芯片战争：世界最关键技术的争夺战（财之道丛书）

前些日子，我想找芯片知识的书籍，想起有一本很有名的畅销书，叫做《芯片战争》。 搜索发现，《芯片战争》居然不止一本，而有两本书都叫这个名字。 《芯片战争》，余盛（华中科技大学出版社，2022） 《芯片战争》，[美]克里斯·米勒（浙江人民出版社，2023） 一本是中国人写的，另一本是美国人写的。我都读了，下面就是简单的读后感。 为了便于区分，我把中国人写的那本称为"国人版"，美国人那本称为"老美版"。 这两本书的内容，都是芯片行业的发展史。读完以后，我的最大感受是，它们可以帮你了解芯片历史，但是帮不了你了解芯片知识。 因为它们不是科普图书，更不是技术图书，而是经管图书。 我有点后悔，没查一下作者背景。读了才发现，这两个作者，都不是芯片行业人士，甚至不是科技从业者。 国人版的作者是会计系毕业，后来在食品公司工作，他的上一本书写的是粮油贸易。 老美版的作者是政治系毕业，现在是大学教授，专门研究地缘政治，上一本书写的是俄罗斯历史。 可想而知，这样的作者写芯片行业，不会有深入浅出的技术分析，只会关注商业经营层面。 事实上，国人版的内容，不客气地说，全部都是从新闻报道搜集整理而来，编辑成一个个故事，完全是商战书籍。 老美版相对好一些，作者采访了一些当事人，有第一手资料，内容条理比较清楚，更像一本商业历史书。 虽然我对缺乏技术讲解挺失望的，但是我认为，这两本书还是能带给读者收获。 很多内容我以前就知道，比如晶体管是怎么来的、集成电路的发明人之争，但还有不少事情是这次读了才知道。 国人版有一个专门的部分，介绍中国芯片发展史，收集了很多相关材料，我还没在其他地方见过，比如江上舟的故事、张汝京的故事、汉芯造假事件、从武汉新芯到长江存储等等，内容详细，带给人很多冲击。 老美版的优点，前面说了，有第一手材料，站得比较高，按照编年史顺序，以人物故事的形式，理清了行业的发展脉络。虽然作者的专业是政治学，但总体上没有加入政治观点，写得比较中性客观。 我的结论就是，如果你单纯想了解芯片行业的基本历史，可以读老美版；如果还想了解国内芯片行业的历史，可以读国人版。

很诧异，这本书的评分居然比国内的那本要低，明显这本书的高度，格局和数据都比那本要高。 本书需要一点点对半导体行业的了解，如果一无所知看起来会有点云里雾里，中国的芯片开始并不落后，那怎么就落后了呢？需要从全球化的角度，大国博弈的角度，商业化规模化的角度去看待，不能待在自己的民族自豪里，只看自己这一路经历多少苦难，取得了多大成就，放在全球的角度，我们落后的恐怕不止十几年。 看完了本书，建议再看一次万维钢的序，说的这三个问题都很切实际。造芯片不是造原子弹，倾尽国力造一颗原子弹可以保几十年太平，但倾尽全力造芯片就是本末倒置了，不是应不应该的问题，而是不可能的问题，芯片是一个不断前进的事物，不是有了就可以安稳的镇宅之宝。芯片行业的残酷在于，一步落后，十步都追不上来，到处都是分岔路，一不小心走错一步就是一条死路。半个世纪以来，美国，日本，韩国，台湾，大陆多少公司“死”在了沙滩上。 芯片的背后也是大国博弈，全球格局的划分，而不是自给自足，丰衣足食。美国对芯片行业的控制不是仅美国一个国家，而是美国的整个同盟和背后巨大的知识产权的优势。本书中很大一部分再讲越南战争和海湾战争，越南战争是全世界第一次见识到芯片的厉害，精确制导可以这样的精准打击。海湾战争是战争史上的一个转折点，本以为至少半年的战争，几个小时兵不血刃的就结束了，世界从此进入了芯片时代。 本书不是只写给中国读者看的，想知道大陆芯片的发展史可以移步另一本《芯片战争》。如果你想知道半导体芯片到底是个什么行业，中国现在到底位于什么位置，光刻机到底搞还是不搞，本书可能会帮助你更多。 从大学时期第一次见到8个金属脚的芯片，到第一次接触FPGA编程，到使用ADI TigerSHARC101做发射机，到看到生产线上的65nm酷睿双核，还记得当时的国内宣传语是“冷酷到底”（没错，代言人进去了），经历最大规模的新产品整合Broadwell 14nm，到听专家给我们讲到纳米数再降就会发生电子遂穿，从i3，i5，i7到现在根本都不知道CPU的名字了。我自己都觉得每次都要好努力才能不被out，每次都涌入了大量的新知识。每一次带访客逛生产线，看到各类精妙绝伦的机器工作时就会听到不断的“哇哦”“oh my GOD”“Amazing！”“Cool！”，我也会被震撼。 伴随着这个行业，我走入中年，这个行业仍然见血封喉，不死不休，我可能真的追不上了。

一、制造芯片的关键节点包括： 1.设计软件，属于美国 2.ARM架构，原本属于英国，现在被日本收购 3.原材料：超纯的硅片和的特殊气体，只能从日本进口 4.光刻机：一家日本公司、三家美国公司和一家荷兰公司，最高端、达到极紫外光波段的只有ASML 5.封装和测试：东南亚 6.安装：中国 二、芯片产业在美国最初的发展过程： 1.技术领先于市场需求：先有了物理学家单枪匹马在半导体上的突破，甚至一开始都不知道有什么用，才有了后面的应用市场。 2.美国军方的支持至关重要，但不是包办：军事总是要用最先进的东西，无论是技术还是管理，军队应该是最先进的组织。军方只是提供支持，并没有寻求掌控，高科技公司保持着独立性，最终坚定地以民用为本，才让先进技术普及开来。 3.发展的过程充满意外：发明半导体的肖克利并不知道怎么经营好一家半导体公司，仙童公司取得了伟大的成就，但后来也没跟上硅谷的步伐。