《芯片戰爭:世界最關鍵技術的爭奪戰》是美國經濟史學家克里斯·米勒撰寫、蔡樹軍翻譯的科技類著作。該書以半導體產業全球分工為主線,追溯從冷戰至今的芯片技術發展歷程,闡釋芯片在現代軍事、經濟和地緣政治中的戰略地位。全書涵蓋美國通過技術博弈確立主導地位、臺灣半導體產業崛起、華為5G技術受限等案例,分析全球芯片短缺與供應鏈危機背后的國家競爭。書中提及美國《芯片法案》補貼政策、EUV光刻機研發困境等議題,揭示大國在人工智能與軍事技術領域的核心博弈。
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死亡螺旋
1986年,羅伯特·諾伊斯對一名記者說:“我們正處于死亡螺旋中。你能說出一個美國沒有落后的領域嗎?” 在更悲觀的時刻,諾伊斯想知道硅谷是否會像底特律一樣。在外國競爭的影響下,底特律的旗艦產業正在萎縮。硅谷與美國政府有著矛盾的關系。硅谷在要求獨立的同時,希望美國政府提供幫助。諾伊斯舉例說明了這一矛盾。他早年在仙童度過的日子里,既避免了五角大樓的官僚作風,也從太空競賽的冷戰中獲益。現在,他認為美國政府需要幫助半導體行業,盡管他仍
然擔心華盛頓會阻礙創新。與阿波羅計劃時代不同,到20世紀80年代,90%以上的半導體是由公司和消費者購買的,而不是軍方。 五角大樓很難重塑這個行業了,因為美國國防部不再是硅谷最重要的客戶。
此外,在華盛頓,對于硅谷是否值得美國政府幫助,人們幾乎沒有達成一致意見。畢竟,從汽車到鋼鐵,許多行業面臨著日本的競爭。美國芯片行業和美國國防部認為半導體是“戰略”行業。但許多經濟學家認為,“戰略”沒有被很好地定義。半導體比噴氣發動機更具“戰略性”,還是工業機器人更具“戰略性”?薯片和電腦芯片有什么區別?
里根政府的一位經濟學家的話被廣泛引用:“它們都是‘薄片’。這一張100美元或另一張100美元都是100美元。”這位被質疑的經濟學家否認曾將土豆與硅進行比較。 有一點是合理的,如果日本公司能夠以較低的價格生產DRAM芯片,那么美國最好購買它們并將節省的成本收入囊中。如果是這樣的話,那么美國的計算機價格應該變得更便宜,計算機行業可能會發展得更快。
半導體的問題是由在華盛頓的游說團體解決的。硅谷和自由市場經濟學家一致同意的一個觀點是稅收。諾伊斯向國會作證,希望國會支持將資本利得稅從49%降至28%,并主張放松金融監管,讓養老基金投資于風險投資公司。 在這些變化之后,大量資金涌入帕洛阿爾托沙山路的風險投資公司。接下來,美國國會通過《半導體芯片保護法》(Semiconductor Chip Protection Act),加強了對知識產權的保護。此前,英特爾的安迪·格魯夫等硅谷高管向國會作證,日本公司的“合法復制”正在損害美國的市場地位。
但隨著日本DRAM市場份額的增長,減稅和版權變更似乎還不夠。五角大樓不愿將國防工業基礎押在版權法的未來影響上。硅谷的首席執行官們游說要求更多的幫助。諾伊斯估計,20世紀80年代,他在華盛頓度過了一半時間。杰瑞·桑德斯抨擊了日本所追求的“補貼、培育、瞄準和保護市場”。桑德斯宣稱:“日本的補貼已經達到了數十億美元。”即使在美國和日本達成消除半導體貿易關稅的協議之后,硅谷要向日本出售更多芯片仍很艱難。貿易談判代表把與日本人的談判比作剝洋蔥。一位美國貿易談判代表報告說:“整個事情就像一種禪宗體驗。”討論以“洋蔥是什么”等哲學問題結束。美國DRAM芯片在日本的銷售幾乎沒有起色。
在五角大樓的慫恿和工業界的游說下,里根政府最終決定采取行動。即使像里根的國務卿喬治·舒爾茨(George Shultz)這樣的前自由貿易者也得出結論,只有在美國威脅征收關稅的情況下,日本才會開放市場。美國芯片行業對日本公司在美國市場“傾銷”廉價芯片提出了一系列正式投訴。日本公司銷售低于生產成本的說法很難被證明。美國公司引用了日本競爭對手的低資本成本,日本回應稱,整個日本經濟的利率都較低。雙方都有道理。
1986年,隨著關稅威脅的逼近,華盛頓和東京達成了一項協議。日本政府同意對其DRAM芯片的出口設定配額,限制向美國出售的DRAM芯片數量。該協議通過減少芯片供應,推高了日本以外所有地區的DRAM芯片的價格,從而損害了日本芯片最大買家之一的美國計算機生產商的利益。更高的價格實際上讓日本的生產商受益,它們繼續主導著DRAM市場。 大多數美國生產商已經在退出生產存儲芯片市場的過程中。因此,盡管美國和日本達成了貿易協議,但只有少數美國公司繼續生產DRAM芯片。貿易限制重新分配了科技行業的利潤,但并不能挽救美國大部分存儲芯片公司。
美國國會嘗試了最后一種幫助方式。硅谷的抱怨之一是,日本政府幫助企業協調研發工作,并為此目的提供資金。美國高科技行業的許多人認為,華盛頓應該復制這些策略。1987年,美國一群領先的芯片制造商和美國國防部成立了一個名為Sematech的財團——一半由業界出資,一半由五角大樓出資。
