繁体中文版独家作者序 不断升温的晶片战,下一个关键点在哪?

 

 

「感谢台积电的每个人,尤其是张忠谋。」2022年12月6日,美国总统拜登在台积电即将在亚利桑那州凤凰城兴建的新晶圆厂Fab 21的设备移机典礼上说道。台积电将首次在台湾以外的地区建造先进的生产设施。台积电主要客户的执行长都出席了典礼,包括苹果的库克(Tim Cook)与AMD的苏姿丰(Lisa Su),显示他们支持在美国兴建更多的晶片产能。「各位,美国的制造业回来了,」拜登表示,「美国的制造业回来了!」

张忠谋偕同台积电现任执行长刘德音一起出席那场典礼。媒体采访时,张忠谋提出了不太一样的解读。「全球化几乎已死亡,自由贸易也几乎消失了。」他引用地缘政治变化来解释,「很多人仍希望它们能回来,1但我认为它们不会回来了。」

在晶片业,没有人比张忠谋更了解正在发生的变化。他在德仪开启职业生涯,当时德仪正专注为美军制造微电子产品。1960年代,他曾领导晶片业在台湾等国建造组装厂。「晶圆代工」模式正是张忠谋的发想,这种模式把晶片设计从制造分离出来,然后针对制程,建立了一家规模庞大又极其成功的公司。张忠谋比任何人更贴近那个把美中台紧密交织在一起的超复杂供应链枢纽,也更贴近那些扯断供应链的军备竞赛与地缘政治竞争。

拜登造访亚利桑那州的同时,台积电也宣布将把在亚利桑那州的投资规模扩充为原来的三倍,达到400亿美元,其中包括兴建一座预定于2026年导入23奈米制程的晶圆厂。在典礼上,张忠谋把在美国建立晶圆厂比喻成一个「梦」,但他对于在美设厂的前景3并不是一直那么振奋。2022年4月,张忠谋受访时表示,台积电在亚利桑那州的投资是「在美国政府的敦促下」进行的,并直指:「决定当时,我已经退休了。4这个决定是由现任董事长做的。」

张忠谋解释,他对于亚利桑那州的明显疑虑,源自于台积电以前在美国投资的经验。1997年,张忠谋在华盛顿州设立一家名为WaferTech的小厂,结果令人失望。张忠谋回忆道:「刚开始的时候,工厂混乱到不行,意外频传。」他指出,即便是今天,该厂的成本也比台湾的同级工厂高出约50%。因此,张忠谋在2022年4月时曾表示,美国为了推动国内晶片制造所投注的任何心血,都将是「非常昂贵的徒劳行动」。他也很快补充道:「我是假设不会发生任何战争。坦白讲,如果台湾海峡爆发战争,那我认为5美国要担心的,不单只是晶片而已。」

然而,美方对战争的担忧正持续升温。2022年稍早,普丁发动大军入侵乌克兰,震惊了美国。数以万计的俄军涌入乌克兰边境,乌克兰的城市被战机轰炸,关键的基础设施也被飞弹攻击。许多人天真地以为欧洲不可能发生大规模的传统战争。许多人认为俄罗斯的精英阶层唯利是图、沉迷于他们停泊在法国蔚蓝海岸的游艇,因此不会为了乌克兰这个欧洲贫国而冒险发动战争。普丁竟然打着建立在历史迷思上的激进民族主义,愿意让他的国家陷入血腥战争、让俄国的经济陷入痛苦的危机,此举震惊了西方国家。以前大家以为世界上的独裁者都是关注自身利益的理性政客。如今这种观点开始失去说服力,或者说,至少不再那么肯定。

突然间,中国领导人习近平的盘算似乎变得更加危险。毕竟,中国的军力持续壮大。人民解放军正在测试令美国国防部大感意外的6高超音速飞弹,中国正在扩大核武库的规模。2022年8月3日,美国众议院议长裴洛西访台(以往美国的国会议长亦曾访台),拜会了台湾总统蔡英文与张忠谋。中国还为此发表尖刻的声明,并发动了模拟封锁台湾的军事演习。

据报导,张忠谋告诉裴洛西,美国重建国内晶圆代工业的努力7注定会失败,但美国政府并不认同这番说法。在裴洛西访台六天后,拜登总统签署了国会以两党多数通过的〈晶片与科学法案〉(Chips and Science Act),提拨520亿美元来激励美国的晶片制造,同时拨出数百亿美元投资未来的科学与研发。白宫发布新闻稿,承诺该法将「降低成本」、「创造就业」、「强化供应链」,这一切都掀起了许多讨论。国会之所以通过这项法案,原因很简单:在台湾与中国以外的地区提供额外的晶片产能,以防战争爆发。

520亿美元的政府激励措施是吸引新投资的强烈诱因。美国商务部打算斥资390亿美元,直接补贴晶片制造——透过一系列的补助金与贷款担保,抵销建厂的巨额成本。此外,该法也提供逾120亿美元的资金,设立国家半导体技术中心(National Semiconductor Technology Center)及其他促进晶片业研发的措施。

除了这笔新资金以外,美国政府也祭出新招数。晶片法案中有一项条款规定,任何接受该法资助的公司,都不得投资中国的制造厂,只有低技术的晶片厂是例外。不仅包括三星、台积电等亚洲公司,也包括美光、英特尔等美国巨擘,多数主要的全球晶片制造商都在中国经营晶圆厂或组装厂。所以美国政府等于是对这些晶片制造商施压,要求他们在中国与美国之间做出选择。

两个月后的10月7日,随着拜登政府宣布对中国晶片业实施全面的出口管制,上述的压力又加剧了。美方采取双管齐下的策略:限制中国取得先进的GPU晶片,也牵制中国的晶片制造力,阻止中国在AI领域的进步。拜登的国家安全顾问杰克.苏利文(Jake Sullivan)在宣布这项消息的几周前做了一场演讲。他在演讲中提到,美方这样做的目标,是为了在先进晶片的领域「尽量维持最大的领先优势」。他表示:「我们以前是采取浮动法,也就是说,只需在技术上领先几代,但现在的战略环境已今非昔比。」

训练AI系统(如此一来,电脑才能发挥智慧,例如判断四脚毛茸动物是猫还是狗)需要名为GPU的先进晶片。全球GPU设计的龙头是美国的辉达(Nvidia),AMD紧追在后。中国也有几家公司设计GPU,尤其是壁仞科技(Biren),但相较于美国的竞争对手,它们的市场地位很小。这些晶片都必须以先进的工艺制造,这使得台积电与三星的晶圆厂成了关键的锁喉点。美国新祭出的出口管制,禁止向中国转移超过某个技术门槛的GPU,所以阻止了辉达在中国销售最先进的晶片,也阻止了壁仞把晶片交由台积电代工生产。

再者,为了让中国继续依赖进口的先进晶片,拜登政府大幅扩大了出口管制,禁止出口美制16奈米以下制程的晶片制造设备到中国(8台积电从2013年起开始生产这种晶片)。美国也对记忆体晶片设下类似的技术门槛。中国的主要晶片制造商,包括中芯国际(中国最大的逻辑晶片代工厂)及长江存储(即将在NAND快闪记忆体领域,达到世界级的技术能力),如今在取得制造设备方面都面临了巨大的挑战。

第三,制造晶片设备的中国公司,本来想像自己是ASML或应用材料公司(Applied Materials)的未来竞争对手,现在他们购买美国技术的能力也受到新的限制。此外,美国公民与绿卡持有者也禁止与某些中国半导体公司合作。由于曾留美深造或工作的中国晶片高管人数众多,许多人都受到这项新限制的影响。《华尔街日报》的分析发现,将有43名中国晶片公司的高管受到禁令的影响,较低阶员工9受到冲击的人数更多。如果没有美国的专业知识或机台(例如沉积超薄膜材料的机器),中国在晶片制造方面不太可能在短期内达到顶尖水准。

〈晶片与科学法案〉与新的出口管制措施的结合,大幅加速了半导体供应链早已开始的分化,导致外资对中国晶片业的投资几乎完全停滞。台积电、韩国SK海力士等仍在中国设厂的外国公司,如今若想把任何先进设备搬到自家的中国厂,都需要获得美国政府的许可,他们也必须避开〈晶片与科学法案〉设下的「护栏」。事实上,有好几个国家正在讨论限制对外投资(亦即管制中国晶片业投资的新规定),这又进一步阻止大家思考这方面的前景。

此外,在晶片制程的下游,电子公司正在重组供应链。多年来,个人电脑与智慧型手机的制造商主要是受到可靠性与价格的影响。现在他们做投资决策时,也会考虑政治与安全问题。笔电与伺服器的制造商惠普(HP)正在探索以墨西哥作为替代中国的生产中心。与此同时,苹果正把更多的iPhone、AirPods、MacBook的组装转移到越南与印度。一些分析师估计,到2025年,可能会有四分之一的iPhone在中国以外生产,目前几乎全都是在中国生产。最引人注目的是,据报导,戴尔(Dell)将在2024年以前逐步淘汰所有中国生产的晶片。中国不断上升的劳力成本,以及新冠清零政策所造成的破坏,导致企业开始变成只在中国制造技术较低的设备。不过,关键影响因素在于,这些公司与张忠谋不同,他们不太相信亚洲不会爆发战争。