每个做对了最关键事情的英雄，都可能在随后犯错……你开创的时代可能会把你抛在后面。 4.美国的创业环境极为自由：自由带来了一波接一波的创新。 这个过程不是计划出来的，而是演化出来的。 三、芯片产业的三种后发模式的成败，跟地缘政治非常有关系。 1.模仿美国：苏联，失败的根本原因是已经有了第一个美国，模仿是没有前途的。 2.加入美国产业圈，找到自己独特的定位：苏联不能加入，国际政治往往优先于国际贸易。 （1）政治上：美国需要日本，东南亚需要美国； （2）经济上：日本需要美国，美国需要东南亚。 想要发展，跟别人相互依赖比单打独斗容易得多，日本、东南亚和美国，美军和芯片，都是因为互相依赖而共同发展。 四、八十年代日美芯片大战的三个教训 1.亚洲模式，也就是政府主导、投资拉动、认准一个方向猛干的增长方式，是不可持续的。 2.在旧领域跟别人拼物美价廉，没有太大前途。要发展归根结底只能依靠创新，创新可以是硬科技，也可以是应用。 3.创新需要政府扶持，但政府扶持的原则必须是腾笼换鸟，而不是保护落后产能：要复制有创新想法和新技术的公司。 五、光刻机 1.人类有史以来最复杂的机器，其研发过程是一个绝对意义上的跨国工程。 2.英特尔不但错过了极紫外光刻业务的先手、错过了手机芯片市场，而且还错过了人工智能芯片。但如果让你重返历史现场，谁都未必敢豪赌紫外光刻机。生产高端芯片是一种投资惊人、风险巨大而且又十分麻烦的业务，不想干情有可原。 六、张忠谋的一系列谋略： 1.开启了芯片设计和芯片生产分开的“古腾堡时刻”。 2.跟ASML等上下游伙伴结盟。 3.关键时刻坚决投入，实现技术升级。 4.用不跟用户竞争的原则赢得了芯片设计圈的信任，一举成为盟主。 七、中美竞争 1.中美是为了安全而争，中美两军的逻辑都是抵消战略，抵消战略的核心是AI，AI的核心是芯片。 2.补贴、市场换技术、收购海外芯片公司都不是真正的自主创新。 3.政府扶植、学习外国先进技术、全球化才是正路。 八、卡脖子 武器化的互相依赖（weaponized interdependence）：关键技术上你只能依赖我，那么我就可以控制你，用这种依赖关系对付你。 无需直接对抗，不用武装封锁。踢你出圈、不带你玩，就是对你的最大打击。 九、芯片行业的三个特点 1.只有几个关键节点：美国掌握了其中大部分节点，但并不能掌控一切。美国的心腹大患在于芯片制造，需要有一个自己的芯片厂，把赌注压在英特尔上面。 2.跟政府、跟地缘政治紧密联系。 3.具有脆弱性：最先进的芯片只有几家公司可以生产，世界应该欢迎中国成为芯片的设计者和制造者，这样能带来稳定的供给。 十、中国芯片应该如何破局？ 1.下策：全面追赶，试图实现彻底的独立自主。 亚洲模式成功的前提是以私人公司为主、以政府为辅。要实现全面的独立自主，难度大得惊人，不太可能实现，就算实现了，时机晚了，也没有商业价值。 2.中策：不追求全面掌控芯片行业，但追求减少对美国的依赖。 （1）开源：中国公司刚起步，可以用新的架构。 （2）先搞一些不是最先进的技术：中国是世界最大的芯片使用国。 3.上策：弯道入圈：掌控其中一个节点，力争拿出几个尖端技术，成为其中不可替代的供应商。 防止卡脖子最好的办法不是独立自主，而是确保我也能卡你的脖子。被依赖，是当今世界给你最好的待遇。

算力为王 2022年中国芯片价格的飙升让人印象深刻。对于“芯片”——这个嵌入手机、电脑、汽车、家用电器、生产设备中的关键器件，我们知之多少？它是如何诞生的？是如何被生产出来的？又是如何深远的影响着我们的社会的？ 芯片最初的构想源于半导体的一个特性，科学家发现通过给硅片施加和移除电场，可以打开和关闭硅片上的电子流，从而制造出一个晶体管或称作电子开关。用这个电子开关替代老式计算机中的真空管，可以大大优化计算机的体积、降低功耗、提高稳定性。 开始时，众多的晶体管和电子器件之间是通过导线连接的，稳定性差，为了改进，基尔比想到了将它们内置在同一块硅或锗板中，基尔比称他的发明为“集成电路”即芯片。后来莱思罗普在通过显微镜观察晶体管时，意外萌发了将显微镜倒置使用的创意，借助光刻胶可以把一个大图案“印”到半导体细微的局部，实现对半导体蚀刻的规模生产。这两项发明彻底改变了芯片的未来。 从此科学家和工程师们追求更小、更可靠晶体管的努力再也没有停止过。最初的集成电路上只有四个晶体管，而如今苹果iPhone 12手机中的一个A14处理器就含有118亿个微型晶体管，是不是被震惊到了！ 经过多年观察，戈登·摩尔在1956年提出了那个著名的，至今仍然影响我们社会的“摩尔定律”，该定律预测集成电路上可以容纳的晶体管数目大约每经过18个月到24个月便会增加一倍。换言之，处理器的性能大约每两年翻一倍，同时价格下降为之前的一半。 没错，除了科技的进步，这里还暗含了一个巨大的利润空间，这才是推动科学家和工程师不断改进提升晶体管性能的源动力。在过去半个世纪里，晶体管成本下降十亿倍，正是这样的降本技术革新成就了当今的 “大科技”。 美国西部旧金山湾区南面，是最早研究和生产以硅为基础的半导体芯片的地方，因此得名硅谷。最初的芯片95%供应了NASA（美国国家航空航天局）和美国军方。先进算力的加入迅速提升了美国科技军事力量，借助算力和传感器，冰冷的钢铁武器变为智能精准的打击工具，凭此美国扭转了军备竞赛中与苏联的位置，后来的海湾战争成为美国先进武器的试验场，也验证了智能武器的威力，《纽约时报》的一篇头条写道：“这是硅片对钢铁的胜利。” 