖端物理，就報了這個志願，又糊里糊塗的被錄取了。 被錄取後發現，原來這個專業原本叫“半導體專業”，爲了好招生，把名字改爲“微電子技術”。當然很多年前，“半導體”還特指收音機。大概20年前，上到大三，發生了三件事。第一是，教我們《半導體工藝》的老師，從日本留學歸來，給我們將日本的微電子技術，特別是潔淨度要求，每立方毫米里，有多少個塵埃。而且日本半導體行業要求潔淨度高的實驗室，沒有門口；每個工作人員每天都要潛入水下再進入實驗室，確保實驗室的潔淨度要求。當然，還說了當時令人咋舌的事情，就是日本的物價，10元錢7根韭菜（當時的食堂，一個饅頭0.3元），所以華人在日本當時根本喫不起韭菜餡餃子。第二個事情，就是說國家正在大力發展微電子產品，李鵬從總理基金拿出40億，上海地區籌集了20多億，在上海成立晶圓廠，叫華普。不過後來因爲“華普”在上海話發音像“滑坡”，所以改爲華虹（就是現在的華虹前身）。第三是，整個國家的微電子產業非常落後，大學畢業找不到工作，所以從那年起，“微電子技術專業”又改名爲“電子科學與技術”。都說微電子專業的出路要麼是做設計，要麼去做工藝，可當時國內的芯片設計產業和晶圓廠都處於非常落後的程度，Windows+Intel還是統治着全世界。 大學期間，系統學習了拉單晶硅，設計、光刻、半導體物理技術，晶體管技術等。這些當時看起來沒啥用，而現在成了特別火爆的專業，真是風水輪流轉。 大學畢業留校，《半導體物理》講了5遍，從晶格開始講起，講摻雜，講電子和空穴，講P極和N極，講PN結，講愛因斯坦方程式，到這本書的最後，纔講到微電子行業裏最基本的元器件--二極管（PN結）。後來院長讓我去進修學習大規模電路設計。經過調研瞭解到，當時全國最強的是清華數字，復旦模擬和東南大學的射頻。由於一些原因，最後去了復旦，有幸接觸到微電子學術/產業裏比較牛的唐璞山老師，閔浩老師。 後來離開大學，加入了一個做芯片軟件的公司，也算本專業，畢竟還是圍繞芯片做；但也不完全算，因爲既沒有做芯片設計（Fabless），也沒有做芯片工藝（晶圓廠）。在這個公司，從中國走向國際，所使用的芯片製程也從130nm到110nm。 後來斷斷續續的一直在這個行業裏，兜兜轉轉，直到最近幾年又回到了這個行業，一家真正做芯片設計的Fabless的公司，沒想到人生的路最開始就是給了直接而明確的指引。因爲有“微電子專業”的經驗，又有國際的應用經驗，所以身份轉換比較快地適應。 趁着過年期間看到這本《芯片戰爭》，結合自己的微電子產品知識和實踐知識，思緒萬千。其實美國打壓我們的時候14nm以下的先進製程，這對手機等先進設備來說很需要。但是對於大部分電子產品，包括工業級、車規級甚至航天級，28nm目前其實是綽綽有餘的。這就是美國祭出301法案，對我們的直接傷害還是有限的。也不是說14nm不重要，對目前來說沒那麼重要，但是對未來還是非常重要的。就像美國去年由於我們對其制裁的稀土讓他們採用“以時間換稀土”的策略，我們也是如此，以時間換空間，憑藉14億人的智慧，通過時間的累計，突破先進製程真的也只是時間問題。雖然光刻機確實很有難度，但是將來一定是有辦法解決的。 不過半導體產業確實存在很大的不確定性，正如聯發科的蔡明介那個著名的“一代拳王”理論，任何一家半導體公司，一個芯片公司的營收必須超過10億美元，才稱得上在這個行業裏剛剛立足。而且如果想繼續保持領先，必須把上一代賺到的大部分錢押寶到下一代產品中去，而且還不確保成功。 你看Intel和AMD的故事就知道了。Intel贏得了X86架構的全勝，AMD最慘的時候，股價低於1美元，不得已把IC版圖設計（所謂的芯片行業裏的“源代碼”）通過取巧的方式賣給了海光信息，還不被美國政府制裁。與此同時，AMD從IBM的芯片團隊請來了傳奇人物Lisa Su（蘇黎姿），一舉突破7nm，在X86的服務器領域超過Intel，股票飆升至200多美元。Intel因爲錯過了Apple和ARM，開始步履維艱。 寫到這裏，正好看到一篇問題，說GPU和ARM開始失寵，因爲Intel的X86比GPU效率更高，更少空轉。 或許正是這種不確定性，纔是生命的精彩之處，纔是你我他的機會。