在美国,〈晶片与科学法案〉使半导体业者宣布设立新厂的消息暴增。台积电不是唯一宣布开设新厂的非美国公司。据报导,三星正考虑在德州建新厂。生产空白矽晶圆的台湾公司环球晶圆(GlobalWafers)正计划在德州投资50亿美元建新厂。ASML正在扩建康乃狄克州的制造厂。

与此同时,美国晶片制造商也宣布了一系列建厂消息。美光承诺斥资200亿美元在纽约建新厂,那里离IBM历史悠久的纽约州生产中心不远,而IBM的生产中心也承诺斥资200亿美元升级。英特尔也表示将在俄亥俄州的新厂做金额类似的投资。德仪、沃孚半导体(Wolfspeed)、格芯(GlobalFoundries)等其他晶片公司都有新的投资计划。

当然,这些新厂的设立不全然是〈晶片与科学法案〉催生的。有些新厂是本来就有的兴建计划。此外,承诺投资200亿美元的新闻稿,也不保证公司一定会投入那么多资金。那些专案可能持续很多年,在那段期间,市场状况可能改变,优先顺位可能变动。不过,我们已经清楚看到〈晶片与科学法案〉的制造业激励措施将促成更多的晶片制造产能

这让其他拥有主要晶片业的国家感到紧张。欧盟也推出自己的晶片法案来因应,承诺提供数百亿欧元的资金,但计划的细节仍不明朗。韩国政府正在规划一套新的税赋优惠措施,以便与美国的〈晶片与科学法案〉竞争。日本政府成立一家新公司Rapidus,其商业模式很独特,是以较小批量生产先进晶片。与此同时,台湾的政治辩论则是把焦点放在,台积电到亚利桑那州、日本、其他地方的投资,会不会「掏空」台湾最关键的产业。然而,考虑到台积电的独特能力,再加上台积电最先进的制程仍留在台湾,这种风险其实被夸大了。

事实上,台湾晶片业面临的最大威胁仍是中国。不止台湾的军方必须担心中国,台湾的晶片制造商也必须担心中国。美国的出口管制,将在短期内阻止中国公司制造先进晶片。然而,中国拥有制造低阶晶片所需的一切设备。此外,近年来,中国政府承诺向晶片业投入巨额资金,其中大部分的资金已用来建设低阶晶片的产能。假设那些产能中有很多正式投产(虽然还不一定,但看起来很有可能),低阶市场将出现供过于求的局面。

低阶晶片过剩,对美国这样的国家来说不会有太大的影响。因为晶片制造外移,美国生产的这类晶片本来就不多。然而,这会对台湾造成很大的影响。尽管台积电的收入大多来自最先进的生产节点,但生产5奈米或3奈米晶片的成本非常高。制造它们所需的一切设备与工厂都是全新的,需要投入大量资金。相较之下,台积电仍在生产20年前的「先进」晶片。那些晶片的生产设备是几十年前购买的,因此套用会计术语来说,那些设备已经完全折旧。换句话说,台湾公司生产低阶晶片的成本很低,因此销售低阶晶片的利润很高。如果中国公司能靠政府补贴,以割喉价来抢占低阶市场的一大部分,台湾的晶片制造商将沦为输家。

当然,中国政府不见得会持续在晶片业挹注上百亿美元的资金。2014年左右,中国把晶片列为重点产业是政治决定,因此新的政治风向可能会导致中国政府改变重点产业。中国的补贴带来了一些暂时的成果,例如中芯国际有先进的逻辑晶片生产;壁仞有卓越的GPU设计。但如今,中国几乎各大成果都遭到美国新的出口管制。这使得「中国推动半导体自给自足」这件事,对中国战略目标的达成来说变得更加重要,但代价也更高。因此,目前笼罩晶片业的问题是,面对最近晶片战的局势升温,中国将如何因应:是让步,还是加码?

重要登场人物简介

 

 

张忠谋(Morris Chang):全球最重要的晶片制造商台积电的创办人,之前曾担任德州仪器的高阶主管。

安迪.葛洛夫(Andy Grove):1980年代与1990年代的英特尔总裁兼执行长,以强势风格及重振英特尔的事迹著称,着有《10倍速时代:唯偏执狂得以幸存》(Only the Paranoid Survive)一书。

派特.海格底(Pat Haggerty):德州仪器董事长,领导该公司专门制造微电子产品,包括为美国军方供货。

杰克.基尔比(Jack Kilby):1958年积体电路的共同发明者之一,长年在德仪任职,诺贝尔奖得主。

杰伊.莱斯罗普(Jay Lathrop):微影成像的共同发明者之一,曾在德仪任职。微影成像是一种使用特殊化学物质与光,对电晶体刻画几何图形的制程。

卡弗.米德(Carver Mead):加州理工学院教授,快捷半导体与英特尔的顾问,是一位对技术的未来充满远见的思想家。

高登.摩尔(Gordon Moore):快捷半导体与英特尔的共同创办人,1965年提出摩尔定律,该定律预测每个晶片的运算力每两年就会增加一倍。

盛田昭夫(Akio Morita):索尼共同创办人,合著《一个可以说NO的日本》一书,1970年代与1980年代代表日本企业登上世界舞台。

罗伯特.诺伊斯(Robert Noyce):快捷半导体与英特尔的共同创办人,1959年积体电路的共同发明者之一,人称「矽谷市长」,半导体制造技术联盟的第一位领导者。

威廉.裴瑞(William Perry):1977-1981年在美国的国防部任职,1994年至1997年担任国防部长,他主张使用晶片生产精准打击武器。

杰瑞.桑德斯(Jerry Sanders):超微半导体的创办人兼执行长,矽谷最狂妄的推销员,积极痛批1980年代日本不公平的贸易作法。

查理.斯波克(Charlie Sporck):在快捷半导体领导制造部门期间,推动晶片组装外移,后来担任国家半导体的执行长。

任正非(Ren Zhengfei):中国的电信与晶片设计巨擘华为的创办人,女儿孟晚舟于2018年在加拿大被捕,罪名是违反美国法律及试图逃避美国制裁。

术语表

 

 

安谋控股公司(ARM):一家授权晶片设计者使用指令集架构(Instruction Set Architecture,简称ISA,管理晶片运行的一套基本规则)的英国公司。ARM架构在行动装置中占主导地位,正逐渐抢占个人电脑与资料中心的市占率。

晶片(又称「积体电路」或「半导体」):一小片半导体材料,通常是矽,上面刻着数百万或数十亿个微型电晶体。

CPU(central processing unit):中央处理器,一种「通用」晶片,是个人电脑、手机、资料中心的运算主力。

DRAM(dynamic random access memory):动态随机存取记忆体,是两种主要记忆体晶片之一,用来暂时储存资料。

EDA(electronic design automation):电子设计自动化,用来设计电晶体上的晶片排列及模拟其运作的专门软体。

FinFET:鳍式场效电晶体,一种新的3D电晶体架构,2010年代初期首次采用,随着电晶体缩小到奈米等级,这种结构可以更有效地掌控电晶体的运作。

GPU(graphics processing unit):图形处理器(又称显卡、显示晶片或绘图晶片),一种有并行处理能力的晶片,可用于图形及人工智慧应用。

逻辑晶片(Logic chip):处理资料的晶片。

记忆体晶片(Memory chip):记忆资料的晶片。

NAND:又称「快闪记忆体」(flash),第二种主要的记忆体晶片,用于较长期的资料储存。

微影成像(photolithography):又称微影制程(lithography),这个流程是把光或紫外光照射到有图形的光罩上,接着光与光阻剂相互作用,在矽晶圆上刻下图案。

RISC-V:一种愈来愈受欢迎的开源架构,因为可免费使用,不像ARM和x86需付费。RISC-V的开发有部分是由美国政府资助,如今在中国很热门,因为不受美国出口管制。

矽晶圆(Silicon wafer):一种超纯的圆形矽片,通常直径是8或12吋,可以切割出晶片。

电晶体:微小的电子「开关」,可开启(产生1)或关闭(产生0),产生撑起所有数位运算的1与0。

X86:主导个人电脑与资料中心的指令集架构(ISA),英特尔与AMD是生产这类晶片的主要公司。

前言 矽时代──半导体定义的世界

 

 

2020年8月18日,美国驱逐舰马斯廷号(USS Mustin)独航穿越台湾海峡的北端,舰上的五吋砲口朝向南方,并重申这片国际水域并非由中国掌控——至少现在还不是。马斯廷号往南驶去时,强劲的西南风吹过甲板。高空云层在海面上投射的阴影,似乎一路延伸到福州、厦门、香港等大型港市,以及散布在华南沿海的其他港口。往东方看去,台湾岛在远端屹立着,一片人口稠密的广阔沿海平原,再远处是耸入云端的高山。船舰上,一名戴着海军棒球帽与外科口罩的海员举起双筒望远镜,扫视着地平线。这片水域上挤满了商业货轮,载着亚洲工厂生产的商品运向世界各地的消费者。