尽管军事和太空计划对仙童半导体公司的早期成功至关重要，但仙童的创始人罗伯特·诺伊斯却坚信芯片应该有更大的民用市场，为此他拒绝了很多军方订单，保持研发决策的自主权，并积极的降低芯片价格，最终打开了个人计算机这个超级巨大的民用市场。 正是在世界对算力巨大需求的推动下，为了进一步降低成本，美国芯片公司布局全球寻找低成本的代工厂。形成以美国为中心的供应链网络，日本和亚洲四小龙借此崛起。张忠谋和他创办的台积电更是在其中独树一帜，成为技术最先进的专业代工厂，张忠谋还承诺台积电只制造芯片，永远不会设计芯片，从而成为全球所有芯片设计师最可靠的合作伙伴。 除了经济利益的驱动，美国政治策略在其中也起了很大的作用。日本是美国太平洋政策的基石，支持日本作为一个科技大国复兴，帮助日本重建经济，同时将日本与美国主导的体系捆绑在一起，让日本成为晶体管推销员是美国冷战战略的核心之一。 但令美国没想到的是，日本芯片产业在日本政府的大力支持和低廉的资本环境下迅速壮大，到20世纪80年代，日本的芯片产量已超过美国，并且性能更好，日本还提供了全世界70%的光刻设备。硅谷面临史上最严重的竞争压力，为此他们诉诸美国政府进行干预。 而硅谷真正的复兴源于对芯片核心技术的创新和深度挖掘，以及将更多的生产外包到中国台湾和韩国提高竞争优势。而同期的日本因广场协议签订后日元的大幅升值，国内泡沫急剧扩大，特别是房地产泡沫的破灭从而进入了经济长期停滞状态。 芯片创造了现代世界，决定了国际政治的形态、世界经济的结构和军事力量的平衡。各国的命运取决于它们驾驭算力的能力。但随着物理极限的临近，摩尔定律是否将走到终点，量子芯片是否会替代硅基芯片，让我们拭目以待。 抛开经济政治利益，算力正已惊人的速度不受控制的迅猛增长，极速增长的算力将会把人类带往何方？那个让马斯克也畏惧的AI的未来是否会真的到来？！

2025年7月 ︳读书笔记：『芯片战争：世界最关键技术的争夺战』（【美】克里斯·米勒） 第一部分 美国拥有将芯片供应链武器化的独特力量 ·制裁中兴 ·制裁华为 ·美国遏制我产业发展的三大手段 ·芯片产业的全球化与遏华 第二部分 芯片产业发展简史 一、起源：芯片的诞生 二、光刻技术和摩尔定律 三、产业分工：芯片设计与芯片制造相分离 四、产品细分：当今各大芯片企业 #美国拥有将芯片供应链武器化的独特力量 美国推行与中国的“脱钩断链”突出表现在贸易和科技领域，芯片是重灾区，同时涉及贸易和科技领域——如果不能有效破局，芯片贸易的排华将会阻滞中国的科技进步。 我国是全球芯片第一大市场。2023年全年，我国进口约3500亿美元的芯片，超过同期石油的进口金额（约3400亿美元），实际上，在2000以来的大部分年份里，中国进口芯片的花费都超过石油。 芯片的产业集中度非常高，为数不多的公司掌控了整条产业链，若干关键节点的技术壁垒高，难以被复制，芯片技术的马太效应还在使市场份额继续向优势企业集中。芯片设计软件依赖三巨头楷登、新思和明导，荷兰公司阿斯麦制造了全世界100%的EUV光刻机，台湾地区生产的芯片每年提供全球37%的新计算能力，全球最先进的逻辑芯片都是由台积电和三星制造的，韩国的三星和SK海力士在DRAM存储芯片市场份额约占70%。关键节点越少，意味着产业链的可控性就越强，而这股控制力来自美国。硅谷之所以叫硅谷，是因为这里是半导体的发源地。 美国对芯片产业的控制力极强。楷登、新思均为美国企业。明导虽被西门子收购，但总部仍位于美国俄勒冈州。阿斯麦需要依靠其位于美国圣地亚哥的子公司西蒙（2013年收购）为其EUV光刻机提供不可替代的光源，EUV光刻机所需的其他很多关键零部件也都依赖美国的技术或设备。芯片制造能力虽然不在美国本土，但都在美国的亲密盟友手中（台湾、韩国）。此外，美国的应用材料、泛林、科磊等寡头企业生产不可替代的机器设备，比如在硅片上沉积微观薄层材料或识别纳米级缺陷的工具等。美国通过限制这些公司的产品出口，可以掐断世界上任何地方芯片设计商或制造商的活路，而另起炉灶打造平行产业链，在中短期内几乎是不可能的。 在芯片产业“卡脖子”这件事上，美国有很多牌可以打。 ·制裁中兴通讯：中兴是中国国有企业。2016年，美国制裁中兴，手段主要是限制中兴通讯使用从美国出口的产品，这打中了中兴的“七寸”，因为中兴高度依赖自美国进口的部件，尤其是美国芯片。2017年，在正式实施制裁之前，中兴与美国政府签署了协议，支付了罚款，出口限制随即被取消。2018年，中兴通讯违反协议条款，制裁重来，中兴购买美国芯片等产品的链条再次被切断，不过中兴很快支付了另一笔罚款以换取贸易继续。 ·制裁华为：华为一直被美国安全部门视为挑战，因为事关军事领域安全。2018年起，针对华为的制裁开始。首先，美国禁止向华为出售美国制造的芯片，不过考虑到世界上大部分的芯片都是在台积电制造的，所以这项打击并不致命。2020年，制裁进一步收紧，美国商务部宣布限制将任何使用美国技术制造的产品出售给华为，从产品出口限制升级为技术出口限制，对华为的打击作用骤然显现，没有美国的制造设备，台积电无法生产芯片，没有美国的设计软件，华为也很难设计芯片，即便是中国本土的芯片制造商中芯国际，也广泛依赖美国的技术，如此一来，华为被卡住了脖子。此后，华为被迫剥离其手机和服务器业务，因为这二者无从获得必须的芯片。 