芯片產業的市場競爭，原本只限於商業竟爭範圍內，雖偶有政治干擾，但影響還不大。2016年3月，美國開始對中興制裁後，中美之間的芯片業競爭就逐步升級爲一場沒有硝煙的戰爭了。這是一場中國輸不起的戰爭，如果輸了，像斯諾登披露的監聽只是小菜一碟，利用軟硬件後門，造成類似對伊朗核設施和委內瑞拉電網那樣的破壞，甚至出現把尋呼機和對講機變成炸彈，傷及每個平民之類的事也不會匪夷所思。藉助中國獨有的集中力量辦大事和超強的執行力，在芯片產業上，中國也應能很快取得像兩彈一星和航天航空那樣的成就。但八年多過去了，在高端芯片上，中國仍在被美國卡脖子。那麼問題出在哪裏呢？讀過克里斯·米勒所著的《芯片戰爭一一世界最關鍵技術的爭奪戰》和於盛所著的《芯片戰爭》後，感覺似乎找到了一點解題線索，關鍵應該是國內芯片業頂尖人才的極度缺乏。

《芯片戰爭》——乏善可陳的芯片簡史 克里斯·米勒的《芯片戰爭》是我在這個學期讀完的第一本書。就我這幾年逛書店的經歷來看，這本書一直襬在各種連鎖書店的書架上相對引人注目的位置，想必賣的不差。讀這本書有兩個原因，一是從這個大二開始我轉入了微電子專業，想在高中涉獵電子硬件的基礎上對芯片行業及其歷史有稍微更深入的瞭解；二是作爲一部暢銷書來說，也可以在課餘提供一點消遣。 磨磨蹭蹭了快兩個月後，在繁重課業的焦慮之中我終於把這本平淡的小書讀完了。正如標題所寫的那樣，本書可以說是非常一般的科普類歷史讀物。過於冷靜的筆調背後是缺乏激情的敘述，讀來乏味。各個章節之間沒有強關聯性，就算在段落之間也偶有突然的跳躍，把我從一件事突然帶到另一件事上，一次次的打斷閱讀節奏，讓人很是煩惱。整本書就像將各種新聞報道上的字句黏貼在一起，彷彿一篇篇參考報道的合集，內在關係混亂，索然無味。 作爲一本簡史向的書籍，不要求能把各種史料融合的渾然天成，也不要求能把歷史講成脫口秀那般妙趣橫生，但至少面向大衆要做到有讓人讀下去的慾望、語句讀的通順，而不是如同專業文獻那樣乾巴。我到現在依然記得高中時讀過的一本書《上帝之飲》，它主要講述了啤酒、葡萄酒、烈酒、咖啡、茶、可樂6種飲料的簡史及其對人類文明發展的影響，雖然不能說寫的有多麼細緻多麼嚴謹，但它做到了有趣、敘述通暢，僅這兩點就足夠讓我在高中一連幾個晚自習都沉迷其中，讓我至今對這本書仍有些印象。在我看來，這本《芯片戰爭》不能算出色的歷史科普性讀物。 在內容上，這本書對20世紀80年代後的芯片發展史的講述也不夠優秀。對於英特爾重心從dram轉向微處理器、三星電子的崛起、芯片設計軟件的發明、美蘇對峙等內容，作者意圖廣撒網，想要包容所有這段時期各個地區各個領域的歷史，結果卻什麼也沒講清楚。這一部分每一節都只有五六頁的內容，這讓每一段歷史都過於精簡過於碎片，就像維基百度上的條目一樣，每一章都流於表面沒有深度，各章節內在聯繫也不明晰，讀後沒有印象如同白讀。這些文字僅僅是介紹性的。 總體來說，這本書在歷史科普上勉強達到及格線。對於想要深入瞭解芯片歷史的讀者來說，我敢肯定有比這本更合適的；對於想消遣時間增添談資的讀者，它的翻譯野實在拗口，有相當多譯製腔的長難句。對於後一類讀者，我想B站裝機猿在2020年開始更新的《老猿說書》系列絕對是小白瞭解芯片半導體歷史的不二之選。另外可能也有讀者想借本書瞭解當前中國該如何應對芯片封鎖和如何提升芯片技術，這個問題在序言中解釋的很清楚，也比正文概括性強的多。 我閱讀的是從zlib下載的電子版本，它的正文和註釋是混在一起的，這讓我的閱讀體驗大打折扣，建議想閱讀電子版的書友去微信讀書閱讀。