在马斯廷号上,一排海员坐在昏暗的房间里,面前一整排明亮的彩色萤幕,上面显示着飞机、无人机、船只、卫星所追踪的1印太地区动向资料。在马斯廷号的指挥驾驶室顶端,雷达阵列传入船上的电脑。甲板上,96个发射掩体已准备就绪,每个发射掩体都能发射导弹,精准地击中数十英里、甚至数百英里外的飞机、船只或潜艇。在冷战危机期间,美国军方曾扬言以核武保卫台湾,如今则是依赖微电子技术与精准打击。

随着这艘满载电脑化武器的马斯廷号驶过台湾海峡,中国人民解放军宣布在台湾周边举行一连串的报复性实弹演习,为中国官方报纸所谓的「武力统一行动」2进行演练。但在这一天,中国领导人担心的不是美国海军,而是美国商务部一项名为「实体清单」(Entity List)的规定。这项比较鲜为人知的规定,限制了美国技术向海外转移。之前,实体清单主要是用来阻止导弹部件或核武材料等军事系统的销售。然而,由于现在的军事系统与消费品普遍都有嵌入晶片,美国政府正大幅加强对电脑晶片的严格管控。

美国政府的目标正是中国的科技巨擘华为,该公司销售智慧型手机、电信设备、云端运算服务,以及其他的先进技术。美国担心,华为产品挟着中国政府的补贴优势,定价非常诱人,不久可能成为下一代电信网路的骨干。到时候,美国主宰全球科技基础架构的地位将会受到破坏,中国的地缘政治势力将会增强。为了因应这个威胁,美国禁止华为购买以美国技术制造的先进电脑晶片。

不久,华为的全球扩张戛然而止,整个生产线陷入停摆,营收大幅下滑,仿佛被掐住了技术命脉,陷入技术窒息。华为就像其他的中国企业一样,赫然发现它极度依赖外国人制造的晶片,因为所有现代的电子产品都靠晶片运作。

即便优势已大幅削弱,美国如今仍然牢牢掌控着矽晶片(这也是矽谷名称的由来)。中国现在每年进口晶片的支出,已经超越进口石油的支出。这些半导体嵌入中国国内消费或出口到世界各地的各种装置中,从智慧型手机到冰箱,不一而足。纸上谈兵的策略家曾指出中国面临「麻六甲困境」(Malacca Dilemma)──太平洋与印度洋之间的主要航运通道──以及中国在危机中取得石油与其他大宗物资的能力。然而,中国官方如今更担心的是这种以位元组衡量的科技封锁,而不是以桶为单位的封锁。中国把最优秀的人才与成千上百亿美元的资金投入开发自己的半导体技术,目的就是为了挣脱美国的3晶片锁喉(chip choke)策略。

如果中国在半导体上发展成功,将会重塑全球经济版图,重新界定军事力量的平衡。二次大战的结果是由钢铁与铝决定势力的消长;紧随其后的冷战则是由原子武器决定各方势力的盛衰。如今美国与中国之间的竞争很可能是由运算力决定。双方的战略家现在都意识到,所有的先进技术——从机器学习到导弹系统,从自驾车到武装的无人机——都需要先进晶片(更正式的说法是半导体或积体电路)。而晶片的生产掌控在极少数几家公司的手上。

矽打造的世界

一般人很少想到晶片,但晶片创造了现代世界。国家的命运取决于它们驾驭运算力的能力。如果没有半导体与电子产品的贸易,众所皆知的全球化不会存在。美国的军事霸主地位主要源自于它把晶片应用在军事上的能力。过去半个世纪以来亚洲的惊人崛起,也是建立在矽的基础上,因为这些不断成长的经济体已经把晶片制造及组装电脑与智慧型手机等产业加以专业化,这些产业全都是靠积体电路撑起来的。

运算的核心需要无数的1与0,整个数位宇宙是由这两个数字组成的。iPhone上的每个按钮、每封电邮、每张照片、每支YouTube影片——这一切最终都是由大量的1与0编写而成。但这些数字实际上并不存在,它们是电流的运算式,只有开启(1)、或关闭(0)两种选项。晶片是由无数电晶体所组成的网格,这些电晶体就是微小的电子开关,借由开开关关来处理这些数字,记住它们,并把图像、声音、无线电波等现实世界的动感转换为无数的1与0。

马斯廷号向南航行的同时,海峡两岸的工厂与组装厂正在为iPhone 12生产大量的零组件,当时距离2020年10月的iPhone发布日只剩两个月的时间。晶片业约有4四分之一的收入来自手机。而一部新手机的价格,有一大部分都是花在内建的半导体。过去十年,每一代iPhone都是采用全球最先进的处理晶片。总计,一部智慧型手机需要十几种半导体才能运作,不同的晶片分别管理电池、蓝牙、Wi-Fi、网路连线、音讯、相机等等。

这些晶片都不是苹果生产的,苹果是5采购大部分的现成晶片,例如来自日本铠侠(Kioxia)的记忆体晶片,来自加州思佳讯(Skyworks)的无线射频晶片,来自德州奥斯汀思睿逻辑(Cirrus Logic)的音讯晶片。苹果内部自行设计在iPhone作业系统上运作的超复杂处理器。但这家位于加州库柏蒂诺(Cupertino)的巨擘无法自己制造这些晶片。美国、欧洲、日本或中国的任一家公司也无法制造。如今苹果最先进的处理器——可说是全球最先进的半导体——只能由一家公司在一栋建筑内生产,这是6人类历史上最昂贵的工厂。2020年8月18日的上午,它距离马斯廷号的右舷仅几十英里。

半导体的制造与微型化,一直是我们这个时代最大的工程挑战。如今,没有一家公司能比台积电(TSMC)更精准地制造晶片。2020年,当全球因一种直径约100奈米(1奈米等于1米的十亿分之一)的病毒所造成的封城而动荡不安时,台积电最先进的Fab 18厂正在刻由微小电晶体所组成的微型迷宫,蚀刻出比新冠病毒的一半还小的图案(约一个粒线体的百分之一大小)。台积电以人类史上前所未有的规模,复制这个制程。苹果售出逾1亿支iPhone 12,每一支都采用A14处理晶片,那晶片上刻了7118亿个微小电晶体。换句话说,iPhone 12内建十几种晶片,在短短几个月内,台积电的Fab 18厂就为iPhone 12内建的一种晶片制造了超过1万兆(quintillion)个电晶体(1万兆这个数字有18个零)。去年,晶片业生产的电晶体数量,比人类史上所有其他产业的所有公司生产的所有商品的总和还多。任何东西的产量都无法与之匹敌。

仅仅60年前,一块先进晶片上的电晶体数量,8不是118亿个,而是4个。1961年,旧金山南部的小公司快捷半导体(Fairchild Semiconductor)发布一种名叫Micrologic的新产品,这是一种嵌入4个电晶体的矽晶片。不久,这家公司就设计出把12个电晶体嵌入晶片的方法,接着电晶体的数量又增至100个。快捷的共同创办人高登.摩尔(Gordon Moore)在1965年注意到,随着工程师学会制造愈来愈小的电晶体,每个晶片上可嵌入的元件数量每年都会增加一倍。这个预测——晶片的运算力将呈指数级成长——后来称为「摩尔定律」(Moore’s Law),并促使摩尔预测了一些装置的发明,那些装置在1965年看来简直不可思议,充满了未来色彩,例如「电子表」、「家用电脑」,甚至「个人随身通信装置」。从1965年展望未来,摩尔预测未来十年将呈指数级成长,但这种惊人的进步速度如今已持续了半个多世纪。1970年,摩尔创立的第二家公司英特尔(Intel)推出一款可储存1024条资讯(「位元」)的记忆体晶片,价格约20美元,亦即9每个位元约2美分。如今20美元可买到一个储存超过10亿位元的随身碟。

现在我们想到矽谷,脑中浮现的是社群网路与软体公司,而不是让矽谷得名的那个物质。然而,网路、云端、社群媒体,整个数位世界之所以存在,都是因为工程师学会掌控电子在矽晶片上流动时的最小移动。要不是处理及记忆1与0的成本在过去半个世纪大降了10亿倍,所有的大型科技公司根本不可能存在。

这种不可思议的进步,有部分要归功于杰出的科学家与荣获诺贝尔奖的物理学家。然而,不是每项发明都能开创出成功的新创企业,也不是每家新创企业都能催生出一个转变世界的新产业。半导体之所以能在社会上普及,是因为有企业开发出量产的新技术,是因为严苛的管理者不断地压低成本,也是因为充满创意的创业者想出运用半导体的新方法。摩尔定律的诞生,不仅是物理学家或电子工程师的故事,也是制造专家、供应链专家、行销经理的故事。

矽谷崛起与晶片供应链

旧金山以南的城镇在1970年代以前还不叫矽谷,那里成为革命的中心,是因为那个地方结合了科学专业知识、制造技术、充满远见的商业思维。加州有许多受过航空或无线电产业训练的工程师,他们从史丹佛大学或加州大学柏克莱分校毕业。由于美国军方想要巩固其技术优势,这两所大学都获得了充裕的国防资金。除了经济结构以外,加州的文化也一样重要。那些离开美国东岸、欧洲、亚洲去建立晶片业的人,谈到他们当初决定搬到矽谷的原因时,常提到矽谷给人一种机会无限的感觉。对世界上最聪明的工程师及最有创意的创业者来说,找不到比矽谷更令人振奋的地方了。