中国没有采取任何行动过来报复，因为中国不具备芯片产业链主权，在关键环节的市场份额也都很小。中国在庞大的消费市场这张被动牌之外，主动牌很少。 ·除了直接制裁中国的目标企业外，美国还采取了一系列其他措施。 一是建立排华芯片联盟。2021年，美国、欧洲、日本、韩国、台湾的64家公司宣布成立“美国半导体联盟”（SIAC）。2022年，拜登政府提议美日韩台建立“芯片四方联盟”（CHIP4）。此外，美国还向日本、荷兰施压，要求限制对中国的芯片贸易。 二是针对中国的贸易和投资限制。去年8月，美国总统拜登发布行政命令，限制美国企业投资中国高新科技产业。今年9月5日，美国商务部宣布与国际合作伙伴达成共识，加强对先进芯片产品和技术的出口管制，目标针对中国。9月6日，荷兰政府宣布进一步收紧对中国出口光刻机的限制，新措施还将限制阿斯麦DUV光刻机对中国的出口。 三是强化产业扶持。2022年，美国出台《芯片与科学法案》，提供约527亿美元的资金补贴和税收等优惠政策，吸引各国芯片产业转移到美国，同时限制接受美方补贴和优惠政策的公司对中国投资。今年8月6日，美国商务部宣布计划向SK海力士提供高达4.5亿美元的拨款及5亿美元贷款，资助其在印第安纳州建设先进芯片封装工厂及人工智能研发设施，上述工厂将为美国创造1000个就业岗位，并弥补美芯片供应链的空白。 ·芯片产业链的全球化始于亚洲的组装和测试工厂。60年代，随着市场对芯片的需求猛增，需要更多能够灵巧进行手工装配的工人，而在美国本土生产人工是较为昂贵的。香港女工由于工作效率更高、工资更低、愿意忍受单调的工作、不大要求改善工作条件等一系列具有讽刺意味的原因，帮助香港九龙湾赢得了仙童半导体的设厂投资，1963年，香港工厂投产的第一年，组装了1.2亿只产品。仙童仍然在加州生产硅片，但最终装配转移到了香港，随后，仙童还在马来西亚槟城开设工厂。其他公司也迅速跟进，1973年，德州仪器和美国国家半导体公司在新加坡政府支持下在当地投资设厂。到20世纪70年代末，美国的半导体公司在国际上雇佣了数万名工人，工厂主要设在韩国、中国香港、中国台湾、新加坡、马来西亚、菲律宾等国家和地区，美国通过半导体产业重塑了在亚洲的盟友们的经济和政治，并形成了一个强韧的跨太平洋供应链。 芯片产业全球化的实质是中美关系。现在，对地缘政治考虑压倒了效率，美国想要限制中国芯片产业的发展，并强化其产业链主权。不过，美国想靠一个松散的联盟排华也是非常有难度的，比如光刻领域，美国向荷兰、日本施压以控制光刻机对中国的供应，但失去中国这个最大的市场对企业来说是无法承受的，只要各家份额出现失衡，联盟就很容易被击破。此外，集中度越高的产业链，遇阻断供的风险就越大，出于经济和安全考虑，丰富产业节点是明智且有益的。#芯片产业发展简史 一、起源：芯片的诞生 有时人们将半导体、集成电路、芯片这几个概念混同，其实是不准确的，想要厘清三者之间的关系，用一句话描述就是，在一块半导体材料（例如硅片）上利用集成电路技术形成具有特定完整功能的产品，这个产品才叫芯片。 1946年，世界上第一台计算机埃尼阿克（ENIAC）诞生于美国宾夕法尼亚大学，占地面积170平方米，重约30吨，内含18000只真空管。真空管是一种将金属丝密封在真空玻璃中的灯泡状器件，“灯泡”打开表示“1”，关闭表示“0”，1与0的搭配可以在二级制计数系统内产生任意数字，因此可以执行多种运算。1947年，威廉·肖克利（William Shockley）、沃尔特·布拉顿（Walter Brattain）和约翰·巴丁（John Bardeen）发明了基于半导体材料的晶体管，更加高效可靠，很快取代真空管。 1958年，德州仪器（TI）工程师杰克·基尔比（Jack Kilby）将晶体管、电阻和电容等元件集成在一块锗基底板面上，中间以金属导线连接，这是世界上第一块集成电路。同一时间，仙童半导体（Fairchild Semiconductor）创始人之一的罗伯特·诺伊斯（Robert Norton Noyce，后为英特尔创始人之一）利用平面工艺，在硅片上覆盖一层保护性的二氧化硅作为绝缘层，然后在需要的地方刻蚀孔洞和沉积额外材料来制造晶体管等元件，这是另一种制作集成电路的方法，而且较基尔比的方法更可靠。 利用集成电路制成的芯片最初用作军事目的——使用芯片计算能力制导可以使导弹的目标命中率更高，阿波罗计划中使用诺伊斯所制芯片的计算机，重量更轻更省电。 二、发展：光刻技术和摩尔定律 光刻技术的发明推动芯片向小型化、量产化方向迈进。 1958年，TI的莱斯罗普（Jay Lathrop）将光刻胶（受到光照时会发生化学变化）涂在一块半导体材料上，倒置显微镜，利用光照将大图案缩小并精确复制到半导体材料表面，这一技术被成为光刻技术。光刻技术使得晶体管的体积越来越小，芯片的集成度和计算能力也越来越高，并且使大规模制造成为可能。1965年，仙童半导体的另一位创始人戈登·摩尔（Gordon Moore，后成为英特尔创始人之一）预测，在接下来的十年里，硅片上的器件数量每年增加一倍，这意味着计算能力的提升，同时降低晶体管的成本，由此带动用户数量的增长。这种计算能力指数级增长的预测，就是著名的“摩尔定律”。摩尔定律在随后的几十年里一直保持着惊人的准确性，量产及低价迅速打开了数倍于军需的民用市场，这个市场又反过来强力支撑了未来的芯片销售。 