Sematech的理念是,該行業需要更多的合作才能保持競爭力。芯片制造商需要更好的制造設備,而生產這種設備的公司需要知道芯片制造商在尋找什么。設備公司的首席執行官抱怨說:“像TI、摩托羅拉和IBM這樣的公司……不愿意公開它們的技術。”設備制造商如果不了解這些芯片公司正在開發的技術,就不可能向它們出售制造設備。與此同時,芯片制造商抱怨它們所依賴的機器的可靠性。一名員工估計,20世紀80年代后期,英特爾的設備由于維護和維修只運行了30%的時間。
諾伊斯自愿領導Sematech。事實上,他已經從英特爾退休了。十年前,他將權力移交給了戈登·摩爾和安迪·格魯夫。作為集成電路的共同發明者和兩個美國最成功創業公司的創始人,他擁有業內最好的技術和商業資歷。沒有人能比得上他在硅谷的魅力和人脈。如果說有人能重振芯片產業,那只能是這位創造了芯片產業且名聲顯赫的諾伊斯。
諾伊斯領導下的Sematech是一個奇怪的混合體,它既不是一家公司,也不是一所大學,更不是一個研究實驗室。沒有人確切地知道它應該做什么。諾伊斯一開始試圖幫助GCA等制造設備公司,其中許多公司擁有強大的技術,但難以創建持久的業務或有效的制造流程。Sematech組織了關于可靠性和良好管理技能的研討會,提供了小型的MBA(工商管理碩士)課程。 Sematech還在設備公司和芯片制造商之間進行協調,以優化它們的生產計劃。如果光刻或沉積設備沒有準備好,芯片制造商就沒有必要準備新一代芯片制造技術。設備公司不想推出新機器,除非芯片制造商準備好使用新機器。Sematech幫助設備公司和芯片制造商就生產計劃達成一致。這并不完全是自由市場,但日本最大的公司在這種協調方面表現出色。不管怎樣,硅谷還有別的選擇嗎?
諾伊斯的重點是拯救美國的光刻業。在Sematech中,51%的資金流向了美國的光刻機公司。諾伊斯簡單地解釋了這個邏輯:光刻機公司得到了一半的錢,因為光刻機公司是芯片行業面臨的“一半問題”。
沒有光刻機,公司就不能制造半導體,美國僅存的主要生產商仍在苦苦掙扎。美國可能很快就會依賴外國設備。1989年,諾伊斯在美國國會作證時宣稱:“在很大程度上,Sematech的成功與否,可能會由它在拯救美國光刻機制造商方面有多成功來判斷。”
這正是光刻機制造商GCA的員工希望聽到的。在該公司發明了步進式光刻機之后,五年的管理不善和運氣不佳使GCA成為一個小公司,使其遠遠落后于日本的尼康和佳能(Canon)以及荷蘭的阿斯麥。當GCA總裁彼得·西蒙(Peter Simone)打電話給諾伊斯,討論Sematech能否幫助GCA時,諾伊斯直截了當地告訴他:“你已經完了。”
芯片行業幾乎沒有人能看到GCA如何復蘇。諾伊斯創立的英特爾嚴重依賴GCA的主要日本競爭對手尼康。西蒙提議:“你為什么不來一天呢?”他希望說服諾伊斯GCA仍然可以生產尖端機器。諾伊斯同意了,當他抵達馬薩諸塞州時,他當天決定購買價值1300萬美元的GCA最新設備,并將這作為與美國芯片制造商分享美國制造的半導體設備,從而鼓勵它們購買更多國產工具計劃的一部分。
Sematech在GCA上下了巨額賭注,授予該公司生產深紫外光刻設備的合同,這是該行業最前沿的技術。GCA的成績遠遠超出預期,沒有辜負其早期的技術輝煌聲譽。不久,獨立行業分析師將GCA最新的步進式光刻機描述為“世界上最好的光刻機”。該公司甚至贏得了客戶服務獎,擺脫了平庸的名聲。GCA機器使用的軟件比日本競爭對手的要好得多。一位測試GCA最新機器的TI光刻專家回憶道:“它們走在時代的前列。”
但GCA仍然沒有一個可行的商業模式。“超前”對科學家有好處,但不一定對尋求銷售的制造企業有好處。客戶已經對尼康、佳能和阿斯麥等競爭對手的設備感到滿意,他們不想冒險購買一家未來不確定的公司的新工具。 如果GCA破產,那么客戶可能很難獲得備件。除非一個大客戶能夠被說服與GCA簽訂一份重要合同,否則該公司將陷入崩潰。盡管Sematech提供了7000萬美元的支持,但GCA在1988—1992年仍然虧損了3000萬美元。即使是諾伊斯,也無法說服他創立的英特爾放棄對尼康的忠誠。
諾伊斯是GCA在Sematech的最大支持者,他1990年在晨泳后死于心臟病。他創建了仙童和英特爾,發明了集成電路,并將支撐所有現代計算的DRAM芯片和微處理器進行商業化。但諾伊斯的魔法被證明對光刻機技術無能為力。到1993年,GCA的所有者——一家名為通用信號(General Signal)的公司,宣布將出售或關閉GCA。隨著時間越來越接近所設定的最后期限,通用信號找不到購買GCA的買家。
Sematech已經為GCA提供了大量資金支持,因此決定退出。GCA最后一次呼吁美國政府提供幫助,基于外交政策考慮,美國國家安全高級官員考慮是否需要拯救GCA。他們得出的結論是什么也做不了。最后,該公司關門了,并將設備出售了,加入了一長串被日本競爭對手擊敗而消失的公司名單當中。
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