事实证明,晶片业一旦成形,就不可能离开矽谷。如今的半导体供应链需要来自许多城市与国家的元件,但几乎每块晶片都与矽谷有关连,或是生产过程需要用到来自加州设计与制造的机台。美国拥有庞大的科学专业人才,他们获得政府研究资金的支援,又有能力从其他国家吸引最优秀的科学家来强化阵容。这个庞大的人才库,为推动技术进步提供了核心知识。美国的创投业与股市为新公司提供了发展所需的创业资金,也无情地淘汰失败的公司。与此同时,美国这个全球最大的消费市场也推动了成长,为数十年来新型晶片的研发提供了资金。

其他国家发现,光靠一己之力并无法跟上这股潮流,但他们成功地把自己紧密整合到矽谷的供应链中。欧洲掌握了某些关键半导体专业技术,尤其是在生产晶片制造的机台及设计晶片架构方面。台湾、南韩、日本等亚洲国家的政府借由补贴企业、资助培训项目、压低汇率,以及对进口晶片征收关税等方式,设法挤入晶片业。这个策略创造出其他国家无法复制的一些能力,但这番成果是靠他们与矽谷合作达成的,这些国家仍需要持续依赖美国的机台、软体与客户。与此同时,美国最成功的晶片公司已经建立了遍及全球的供应链,降低了成本,并创造出让摩尔定律继续成立的专业知识。

如今拜摩尔定律所赐,半导体嵌入每台需要运算力的装置中——在物联网时代,这意味着几乎每台装置都内建半导体。即使是汽车这种有百年历史的产品,现在通常也内建价值上千美元的晶片。全球大部分的GDP都是由依赖半导体的装置创造出来的。对于一个75年前还不存在的产品来说,这是一种非比寻常的进步。

效率的极致,也是惊人的弱点

2020年8月,马斯廷号往南航行时,世界才刚开始意识到我们对半导体的依赖,以及对台湾的依赖。我们每年使用的新运算力中,有10三分之一是来自台湾制造的晶片。世界上几乎所有最先进的处理晶片,11都是由台积电生产。2020年,当新冠病毒席卷全球时,晶片业也受到冲击。一些工厂暂时关闭,车用晶片的采购量大幅下滑。随着世界各地许多地区准备在家工作,个人电脑与资料中心的晶片需求大幅飙升。接着,2021年,一连串的事件又导致上述供应链中断的现象加剧:日本一间半导体工厂失火;德州发生冰风暴(那里是美国的晶片制造中心);马来西亚开始新一轮的新冠疫情封城(许多晶片是在马来西亚组装及测试)。突然间,许多离矽谷很远的产业都面临严重的晶片短缺。从丰田(Toyota)到通用汽车(GM)等大型汽车制造商都不得不关厂数周,因为他们12无法取得需要的半导体。即使是制程最简单的晶片,一旦碰到短缺,也会导致地球另一端的工厂关闭。这一切仿佛是全球化出问题的完美写照。

过去几十年来,美国、欧洲、日本的政治领导人从未多想过半导体。他们就像一般人一样,以为「科技」指的是搜寻引擎或社群媒体,而不是矽晶圆。当美国总统拜登(Joe Biden)与德国总理梅克尔(Angela Merkel)在问,为什么他们国家的汽车厂关闭时,答案就隐藏在错综复杂的半导体供应链背后。一个典型的晶片,可能是一个加州与以色列的工程师团队,使用美国的设计软体,根据总部位于英国、软银集团旗下的ARM公司的蓝图设计出来的。设计完成后,会送到台湾的工厂,那家工厂再从日本购买超纯矽晶圆及特殊气体,接着利用全球最精密的机器,把前述的设计刻在矽上。那种精密机器可以蚀刻、沉积、测量几个原子厚度的材料层。这些机台主要是由五家公司生产,一家荷兰公司、一家日本公司与三家加州公司。如果没有这些公司,基本上就不可能制造出先进的晶片。之后,晶片会经过封装与测试,通常是在东南亚进行,然后才运到中国,装进手机或电脑。

如果半导体的生产过程中有任一步骤中断,全球新运算力的供给就会受到威胁。在人工智慧(AI)时代,大家常说资料是新石油。然而,我们面临的真正限制,其实不是资料的取得,而是资料的处理力。储存与处理资料的半导体数量是有限的,生产半导体的流程极其复杂,而且成本高的可怕。石油可以从许多国家购买,但运算力不一样。运算力的生产,根本上是取决于连串的关键控制点:机台、化学物、软体。这些通常是由少数几家公司生产,有时甚至只有一家公司生产。经济上,没有任何产业是如此依赖那么少数的公司。台湾的晶片每年提供全球37%的新运算力;两家韩国公司生产全球1344%的记忆晶片;全球所有的极紫外光(EUV)曝光机都是由荷兰的ASML公司制造,没有这些机器,就不可能制造先进的晶片。相较之下,石油输出国组织(OPEC)的产油量占全球产量的40%,那看起来就没什么大不了了。

这个遍及全球的公司网络,每年生产上兆个奈米级的晶片,可说是效率的极致,但也是惊人的弱点。新冠疫情的冲击让我们有机会窥探,万一地震刚好发生在这些地方,对全球经济可能造成多大的影响。台湾位于断层线上,1999年那条断层线曾引发芮氏7.3级的地震。幸好,那场地震只让晶片停产了几天。但台湾发生更强烈的地震,只是时间早晚的问题。毁灭性的地震也可能冲击日本与矽谷。日本是地震频繁的国家,而日本生产的晶片占全球产量的17%。矽谷现在生产的晶片虽然很少,但生产晶片制造装置的工厂就设在圣安德列斯断层上。

不过,如今最危及半导体供应的巨变并不是板块碰撞,而是强权之间的冲突。中国与美国争夺霸主地位的同时,双方都把焦点放在掌控运算的未来上,而可怕的是,那个未来取决于一个小岛,中国认为那个小岛是叛离的省份,美国则已经允诺以武力保卫它。

美、中、台晶片业之间的相互连结极其复杂,令人眼花缭乱。找不到比台积电创办人更适合说明这点的人了。截至2020年,台积电还把美国的苹果与中国的华为视为两个最大的客户。张忠谋生于中国,二战时期在香港成长,后来在哈佛、麻省理工学院、史丹佛接受教育。他在达拉斯为德州仪器(TI)工作期间,参与建立了美国早期的晶片业。他获得了美国14最高机密的安全许可,为美国军方开发电子产品,并使台湾成为世界半导体制造的中心。中国与美国有一些外交政策的策略家,梦想着让两国的科技业不再有牵连。但是像张忠谋这样的人建立了一个由晶片设计师、化学品供应商、机台制造商所组成的超高效率国际网络,这个网络是不可能轻易解体的。

当然,除非有什么东西爆炸,那就另当别论了。中国明确表示,绝不排除武力犯台以追求统一的可能。但它不会采取两栖攻击那样戏剧性的手段,而导致半导体引发的震波席卷全球经济。即使中国军队展开部分封锁,那也可能引发毁灭性的破坏。对台积电最先进的晶片制造厂发动一次导弹袭击,就可以轻易造成成千上百亿美元的损失(把手机、资料中心、汽车、电信网路、其他技术的生产延误成本加总起来,就非同小可)。

让全球经济受制于世界上最危险的政治争端之一,似乎是一个可能在历史上留下记录的重大错误。然而,先进的晶片制造集中在台湾、南韩、东亚的其他地区并非偶然。政府官员与企业高阶主管一连串深思熟虑的决定,创造了如今这些遍及全球的供应链。亚洲庞大的廉价劳力资源,吸引了寻找低成本劳力的晶片制造商。该区的政府与企业利用海外的晶片组装厂,来学习并最终开发出更先进的技术。美国外交政策的策略家把复杂的半导体供应链,视为把亚洲与美国主导的世界绑在一起的工具。资本主义对经济效率的持续要求,促使业者不断地削减成本,也促进企业整合。摩尔定律背后的稳定技术创新,需要更复杂的材料、机械与制程,那些东西都只能透过全球市场供应或资助。我们对运算力的庞大需求只会持续成长。

这本书引用三大洲(从台北到莫斯科)的历史档案研究,以及上百次采访科学家、工程师、执行长、政府官员的资料,主张半导体定义了我们的世界,决定了国际政治的形态、世界经济的结构与军事力量的平衡。然而,这种最现代的装置有一段复杂又充满竞争的历史。它的发展不仅是由企业与消费者塑造的,也是由雄心勃勃的政府与战争的迫切需要推动的。想要了解世界是如何变成由无数个电晶体与少数几家不可替代的公司所主导,我们必须从矽时代的起源开始回顾。

第一部 冷战晶片


01 从钢到矽

 

 

日本士兵把二战描述为「钢铁台风」*1。对盛田昭夫来说,二战确实是这种感觉。他出身于富裕的清酒世家,是个1勤奋好学的年轻工程师。二战期间被分配到日本海军的工程实验室,躲过了上前线的命运。但美国B-29超级堡垒轰炸机轰炸日本的城市时,「钢铁台风」也席卷了盛田昭夫的家乡,摧毁了大部分的东京与其他的都市中心。雪上加霜的是,美国的封锁造成了广泛的饥荒,迫使日本铤而走险,采取非常手段。战争接近尾声时,盛田昭夫的兄弟正在接受神风特攻队的训练。