芯片和晶体管尺寸不断缩小的关键在于光刻技术的进步，光刻机是尖端芯片制造中的核心设备之一。莱斯罗普发明光刻技术时，使用的光源是最朴素的灯光，但是想要制造更小的晶体管，蚀刻的尺度就要更小，需要的光波波长就要更短，光波波长已成为决定摩尔定律是否能够持续生效的关键因素。继可见光后，光刻机公司先后推出了波长248纳米或193纳米的深紫外光（DUV）和13.5纳米的极紫外光（EUV）。EUV光刻机是我们这个时代最大的技术赌注之一，经历30年的研发、累积数百亿美元的投资和一系列的技术创新，到2015年左右，荷兰阿斯麦（ASML）生产的EUV光刻机投入商用，每台EUV光刻机的成本超过1亿美元。 阿斯麦垄断了高端光刻机的制造，但其供应链是复杂的，据估计，阿斯麦本身只生产了EUV光刻机部件的15%。EUV光刻机拥有全世界最先进的部件、最纯净的金属、最强大的激光器和最精确的传感器，其中，仅一台激光器就需要457329个部件。如此复杂的尖端机器不可能仅靠一家公司实现，一国也难，因为这不仅关乎大量财力投入，还关乎大量技术积累，护城河如此宽深的行业，不是一朝一夕能完成替代的。英特尔、三星和台积电都曾是阿斯麦的大股东（现有股比已大大下降，三星已退出），阿斯麦的光源技术来自于美国的西盟（已被阿斯麦收购），激光器来自德国的通快，反射镜来自德国的蔡司......而这些公司的很多技术、设备又来自美国。 三、产业分工：芯片设计与芯片制造相分离 70年代，芯片设计与芯片制造相分离。起初，芯片制造商集成了设计与制造，比如仙童和英特尔，都拥有自己的晶圆厂。但随着芯片制造工艺的升级，投资建造一个晶圆厂变得越来越难以负担。 70年代后期，两位美国科学家康维（Lynn Conway）和米德（Carver Mead）改进了芯片设计的规则，并提出了代工厂的概念，这一理念使得芯片厂商可以仅专注于设计，而将生产环节外包，从而大大降低了芯片初创企业的行业门槛。芯片行业迎来了自己的“古腾堡时刻”。80年代，涌现出一系列芯片设计创业公司，经过多年行业洗牌，如今，世界上几乎每一块芯片都使用至少一家美国公司的设计软件，这三家公司就是芯片设计领域（EDA，Electronic Design Automation）的三巨头——楷登、新思和明导（后为西门子收购）。 那么芯片的制造能力去了哪里呢？答案是大部分都去了台湾（台积电）。 2023年，台积电在芯片代工领域的市场份额仍然超过50%，占据绝对主导。台积电的创始人张忠谋从芯片的“古腾堡时刻”看到了代工市场的未来。1987年，时年54岁的张忠谋从美国回到台湾，成立了台积电（Taiwan Semiconductor Manufacturing Company，TSMC），台当局提供了48%的启动资金，飞利浦出资5800万美元，持股27.5%，剩余资金从台富商处筹集。台积电成立之初就明确了自己的定位，即永远不会成为客户的竞争对手，承诺自己永远不会设计芯片，只根据客户要求制造芯片。苹果、英伟达、高通、AMD等都是台积电的主要客户。华为2019年的时候是台积电的第二大客户，华为海思设计芯片，制造外包给台积电。 除了台积电，三星（韩国）、格罗方德（美国，由AMD设立，后分拆独立）、联电（台湾）也是全球主要的芯片代工厂。 中芯国际（SMIC）是我国对标台积电设立的芯片制造企业，2000年由从美回国的张汝京创办，2004年在纽交所上市。2023年，中芯国际在芯片代工领域的市场份额为5%-6%，大约排名第五。 芯片代工领域的发展趋势是市场集中度越来越高，小代工厂的空间逐渐被压缩。因为芯片代工前期投入大、设备更新密集且成本昂贵，做大做强的关键在于规模化生产，并且需要建立庞大坚韧的供应链体系，这些条件大厂才能够更容易做到。目前，全球只有台积电、三星有能力量产最尖端芯片（7纳米及以下），格罗方德、联电暂止步于14纳米工艺，中芯国际正在努力追赶台积电脚步，不过仍有至少三年的技术代差。 四、产品细分：当今各大芯片企业 本书将芯片分为三大类，第一类是逻辑芯片，指运行计算机、服务器、手机等的处理器芯片。第二类是存储芯片，主要包括DRAM（提供计算机运行所需的短期内存）和NAND（随着时间推移记住数据）芯片。第三类芯片较为分散，包括将视觉或音频信号转换为数字数据的传感器等模拟芯片、与手机网络进行通信的射频芯片等。 第一类逻辑芯片领域。英特尔在计算机和服务器使用的处理器芯片设计和制造领域占据重要地位，苹果设计自己的处理器芯片，并且还开始越来越多地设计配件的辅助芯片。随着人工智能的崛起，掌握更为高效的图形处理器芯片（GPU）设计技术的英伟达、AMD正在快速壮大。 1.英特尔在个人电脑和服务器市场占据重要地位。英特尔是芯片业的元老，由芯片“黄埔军校”仙童半导体出走的罗伯特·诺伊斯、戈登·摩尔等人创立。英特尔目前仍然是美国最大、最先进的芯片制造商。1978年，英特尔在推出x86架构，该架构至今仍然是个人电脑和数据中心的行业标准，定义了微处理器芯片的运算规则，如今，全世界只有三家公司拥有生产x86芯片所需的知识产权，他们分别是英特尔、AMD以及台湾的小公司威盛。80年代，英特尔开发的CPU芯片就使用x86架构。CPU芯片在电脑和数据中心中相当于“大脑”，目前大多数个人电脑处理器仍来自英特尔。与台积电放弃芯片设计、专注于芯片制造不同，英特尔坚持芯片设计与芯片制造相结合的集成模式，这在战略上也许是个好选择，但在财务上并不是，因为这种模式分散了英特尔的财力和精力，英特尔大多数竞争对手，比如AMD等，都放弃自己生产芯片。