在隔着东海的对岸,张忠谋的童年不时会听到炮火隆隆与空袭警报,提醒百姓攻2击即将到来。青少年时期,张忠谋为了躲避横扫中国的日军,先后搬到广州、英国殖民的香港、中国的战时首都重庆。日军战败后,他搬回了上海。然而,战争还没真正结束,因为共产党的游击队发动了对抗民国政府的抗争。不久,毛泽东的势力攻占了上海。张忠谋再次逃难,被迫二度逃往香港。

远在世界另一端的布达佩斯,安迪.葛洛夫(Andy Grove)也经历了3那场席卷亚洲的钢铁台风。二战期间,布达佩斯多次遭到入侵,葛洛夫幸存了下来。匈牙利的极右派政府把犹太人视为二等公民,但欧洲爆发战争时,他的父亲仍被征召入伍,被迫与匈牙利的纳粹盟友一起对抗苏联,并在史达林格勒战役中失踪。1944年,纳粹入侵表面上的盟友匈牙利,派出坦克纵队穿越布达佩斯,并宣布要把葛洛夫那样的犹太人送往大规模的死亡集中营。几个月后,年幼的葛洛夫再次听到轰隆隆的炮火声。苏联红军进入匈牙利首都、「解放」这个国家、性侵了葛洛夫的母亲,并取代纳粹,在匈牙利建立了残暴的傀儡政权。

无穷无尽的坦克纵队,一波又一波的战机,成千上万吨的炸弹从天而降,还有绵延不绝的船队运输着卡车、战车、石油产品、火车头、车厢、火炮、弹药、煤炭与钢铁——二次大战是一场工业消耗的冲突,那正是美国希望看到的局面,因为美国要打工业战才能赢。随着美国把制造实力转化为军力,美国战时生产委员会(War Production Board)的经济学家是以铜与铁、橡胶与石油、铝与锡来衡量战争的成败。

美国制造的坦克、船只、飞机,比轴心国加起来的产量还多,美国生产的火炮与机枪数量更是轴心国的两倍。船队载着工业制品,从美国的港口出发,横渡大西洋与太平洋,向英国、苏联、中国与其他盟国提供关键物资。这场战争由史达林格勒的士兵与中途岛的水手发动,但战斗力则是来自美国的凯泽造船厂(Kaiser Shipyards)及红河工厂(River Rouge)的装配线。

1945年,世界各地的广播宣布战争终于结束了。在东京的郊外,年轻的工程师盛田昭夫身穿着全套制服,聆听裕仁天皇的投降演说。他是独自聆听,而不是和其他的海军军官一起,以免被迫4切腹自杀。在隔着东海的对岸,张忠谋欢庆着战争的结束与日本的战败,不久又回归无忧无虑的少年生活,与朋友一起打网球、看电影、5打桥牌。在匈牙利,葛洛夫与母亲慢慢从防空洞爬了出来,然而,无论是苏联占领期间、还是二战期间,他们的生活都一样困苦。

二战的结果是由工业产出决定的,但当时已经可以明显看出,新技术正在转变军力。大国制造了成千上万的飞机与坦克,也设立了研究实验室,开发火箭与雷达等新装备。摧毁广岛与长崎的两颗原子弹促使许多人臆测,新兴的原子时代可能会取代煤炭与钢铁主导的时代。

1945年,张忠谋与葛洛夫仍是中小学生,年纪还太小,尚未开始认真思考技术或政治问题。然而,当时盛田昭夫已二十出头,在战争结束前的几个月一直在研发6追热飞弹。那时的日本距离部署可行的导引飞弹还很远,但那项专案让盛田昭夫有机会一窥未来。他开始可以想像,战争的胜利不是靠装配线上的铆钉工人,而是靠能够自动辨识目标及自行运作的武器。这个概念看似科幻小说,但盛田昭夫隐约意识到,电子运算的新发展可能使机器借由解开加减乘除或开平方根之类的数学问题来「思考」。

当然,使用装置来运算,并不是新概念。从智人最早学会数东西以来,人类就懂得靠扳动手指来计算。古巴比伦人发明算盘来处理大额的数字。几百年来,人类借由拨打算盘上的珠子来运算乘法与除法。十九世纪末与二十世纪初,政府与企业内部的大型官僚组织持续扩大,需要大量的人力来做运算——办公室的职员用纸与笔运算,有时是使用简单的机械计算器(mechanical calculator,可做加减乘除运算及计算基本平方根的齿轮箱)。

这些有生命、会呼吸的运算工,可以把薪资单制成表格,追踪销售情况,收集人口普查结果,筛选火灾与干旱资料以便为保单定价。在大萧条期间,美国的公共事业振兴署(Works Progress Administration,简称WPA)为了雇用失业的办公室职员,设立了「数学表格专案」(Mathematical Tables Project)。在曼哈顿的一栋办公大楼里,数百位运算工坐在一排又一排的办公桌前,把对数与指数函数7制成表格。那个专案出版了28卷复杂函数的结果,每一卷的标题类似「从100,000到200,009的整数倒数表」,里面收录了201页的数字表。

这群有组织的运算工展现了运算的前景,但也显示出人脑运算的局限。即使用机械计算器来辅助,人类的工作速度还是很慢。一个人想要使用「数学表格专案」的成果,必须翻阅那28卷之中的一卷,才能找到特定对数或指数的结果。想算的东西愈多,需要翻阅的页面就愈多。

与此同时,大家对运算的需求也不断增加。早在二战以前,资金就流向那些开发更强大机械计算器的专案,但战争加速了大家对运算力的追求。几个国家的空军开发了机械投弹瞄准器(mechanical bombsights)来帮飞行员击中目标。轰炸机的机组人员以转动旋钮的方式,输入风速与高度。旋钮会移动那些调整玻璃镜的金属杆。这些旋钮与操纵杆所「计算」的高度与角度比任何飞行员更精准。当飞机瞄准目标时,瞄准器就会聚焦。不过,限制还是很明显。这种瞄准器只考虑几个输入,提供单一的输出:何时发射炸弹。在完美的测试情境中,美国的瞄准器比飞行员的猜测更准确。然而,在德国上空部署时,仅20%的美国炸弹8落在离目标30米的范围内。战争是由投掷的炸弹数及发射的炮弹量所决定,而不是由机械运算器上的旋钮决定的。那些机械运算器的目的虽然是用来引导武器,但通常不准确。

更高的准确度,就需要更多的运算。后来工程师开始以电荷取代早期计算器中的机械齿轮。早期的电脑使用真空管,那是一种包裹在玻璃中的灯泡状金属丝。穿过真空管的电流可以开启与关闭,执行的功能就像上下拨打算盘上的珠子一样。开启的真空管,编码为1;关闭的真空管,编码为0。使用二进位的计数系统,0与1这两个数字就可以产生任何数字,因此理论上可以执行多种类型的运算。

此外,真空管使这些电脑可以重新设定。投弹瞄准器里的机械齿轮只能执行单一类型的运算,因为每个旋钮都实体连接到金属杆与齿轮上。算盘上的珠子只能在串接珠子的杆子上来回拨动。然而,真空管之间的连接可以重新组合,让电脑执行不同的运算。

这是运算上的一大进展——或者说,要不是飞蛾出来搅局,应该会是那样。由于真空管像灯泡一样发光,会吸引昆虫,需要工程师经常9「除虫」(debug)。此外,真空管跟灯泡一样,经常烧坏。1945年,宾州大学为美军制造了一台名为ENIAC的先进电脑以计算弹道。它有101万8千根真空管。一根真空管平均每两天就会故障,导致整台机器停摆,技师不得不赶紧找出故障的真空管并换新。ENIAC可以每秒相乘数百个数字,速度比任何数学家还快。然而,一台ENIAC就占满了整个房间,因为那1万8千根真空管每根都像拳头那么粗。显然,真空管技术实在太麻烦、太慢、太不可靠了。只要电脑一直是这种蛀虫横行的庞然大物,它们就只能做破译密码之类的小众应用,除非科学家能找到一种更小、更快、更便宜的开关。


*1 这个词确切是指冲绳岛战役。英文是Typhoon of Steel,日语是「铁雨」(鉄の雨)或「铁暴风」(鉄の暴风),反映这场战役的密集火力及庞大的战舰数量。

02 开关

 

 

威廉.萧克利(William Shockley)一直认为,如果要找到更好的「开关」,那应该是借助1一种叫「半导体」的东西。萧克利生於伦敦,父亲是经常在世界各地奔走的矿业工程师,他在静谧的加州小镇帕罗奥图(Palo Alto)成长,当时那里到处都是果园。身为独子,他始终深信自己高人一等,而且他会让每个人都知道这点。他在南加州的加州理工学院取得学士学位,接着到麻省理工学院取得物理学博士学位,之后到纽泽西州的贝尔实验室工作。当时,贝尔实验室是全球最顶尖的科学与工程中心之一。所有的同事都觉得萧克利很高傲,但他们也承认,他确实是很出色的理论物理学家。他的直觉非常精准,一位同事形容,他仿佛可以真的看到电子在金属中穿梭或2把原子结合起来。

半导体是萧克利的专业领域,那是一种独特的材料。多数材料只能让电流自由地流动(如铜线),或是阻止电流(如玻璃)。半导体则不同,矽与锗之类的半导体材料本身像玻璃一样,几乎不导电。但是加入某些材料并导入电场后,电流就会开始流动。例如,在矽或锗等半导体材料中加入磷或锑,就会产生负电流。

把其他的元素「掺入」半导体材料中,为新型的装置提供了一个机会,让它们能够产生及控制电流。然而,只要矽或锗等半导体材料的电子性质依然神秘难解,想掌握电子在半导体材料中的流动就是一个遥远的梦想。1940年代后期以前,尽管贝尔实验室累积了大量的物理智慧,仍没有人能解释为什么半导体材料会以如此令人费解的方式运作。

1945年,萧克利首次提出他所谓的3「固态开关」理论,他在笔记本上画了一块连接在90伏特电池上的矽片。他假设,把矽那样的半导体材料放在电场中,可以吸引里面的「自由电子」(即离域电子)聚在半导体的边缘附近。如果电场吸引了够多的电子,半导体的边缘就会转变成像金属那样的导电材料(金属总是有大量的自由电子)。如此一来,电流就可以开始流经一种本来不导电的材料。萧克利很快打造出那样的装置,他希望在矽片上导入及移除电场可以产生类似开关的效果:打开及关闭穿过矽片的电流。然而,当他实际做这项实验时,却无法侦测到结果。「完全测不到东西,」他解释道:「很神秘。」事实上,是因为1940年代的简单仪器太不精确了,量不到流动的微小电流。

两年后,萧克利在贝尔实验室的两位同事在一种不同类型的装置上,设计了一个类似的实验。萧克利为人高傲,令人讨厌,但沃特.布莱顿(Walter Brattain)与约翰.巴丁(John Bardeen)则是谦虚又随和。布莱顿来自华盛顿乡下的牧牛场,是一位出色的实验物理学家。巴丁是普林斯顿大学毕业的科学家,后来成为唯一两度荣获诺贝尔物理学奖的人。他们受到萧克利那套理论的启发,打造出一个装置,把两根金丝放在一个锗片上,那两根金丝彼此的距离不到一毫米。1947年12月16日的下午,在贝尔实验室的总部,巴丁与布莱顿打开电源,发现能够控制锗片上的电流,就此证明了萧克利提出的4半导体材料理论。

贝尔实验室的母公司AT&T是从事电话事业,而不是运算事业。该公司认为,这种后来迅速被命名为「电晶体」的装置,主要用处是在其庞大的网络中,放大传输电话的讯号。由于电晶体可以放大电流,大家很快就发现,电晶体很适合用于助听器、收音机等装置,取代不太可靠的真空管(真空管也是用来放大讯号)。贝尔实验室很快就开始为这种新装置安排专利申请。

萧克利眼看同事发现了能够证明他的理论的实验,感到非常愤怒,他决心超越他们。耶诞节期间,他关在芝加哥的一家旅馆房间里两个星期,凭着他对半导体物理学的过人理解,开始想像不同的电晶体结构。1948年1月,他已经想出一种新型电晶体,由三块半导体材料组成。外层那两块有多余的电子,夹在中间那块则缺少电子。把微小的电流导入夹在中间的那块,就会产生更大的电流在整个装置中流动。这种小电流变大电流的转换过程,跟巴丁与布莱顿的电晶体所展现的放大过程一样。但萧克利顺着之前提出的「固态开关」理论,发现了其他的用途。他可以操控导入中间那层半导体材料的小电流,借此开启与关闭较大的电流——如此开、关、开、关,于是萧克利5自己设计出了一种开关。

1948年6月,贝尔实验室举行记者会,宣布其科学家发明了电晶体。当时大家不太明白,这些连线的锗片为什么值得开记者会。《纽约时报》把那篇报导埋在第46页。《时代》杂志稍好一些,以〈微小的脑细胞〉为标题,报导了这项发明。萧克利虽然从未低估过自己的重要性,但连他也没想到,不久人类就会使用成千上万、数百万、甚至数十亿个这样的电晶体来取代人脑,来6执行运算任务。

03 诺伊斯、基尔比,以及积体电路

 

 

电晶体要能真正取代真空管,就必须要能简化及量产销售。提出理论及发明电晶体只是第一步,接下来的挑战是量产。布莱顿与巴丁对商业化或量产没什么兴趣。他们是研究者,荣获诺贝尔奖后仍继续从事教职与实验。相反的,萧克利的雄心壮志则是有增无减。他不仅想成名,还想发财。他告诉朋友,他梦想着自己的名字不仅能登上《物理评论》(Physical Review)之类的学术刊物,1也能登上《华尔街日报》。1955年,他在加州旧金山郊区的山景城成立了萧克利半导体公司(Shockley Semiconductor),公司离帕罗奥图不远,他年迈的母亲仍住在帕罗奥图。

萧克利打算制造出全球最好的电晶体,这是有可能的,因为拥有贝尔实验室及电晶体专利的AT&T打算以2.5万美元的价格把那个装置2授权给其他公司。以最先进的电子技术来说,那是很划算的价格。萧克利认为电晶体会有市场,至少可以取代现有电子产品所使用的真空管。不过,电晶体市场的潜在规模看起来还不明朗。每个人都认同电晶体是一项聪明的技术,是以最先进的物理学为基础,但除非电晶体的性能比真空管好,或能以更低的成本生产,否则电晶体难以普及。萧克利不久就因为提出半导体的理论而得到诺贝尔奖,但是如何让电晶体变得实用,已经不是理论物理学的问题,而是一个工程难题。

电晶体不久就开始取代电脑中的真空管,但数千个电晶体之间的布线变成极其复杂的问题。1958年的夏季,德仪的工程师杰克.基尔比(Jack Kilby)在德州的实验室里努力寻找方法,想要简化3电晶体系统的电路所造成的复杂性。基尔比说话温和,个性随和,充满好奇心,而且相当聪明。一位同事回忆道:「他从不苛求,但你知道他想要看到什么成果,你就会竭尽所能去达成。」另一位同事中午常和他一起吃烤肉,说他是「我见过最好的人」。

基尔比的第一个雇主是位于密尔瓦基市(Milwaukee)的Centralab,那是第一家从AT&T获得电晶体技术授权的实验室,所以基尔比是第一批4在贝尔实验室以外使用电晶体的人之一。1958年,基尔比离开Centralab,到德仪的电晶体部门工作。总部位于达拉斯的德仪,成立之初是生产运用震波来帮石油商决定钻探地点的设备。二战期间,美国海军为了追踪敌方潜艇,征召德仪5生产声纳设备。战后,德仪的高阶主管意识到,这种电子专业也可用于其他军事系统,所以雇用基尔比这样的工程师来打造这些系统。

基尔比在七月德仪的年度特休期间抵达达拉斯。他才刚加入公司,没有累积的假期,所以那两周一个人待在实验室。由于有很多摸索的时间,他不禁好奇,如何减少串接电晶体所需的电路数量。他没有使用单独的矽片或锗片来制造每个电晶体,而是考虑在同一块半导体材料上6组装多个元件。他的同事放完暑假回来时,发现基尔比的概念极具革命性。他们可以把好几个电晶体嵌入一块矽片或锗片。基尔比把这项发明称为「积体电路」(integrated circuit),后来俗称为「晶片」(chip),因为每个积体电路都是由一块矽晶圆切下来(chip off)的矽晶片制成的。

大约一年前,在加州的帕罗奥图,萧克利半导体实验室雇用的八名工程师告诉他们那位诺贝尔奖得主老板,他们不干了。萧克利擅长发掘人才,却是很糟糕的管理者。他特别擅长在充满争议的环境中运作,把办公室搞得乌烟瘴气,以致众叛亲离,疏远了那些他招募进来的年轻工程师。那八名工程师离开萧克利半导体公司后,决定一起创业。他们用东岸一位百万富翁的种子基金,创立了7快捷半导体(Fairchild Semiconductor)。

一般普遍认为,这八位叛离萧克利半导体的工程师是矽谷的开创者。八人之一的尤金.克莱纳(Eugene Kleiner)后来创立了全球最强大的创投公司之一凯鹏华盈(Kleiner Perkins)。高登.摩尔(Gordon Moore)负责快捷半导体的研发流程;后来他提出的摩尔定律,描述了运算力的指数型成长。这八人之中最重要的是罗伯特.诺伊斯(Robert Noyce),他是俗称「八叛逆」(traitorous eight)的领导者,对微电子学充满了远见与热情。他凭直觉就知道,电晶体需要哪些技术进步才能缩小尺寸,使它变得便宜又可靠。把新发明与商机结合起来,正是快捷半导体这种新创企业蓬勃发展所需要的,也是晶片业开始崛起所需要的。

快捷半导体成立时,电晶体的科学已经相当清晰,但可靠地制造电晶体仍是极大的挑战。第一批商业化的电晶体是由一块锗制成的,上面覆盖着不同层的材料,形状像亚利桑那州沙漠里的台地。这些层层堆叠的材料是这样制造的:先在一部分的锗片上涂一滴黑蜡,然后用一种化学物质把没涂上蜡的锗蚀刻掉,接着再去掉蜡,借此在锗片上形成台地的形状。