进入21世纪第二个十年，新的趋势是人工智能，但使用英特尔的CPU训练人工智能成本过高、时间太长，已经赶不上行业发展的需要，英特尔在芯片架构上的创新落后了。 2.苹果设计iphone的主处理器芯片，但将制造外包给台积电。在第一代iphone中，IOS系统由苹果设计，但处理器芯片的设计和生产都外包给了三星。不过，两年后，苹果就推出了自己设计的处理器A4。手机处理器的架构多由英国ARM公司授权，包括iphone，因为该架构更适用于移动便携设备。苹果自己并不生产芯片，如今，只有台积电具备制造苹果所需芯片的能力。手机与电脑不同，一部iphone由不同的模组构成，而每个模组里都包含不同功能的芯片（本书所指的第三类芯片）——用于连接蜂窝网络的调制解调器和射频芯片，用于Wi-Fi和蓝牙连接的芯片，用于摄像头的图像传感器芯片，存储芯片，管理电池、音频和无线充电的芯片等，这些芯片由不同的供应商提供，比如调制解调器和射频芯片主要由高通提供，图像传感器芯片主要由索尼提供等。这些模组部件的组装大部分放在富士康。 3.高通在无线通信芯片市场几乎处于垄断地位。1985年，通信理论教授欧文·雅各布成立高通，他预判移动通信市场将出现爆炸式增长，建议在有限的无线通信频谱空间内尽可能打包塞入更多的移动呼叫数据，解码这些打包数据相对应就需要更大的计算能力，这就催生出了对无线通信芯片的需求，高通就是基于此建立的。高通销售拥有破译打包通讯信号能力的专用芯片，该专利是现代移动通讯的基石。高通通过销售芯片和许可知识产权，每年获得千亿美元收入。同样，高通自己不制造芯片，它外包给三星或台积电生产。 4.英伟达抓住了AI的时代潮流，是GPU芯片的主导者之一。GPU芯片在快速进行简单计算的同时，还可对大量像素进行着色，快速渲染3D图像，所以广泛应用于游戏领域。GPU芯片的特性使其还被运用于其他领域比如计算化学和天气预报。GPU与CPU的不同之处在于，CPU是逐条处理数据，而GPU可以同时处理多条数据，训练人工智能恰好需要能够同时处理大量数据的芯片，使用GPU训练人工智能识别图像所需的时间比CPU大大减少。英伟达很敏锐地捕捉到了产品光明的前景，押注在人工智能上，英伟达顺势而起。英伟达也不制造芯片，其芯片主要由台积电制造，正因如此，1993年，初创的小公司英伟达不需要费劲筹集巨额资金建设晶圆厂，使用有限的资源快速构建起其独特的软件生态系统。 第二类存储芯片领域，产业能力集中在日韩。 韩国、日本、美国占据了存储芯片的大部分市场份额。DRAM和NAND为两种主要的存储芯片类型，韩日厂商后来居上，赶超美国，现在为世界上存储芯片的主要生产商。DRAM三大生产商分别为韩国三星、SK海力士以及美国的美光。NAND前三大生产商分别为三星、SK海力士和日本的铠侠。

先读了余盛的那本《芯片战争》，再读了这本，因为是连续看的，所以对两本书的差异有较深的体会。 整体来说，个人更喜欢余盛的那一本。 两书都是对半导体和芯片的发展史做了一个概述，无论是推进过程还是出现的关键人物上都很相近，但是整体的观感却相差极大。 米勒这本对很多专业术语的解释更为通俗易懂一些，包括真空管、芯片和光刻掩膜等，让人能够以比较形象的方式去理解。同时，这本书读起来的小说感更为强烈一些，主要是写作手法所致，章节中会频繁出现 "在某天的几点几分" 或是 "某某驶入了TI的停车场" 这样的描写。 两本书也在很多观点上有着一致性，例如他们都强调了商业成功和利润回报对芯片行业的重要性（这点和搞核武器有着巨大区别），或是对创新和风险之间相权衡的看法。 然而最大的 "相似性"，就在于讲到中国的时候，都是完全站在自己国家的角度去写书了，充分体现了各自不同的意识形态。 但是余的那本主要是在最后几章节集中做了这方面的输出，而米的这本完全是贯彻始终，甚至在后半段某些章节有一些双标，让人一脸问号。 作者往往还会前脚提到制裁，后脚就说中国主动不拥抱全球化，指出中国呼吁减少进口，自行发展对多国的安全造成了威胁。 当然了，这其中所带着的一些大实话，让人颇有感悟。 我印象非常深刻的就是作者有两段关于 "政府主导创新就不是创新" 的评论，米勒认为创新和探索作为一个风险项，和政府求稳保守的作风是冲突的，两者很难权衡。"职业发展需要他们成为一个更好的官僚，而不是设计新产品或开拓新市场"，真是一语中的。 除了明显有偏向性的叙述口吻，我觉得这本书还有个不足点在于对整个时代进程的背景细节描写实在是太少了，例如在很多关键节点上，米勒完全忽略了政府在其中扮演的角色，在美日半导体的交锋上几乎完全没有提到美国政府的一些手段，只是提到了譬如经济危机之类的结果，但是却没有因果。 其他篇章更是寥寥数语就带过相关的话题，实际上是不太合理的，所以有时候读起来还稍有些个人英雄主义的味道。 在这样一本书的评论中，其实自然而然就会出现很多所谓的爱国党和恨国党，略显极端。 我的看法其实在评论中也有所说到，发展这个事情是有其历史原因在的，在别人造高楼大厦的时候，我们还在勒紧裤腰带搞发展，到今天能躺在空调间用着千兆网点外卖送上门，任何人都无法否定之前几代人的努力。 一种体制，它强于某些事情，也必然会弱于另外一些事情，没有什么完美答案。 不论是芯片还是其他的，我认为还是要正视优缺点，看到不足或是抱有希望，都不要夸大其词。 前几代人的奋斗成果，就是我们今天所处的生活，有好的，也有不够的，那对于不够的地方，就是你我这一代人的事儿了。如果此刻只是愤懑不平而做不出什么实事，那下一代人再看你我，就只能是剩下遗憾了。 最后，仍然是给到了这本书低分。虽然有好几句引人思考的句子已经默默记下了，但作为芯片史的科普，余的版本真的详尽很多，也少了很多引起口舌之战的输出，更有很多企业和国家之间的明争暗斗写得颇为波澜壮阔，在这本书的评价里就不多加赘述了。