这种台面结构的一个缺点是,灰尘或其他颗粒等杂质可能滞留在电晶体上,与电晶体表面的物质产生反应。诺伊斯的同事尚.霍尔尼(Jean Hoerni)是瑞士的物理学家,也是狂热的登山爱好者。他发现,如果整个电晶体都可以嵌入到锗片中,而不是放在锗上,那就没必要做出这种台面结构(mesa)了。他设计了一种制造电晶体所有部件的方法,作法是在矽片上沉积一层保护性的二氧化矽,然后在需要的地方蚀刻孔洞,再沉积额外的材料。这种沉积保护层的方法,避免材料暴露在空气及接触到杂质而造成缺陷,使可靠性大幅提升。

几个月后,诺伊斯意识到,霍尔尼的「平面法」(planar)可以在同一矽片上制造多个电晶体。当时,诺伊斯8并不晓得基尔比的存在。基尔比是在锗片上制造一个台面式电晶体(mesa transistor),然后用电路把它连接起来。诺伊斯则是使用霍尔尼的平面流程,在同一半导体上制造多个电晶体。由于平面流程在电晶体上覆盖了一层二氧化矽绝缘层,诺伊斯可以在晶片上沉积金属线,借此直接把「电路」放在晶片上,让晶片的电晶体之间可以导电。诺伊斯跟基尔比一样,制造了一种积体电路:在一片半导体材料上放了多个电子元件。不过,诺伊斯的版本没有独立的电路,这些电晶体是嵌入单一的半导体材料。不久,基尔比与诺伊斯开发的「积体电路」被称为「半导体」,或简称为「晶片」。

诺伊斯、摩尔,以及快捷半导体的同事知道,他们的积体电路比其他电子设备所依赖的复杂电路可靠多了。缩小快捷半导体的「平面」设计,似乎比缩小一般常见的台面式电晶体容易多了。与此同时,较小的电路也比较省电。诺伊斯与摩尔开始意识到,缩小与省电是一个强大的组合:更小的电晶体及更低的功率消耗,可以为他们的积体电路创造新的用途。但起初,相较于把独立元件连接在一起的较简单装置,诺伊斯那种积体电路的9制造成本是50倍。每个人都认为诺伊斯的发明比较好,甚至技高一筹,它唯一需要的是一个市场。

04 登月

 

 

诺伊斯与摩尔创立快捷半导体三天后的晚上8点55分,关于「谁可能购买积体电路」这个问题的答案,正从他们的头顶上飞过加州的夜空。苏联发射了世界上第一颗人造卫星史普尼克(Sputnik),以18,000英里的时速从西向东环绕着地球运行。《旧金山纪事报》(San Francisco Chronicle)的标题写着1「苏联的『月亮』绕着地球转」,标题反映出美国人很担心这颗卫星将为苏联带来策略优势。四年后,苏联继史普尼克之后,再次震惊世界:太空人尤里.加加林(Yuri Gagarin)成为第一个进入太空的人类。

苏联的太空计划在全美引发了一场2信任危机。掌控宇宙这件事,将会产生严重的军事后果。美国一直以为自己是世上首屈一指的科学强国,但现在似乎已经落后。于是,美方为了追赶苏联的火箭与导弹计划,启动了一项应急方案。甘迺迪总统也宣布,美国将把人类送上月球。突然间,诺伊斯的积体电路找到了一个市场:火箭。

诺伊斯晶片的第一个大订单是来自美国太空总署(NASA)。1960年代的太空总署为了把太空人送上月球,拥有庞大的登月预算。随着美国决心登月,太空总署委任麻省理工学院(MIT)仪控实验室(Instrumentation Lab)的工程师,为阿波罗太空船设计导引电脑(guidance computer),那台装置肯定是有史以来最复杂的电脑之一。所有人都认同,电晶体电脑远比二战期间破解密码及计算火炮轨迹的真空管电脑更好。但这些装置真的能引导太空船登陆月球吗?麻省理工学院的一名工程师计算,为了满足阿波罗任务的需求,一台电脑需要像冰箱那么大,而且耗电量比整个阿波罗太空船3预计产生的电力还多。

1959年,在基尔比发明积体电路仅一年后,麻省理工仪控实验室收到了第一片由德仪生产的积体电路。仪控实验室以1000美元的价格,买了64片这样的晶片来测试,作为美国海军导弹计划的一部分。麻省理工的团队最后并没有在导弹中使用晶片,但他们觉得积体电路的概念很有意思。约莫同一时间,快捷半导体开始行销其制造的Micrologic晶片。1962年1月,麻省理工学院的某工程师告诉同事:「你去大量采购那玩意儿,4看那东西是不是真的。」

快捷半导体是一家全新的公司,由一群没什么经验的30岁工程师经营,但他们的晶片很可靠,而且交货准时。1962年11月,负责麻省理工仪控实验室的知名工程师查尔斯.斯塔克.德拉普尔(Charles Stark Draper)决定把阿波罗计划的命运押在快捷半导体的晶片上。根据他的计算,一台电脑使用诺伊斯的积体电路,体积与重量都比使用离散电晶体的电脑少三分之一,5耗电量也比较少。最终,把阿波罗11号送上月球的电脑,重31公斤,占用约1立方英尺的空间,比宾州大学那台在二战期间计算火炮轨迹的ENIAC电脑小了1000倍。

麻省理工学院认为阿波罗导引电脑是其最自豪的成就之一,但诺伊斯知道他的晶片才是让阿波罗电脑运转的关键。1964年,诺伊斯吹嘘道,阿波罗电脑的积体电路已运行1900万个小时,其间仅故障两次,其中一次故障是移动电脑所造成的外力损坏。卖晶片给阿波罗计划,使快捷半导体从一家小型新创转变为一家有上千名员工的公司。销售额从1958年的50万美元,飙升至两年后的62100万美元。

随着诺伊斯为太空总署增加产量,他也得以大幅削减卖给其他客户的价格。1961年12月,一个积体电路的售价是120美元,翌年10月的价格7已降至15美元。「太空总署相信积体电路可引导太空人登月」,这对公司来说是极重要的口碑。快捷半导体的Micrologic晶片不再是没经过检验过的技术,而是用在最严酷、最恶劣的环境中:外太空。

这对基尔比与德仪来说是个好消息,尽管他们的晶片在阿波罗计划中只扮演很小的角色。在德仪的达拉斯总部,基尔比与德仪的总裁派特.海格底(Pat Haggerty)正在为他们的积体电路寻找一个大客户。海格底的父亲是南达科他州一个小镇的铁路电信技师,受过电机工程师的训练,二战期间为美国海军从事电子方面的工作。海格底自1951年加入德仪以来,就一直负责8向军方销售电子系统。

海格底凭直觉就明白,基尔比的积体电路最终可放入美国军方所使用的9每件电子产品中。海格底是有魅力的演说家,他向德仪的员工讲述电子产品的未来时,一位资深员工记得他「就像救世主站在山顶上布道一样,10仿佛能预测一切」。1960年代初期,随着美国与苏联在争夺分裂的柏林,以及古巴导弹危机期间,两方都在核武问题上陷入僵局,美国国防部可说是海格底最好的客户。就在基尔比发明积体电路几个月后,海格底向国防部的人员介绍基尔比的发明。翌年,空军航电设备实验室(Air Force Avionics Lab)同意赞助德仪的晶片研究。随后,德仪又接到几份军事设备的小合约。不过,海格底真正的目标是一举吃下大订单。

1962年的秋季,空军开始寻找一台新电脑来引导11义勇兵二型导弹(Minuteman II missile)。这种导弹的设计目的,是在打击苏联以前,先把核弹头发射到太空。当时,义勇兵一型导弹才刚服役,但因为太笨重了,从散布在美西各地的发射台根本打不到莫斯科。弹上的导引电脑是个庞然大物,采用离散电晶体,瞄准程式是透过带孔的电子绝缘胶带(Mylar tape)12输入导引电脑。

海格底向空军承诺,使用基尔比积体电路的电脑,可用一半的重量执行两倍的运算。他想像一台使用22种不同类型积体电路的电脑。他认为电脑95%的功能将由刻入矽的积体电路完成,这些积体电路的重达总计是2.2盎司(约62克)。剩下5%的电脑硬体重量是36磅(约16克),德仪工程师目前还不知道如何把剩下的部分放到晶片上。设计这台电脑的工程师鲍勃.尼斯(Bob Nease)谈到决定使用积体电路时解释:「这只是一个尺寸与重量的问题,13当时真的选择不多。」

获得义勇兵二型导弹的合约,一举改变了德仪的晶片业务。德仪的积体电路以前的订单是以几十个为单位,但由于大家担心美苏之间的「导弹落差」,不久德仪的订单变成以数千个为单位。一年内,德仪对空军的出货量占了目前为止购买晶片总支出的60%。到了1964年底,德仪已经为义勇兵导弹计划提供了10万个积体电路。到了1965年,当年出售的所有积体电路中,有20%流向14义勇兵导弹计划。海格底把出售晶片的重心押在军方的赌注获得了回报。唯一的问题是,德仪能不能学会量产晶片。