# 都是高科技，中国以前能搞出核武器，是否代表现在也能搞出高端芯片呢? 核武器和高端芯片的本质区别在于，核武器大部分属于政治产物，它基本上不考虑商业因素；而芯片大部分属于商业，它必须基于商业逻辑运转。从技术角度而言，核武器是可堆积无需快速迭代的简单产品，而高端芯片却属于不可堆积而需复杂供应链及时响应需要根据市场不断迭代的复杂产品。 核武器其实是个“简单”技术，是可堆积的。中国当初研发核武器的时候，美国和苏联已经有现成的成功经验，大家比较清楚基本原理，研发方向非常明确，涉及的技术项目非常有限。而且搞核武器不需要考虑商业上的盈利：只要能做出来就足以形成核威慑。 搞核武器，你只需要在最核心的地方，有几位像邓稼先这样最聪明的、不可堆积的人才，他们下面再配上几百名善于做计算、能根据他们的思路完成任务的工程师和科学家，其余都是工人和士兵等可替换的人，要多少有多少，都是可堆积的。 更重要的是，制造核武器不是商业行为而是政治行为，这样不必考虑成本与利润，不用考虑供应链的精细化响应，只需要行政命令就可获得无限制的资源供给。它对供应链不敏感，可以不计成本的进行制作，不需要批量规模化生产，只要能生产出来即达到威慑目的。 而要造芯片是一个精细化系统工程，从芯片设计软件到光刻机，再到硅材料，每一个步骤都需要很多个聪明人的奇思妙想，这里没有“大力出奇迹”。你需要成千上万个“邓稼先”，而且他们必须都在自己的行业里做得有相对核心竞争力。 芯片的科学原理没有秘密，都是公开的。但是要做到技术上的可行性，尤其是商业上的可盈利性，相对更复杂。花一亿元人民币造出一颗芯片是没有任何意义，芯片制造必须保证大规模低成本制造、保证良品率、保证产品迭代速度，还得符合和满足市场需求。 米勒在【芯片战争】中以生产5纳米以下芯片的EUV(极紫外光)光刻机为例。光刻机最初的设计原理来自美国，实际形成产品的是荷兰的阿斯麦(ASML)公司，它用了30年的研发才完成了商业化。而阿斯麦并不是自己独立研发，它始终需要各大公司的投资和合作，尤其是需要上千家小型高科技公司做零部件供应商。比如EUV光刻机中的激光器是德国一家公司受命研发出来的，它有457329个部件，所有这些零部件哪怕有一个性能不达标，光刻机的性能就会大打折扣。 为此，高端芯片制造需要的不是一个大项目，而是一整个供应链和生态系统。而这样的系统，只能由全世界顶尖科技公司共同合作完成。

《芯片战争》书评 2026.2.19 当年我考大学的时候，还没有张雪峰这样的老师出现，学生和家长报考志愿的时候，对就业形势也并不太清楚，属于两眼一抹黑的状态，随机性很强。正好看到有个专业叫“微电子技术”，因为当时对物理很感兴趣，就觉得这个应该是尖端物理，就报了这个志愿，又糊里糊涂的被录取了。 被录取后发现，原来这个专业原本叫“半导体专业”，为了好招生，把名字改为“微电子技术”。当然很多年前，“半导体”还特指收音机。大概20年前，上到大三，发生了三件事。第一是，教我们《半导体工艺》的老师，从日本留学归来，给我们将日本的微电子技术，特别是洁净度要求，每立方毫米里，有多少个尘埃。而且日本半导体行业要求洁净度高的实验室，没有门口；每个工作人员每天都要潜入水下再进入实验室，确保实验室的洁净度要求。当然，还说了当时令人咋舌的事情，就是日本的物价，10元钱7根韭菜（当时的食堂，一个馒头0.3元），所以华人在日本当时根本吃不起韭菜馅饺子。第二个事情，就是说国家正在大力发展微电子产品，李鹏从总理基金拿出40亿，上海地区筹集了20多亿，在上海成立晶圆厂，叫华普。不过后来因为“华普”在上海话发音像“滑坡”，所以改为华虹（就是现在的华虹前身）。第三是，整个国家的微电子产业非常落后，大学毕业找不到工作，所以从那年起，“微电子技术专业”又改名为“电子科学与技术”。都说微电子专业的出路要么是做设计，要么去做工艺，可当时国内的芯片设计产业和晶圆厂都处于非常落后的程度，Windows+Intel还是统治着全世界。 大学期间，系统学习了拉单晶硅，设计、光刻、半导体物理技术，晶体管技术等。这些当时看起来没啥用，而现在成了特别火爆的专业，真是风水轮流转。 大学毕业留校，《半导体物理》讲了5遍，从晶格开始讲起，讲掺杂，讲电子和空穴，讲P极和N极，讲PN结，讲爱因斯坦方程式，到这本书的最后，才讲到微电子行业里最基本的元器件--二极管（PN结）。后来院长让我去进修学习大规模电路设计。经过调研了解到，当时全国最强的是清华数字，复旦模拟和东南大学的射频。由于一些原因，最后去了复旦，有幸接触到微电子学术/产业里比较牛的唐璞山老师，闵浩老师。 后来离开大学，加入了一个做芯片软件的公司，也算本专业，毕竟还是围绕芯片做；但也不完全算，因为既没有做芯片设计（Fabless），也没有做芯片工艺（晶圆厂）。在这个公司，从中国走向国际，所使用的芯片制程也从130nm到110nm。 后来断断续续的一直在这个行业里，兜兜转转，直到最近几年又回到了这个行业，一家真正做芯片设计的Fabless的公司，没想到人生的路最开始就是给了直接而明确的指引。因为有“微电子专业”的经验，又有国际的应用经验，所以身份转换比较快地适应。 趁着过年期间看到这本《芯片战争》，结合自己的微电子产品知识和实践知识，思绪万千。其实美国打压我们的时候14nm以下的先进制程，这对手机等先进设备来说很需要。但是对于大部分电子产品，包括工业级、车规级甚至航天级，28nm目前其实是绰绰有余的。这就是美国祭出301法案，对我们的直接伤害还是有限的。也不是说14nm不重要，对目前来说没那么重要，但是对未来还是非常重要的。就像美国去年由于我们对其制裁的稀土让他们采用“以时间换稀土”的策略，我们也是如此，以时间换空间，凭借14亿人的智慧，通过时间的累计，突破先进制程真的也只是时间问题。虽然光刻机确实很有难度，但是将来一定是有办法解决的。 不过半导体产业确实存在很大的不确定性，正如联发科的蔡明介那个著名的“一代拳王”理论，任何一家半导体公司，一个芯片公司的营收必须超过10亿美元，才称得上在这个行业里刚刚立足。而且如果想继续保持领先，必须把上一代赚到的大部分钱押宝到下一代产品中去，而且还不确保成功。 你看Intel和AMD的故事就知道了。Intel赢得了X86架构的全胜，AMD最惨的时候，股价低于1美元，不得已把IC版图设计（所谓的芯片行业里的“源代码”）通过取巧的方式卖给了海光信息，还不被美国政府制裁。与此同时，AMD从IBM的芯片团队请来了传奇人物Lisa Su（苏黎姿），一举突破7nm，在X86的服务器领域超过Intel，股票飙升至200多美元。Intel因为错过了Apple和ARM，开始步履维艰。 写到这里，正好看到一篇问题，说GPU和ARM开始失宠，因为Intel的X86比GPU效率更高，更少空转。 或许正是这种不确定性，才是生命的精彩之处，才是你我他的机会。

芯片产业的市场竞争，原本只限于商业竟争范围内，虽偶有政治干扰，但影响还不大。2016年3月，美国开始对中兴制裁后，中美之间的芯片业竞争就逐步升级为一场没有硝烟的战争了。这是一场中国输不起的战争，如果输了，像斯诺登披露的监听只是小菜一碟，利用软硬件后门，造成类似对伊朗核设施和委内瑞拉电网那样的破坏，甚至出现把寻呼机和对讲机变成炸弹，伤及每个平民之类的事也不会匪夷所思。借助中国独有的集中力量办大事和超强的执行力，在芯片产业上，中国也应能很快取得像两弹一星和航天航空那样的成就。但八年多过去了，在高端芯片上，中国仍在被美国卡脖子。那么问题出在哪里呢？读过克里斯·米勒所著的《芯片战争一一世界最关键技术的争夺战》和于盛所著的《芯片战争》后，感觉似乎找到了一点解题线索，关键应该是国内芯片业顶尖人才的极度缺乏。

《芯片战争》——乏善可陈的芯片简史 克里斯·米勒的《芯片战争》是我在这个学期读完的第一本书。就我这几年逛书店的经历来看，这本书一直摆在各种连锁书店的书架上相对引人注目的位置，想必卖的不差。读这本书有两个原因，一是从这个大二开始我转入了微电子专业，想在高中涉猎电子硬件的基础上对芯片行业及其历史有稍微更深入的了解；二是作为一部畅销书来说，也可以在课余提供一点消遣。 磨磨蹭蹭了快两个月后，在繁重课业的焦虑之中我终于把这本平淡的小书读完了。正如标题所写的那样，本书可以说是非常一般的科普类历史读物。过于冷静的笔调背后是缺乏激情的叙述，读来乏味。各个章节之间没有强关联性，就算在段落之间也偶有突然的跳跃，把我从一件事突然带到另一件事上，一次次的打断阅读节奏，让人很是烦恼。整本书就像将各种新闻报道上的字句黏贴在一起，仿佛一篇篇参考报道的合集，内在关系混乱，索然无味。 作为一本简史向的书籍，不要求能把各种史料融合的浑然天成，也不要求能把历史讲成脱口秀那般妙趣横生，但至少面向大众要做到有让人读下去的欲望、语句读的通顺，而不是如同专业文献那样干巴。我到现在依然记得高中时读过的一本书《上帝之饮》，它主要讲述了啤酒、葡萄酒、烈酒、咖啡、茶、可乐6种饮料的简史及其对人类文明发展的影响，虽然不能说写的有多么细致多么严谨，但它做到了有趣、叙述通畅，仅这两点就足够让我在高中一连几个晚自习都沉迷其中，让我至今对这本书仍有些印象。在我看来，这本《芯片战争》不能算出色的历史科普性读物。 在内容上，这本书对20世纪80年代后的芯片发展史的讲述也不够优秀。对于英特尔重心从dram转向微处理器、三星电子的崛起、芯片设计软件的发明、美苏对峙等内容，作者意图广撒网，想要包容所有这段时期各个地区各个领域的历史，结果却什么也没讲清楚。这一部分每一节都只有五六页的内容，这让每一段历史都过于精简过于碎片，就像维基百度上的条目一样，每一章都流于表面没有深度，各章节内在联系也不明晰，读后没有印象如同白读。这些文字仅仅是介绍性的。 总体来说，这本书在历史科普上勉强达到及格线。对于想要深入了解芯片历史的读者来说，我敢肯定有比这本更合适的；对于想消遣时间增添谈资的读者，它的翻译野实在拗口，有相当多译制腔的长难句。对于后一类读者，我想B站装机猿在2020年开始更新的《老猿说书》系列绝对是小白了解芯片半导体历史的不二之选。另外可能也有读者想借本书了解当前中国该如何应对芯片封锁和如何提升芯片技术，这个问题在序言中解释的很清楚，也比正文概括性强的多。 我阅读的是从zlib下载的电子版本，它的正文和注释是混在一起的，这让我的阅读体验大打折扣，建议想阅读电子版的书友去微信读书阅读。