05 迫击炮与量产

 

 

1958年9月1日,就在基尔比在实验室里摸索的那个关键的夏天将尽,杰伊.莱斯罗普(Jay Lathrop)把车开进停车场,1正式到德州仪器上班。莱斯罗普和诺伊斯是麻省理工的同学,他从麻省理工毕业后,曾到一个隶属美国政府的实验室工作,设计一种近距引信(proximity fuse),让81毫米的迫击炮弹在目标的上方自动引爆。他原本也像快捷半导体的工程师一样,为台面式电晶体苦恼,因为那种电晶体很难缩小。现有的制程需要在半导体材料的某些部分上放置特殊形状的蜡球,然后使用特殊的化学物质清洗未覆盖的部分。制造更小的电晶体需要更小的蜡球,但是要维持这些蜡球的正确形状实在是困难重重。

用显微镜观察电晶体时,莱斯罗普和担任其助手的化学家詹姆斯.纳尔(James Nall)有了一个想法:显微镜的镜头可以放大东西。如果他们把显微镜颠倒过来,镜头就可以缩小东西。他们能不能用镜头把一个大图「印」到锗上,藉此在锗片上制作微型台面呢?相机公司柯达(Kodak)有卖一种叫做「光阻剂」(photoresists)的化学物质,这种物质在光照下会发生反应。

莱斯罗普在一块锗片上涂了柯达的一种光阻剂,那种化学物质在光照下会消失。接着,他把显微镜颠倒过来,在镜头上盖上一个图案,让光只能穿过一个矩形区域。光线照过图案,透过镜头照出一个矩形。当光线聚焦到涂了光阻剂的锗片时,颠倒的显微镜缩小了尺寸,让光线创造出一个形状完美的微小矩形图案。光线照射到光阻剂时,化学结构发生变化,使光阻剂消失,留下一个微小的矩形洞,远比任何蜡球还小,而且形状更精确。不久,莱斯罗普发现,他也可以添加一层超薄的铝层来连接锗片与外部电源,借此印出「电路」。

莱斯罗普把这个流程称为微影成像(photolithography),亦即光投影印刷技术。他制造的电晶体远比之前的小,直径仅0.1吋,高度仅0.0005吋。微影成像技术使量产微型电晶体变得有可能。莱斯罗普于1957年为这项技术申请了专利。后来在军乐队的伴奏下,军方为他的研究颁给他一枚奖章与25000美元奖金,他用那笔钱为家人买了一辆Nash Rambler旅行车。

海格底与基尔比立刻意识到,莱斯罗普的微影成像制程远比军方给他的25000美元奖金的价值更高。义勇兵二号导弹计划需要成千上万个积体电路,阿波罗太空船需要的更多。海格底与基尔比知道,光线与光阻剂可以解决量产问题,以手工焊接电线所办不到的方式把晶片制造加以机械化及微型化。

不过,在德仪落实莱斯罗普的微影成像技术,需要新的材料与新的制程。柯达光阻剂的纯度不足以量产,因此德仪自己买了离心机,对柯达提供的化学物质再加工。莱斯罗普为了寻找「光罩」,搭火车跑遍了全美各地。这种光罩是用来把光影精确地投射在覆盖着光阻剂的半导体材料上,以蚀刻电路。但跑遍全美各地后,他的结论是现有的光罩都不够精准,所以德仪也决定自己生产光罩。基尔比的积体电路所需要的是超纯矽,远比任何公司销售的还纯。因此,德仪也开始生产自己的矽晶圆。

一切都标准化以后,就可以量产了。通用汽车可以把完全相同的汽车零组件,装配到所有的雪佛兰汽车中。但是半导体不一样,德州仪器这些公司并没有工具可以判断积体电路的所有元件的品质与状态是否都一样。化学物质里有当时还无法检测出来的杂质。温度与压力的变化会引发意想不到的化学反应。灰尘颗粒可能污染投射光线的光罩,一个杂质就可能毁掉整个制程。唯一的改进方法是反复地试误,所以德仪安排了数千次实验,评估不同的温度、化学组合、制程的影响。基尔比每周六都在德仪的走廊上走来走去2检查工程师的实验。

德仪的生产工程师玛丽.安.波特(Mary Anne Potter)花了几个月的时间做3全天候的测试。波特是第一位从德州理工大学获得物理学学位的女性,德仪雇用她来扩大义勇兵导弹的晶片生产。为了确保实验按计划进行,她经常上夜班,从晚上11点工作到早上8点。收集资料需要先花好几天做实验。接着,波特要对资料进行回归分析,用计算尺来计算指数与平方根,然后把结果画在图表上再加以解读——这一切都是手工完成。这是一个缓慢、费力又痛苦的过程,完全靠人脑来处理数字。然而,当时德仪除了试误法,别无他法。

张忠谋与莱思罗普在同年(1958年)4加入德州仪器,他负责一条电晶体的生产线。此时距离他当年为了躲避不断进击的共军而逃离上海,已过了近十年。他从上海逃到香港,接着远走波士顿,录取哈佛大学,成为哈佛大一新生中唯一的中国学生。他在哈佛读了一年莎士比亚之后,开始担心自己的职业前景。他回忆道:「那时华裔美国人开洗衣店,开餐馆。1950年代初期,华裔美国人唯一可以认真寄望的中产阶级职业,是走技术路线。」张忠谋认为,机械工程似乎比英国文学更稳当,便转学到麻省理工学院就读。

毕业后,张忠谋先到大型电子公司喜万年(Sylvania)任职,喜万年在波士顿的郊外设有工厂,张忠谋负责提高喜万年的制造「良率」(亦即电晶体可实际运作的比例)。张忠谋白天改善喜万年的制程,晚上研读萧克利的《半导体中的电子与电洞》(Electrons and Holes in Semiconductors),那本书是早期半导体电子学的圣经。在喜万年三年后,张忠谋被德仪录取,搬到德州达拉斯——他记得那里是「牛仔之乡」,是「一块牛排95美分」的地方。他在德仪负责经营专为IBM电脑生产的一条电晶体生产线。他回忆道,那种电晶体很不稳,德仪的良率接近于零。几乎所有产出的电晶体都有制造缺陷,导致电路短路或故障,5而必须报废。

张忠谋是桥牌高手,他处理制程就像玩他最爱的纸牌游戏一样有条不紊。一加入德仪,他就开始系统化地调整不同化学物质结合时的温度与压力,判断哪种组合的效果最好。他凭直觉处理资料的方式,令同事叹服又敬畏。一位同事回忆道:「与他共事要很谨慎,他坐在那儿抽着烟斗,隔着烟雾盯着你。」为他工作的德州人认为他「像佛陀一样」。烟雾的背后,是一颗无人能及的大脑。一位同事回忆道:「他对固态物理学了若指掌,足以凌驾任何人。」他也是出了名的严格上司,一位下属回忆道:「张忠谋很会训人,如果你没有被他痛骂过,6那不算待过德仪。」尽管如此,张忠谋的做法确实看到了成效。几个月内,那条电晶体生产线的7良率大幅提升到25%。美国最大科技公司IBM的高阶主管还8到达拉斯学习他的方法。不久,张忠谋就掌管了德仪的整个积体电路事业。

诺伊斯与摩尔跟张忠谋的想法一样,他们都认为只要能做到量产,晶片业的成长就没有极限。诺伊斯与莱斯罗普是麻省理工学院的同学,两人读研究所时曾一起去爬新罕布夏州的山。诺伊斯得知莱斯罗普发明了一种可改变电晶体制造的技术,马上聘请莱思罗普的实验室伙伴纳尔来快捷半导体开发微影成像。诺伊斯认为:「做不到这件事,9公司就不用开了。」

改进快捷半导体的制程,有赖像葛洛夫那样的生产工程师。1956年,葛洛夫逃离匈牙利的共产政权,以难民的身份抵达纽约之后,靠自己努力进入柏克莱攻读博士学位。1962年,他写信到快捷半导体求职,但被告知以后再试,那封拒绝信写道:「我们希望年轻人去其他公司应征后,再来找我们面试。」葛洛夫回忆道,快捷半导体的拒绝信给人「高傲臭屁」的感觉,这也是后来矽谷给人的形象——狂妄傲慢。但随着外界对快捷的半导体需求增加,快捷突然亟需化学工程师。快捷的主管打电话到柏克莱,请校方提供化学系最优秀的学生名单。葛洛夫在那份名单上名列前茅,因此被叫去帕罗奥图与摩尔会面。葛洛夫回忆道:「10我们俩一拍即合。」他于1963年加入快捷,余生致力与诺伊斯及摩尔一起打造晶片业。

发明电晶体的诺贝尔奖颁给了萧克利、巴丁与布莱顿。基尔比后来因发明第一个积体电路而获得诺贝尔奖。如果诺伊斯不是在62岁过世,他理当可以和基尔比分享那个奖项。这些发明非常重要,但是光靠科学还不足以建立晶片业。半导体的发展不仅要靠学术物理学,也要靠精巧的制造技术。麻省理工学院与史丹佛等大学在发展半导体知识方面扮演关键要角,但晶片业之所以能够崛起,是因为这些院校的毕业生花了数年的功夫去调整制程,做到量产。把贝尔实验室的一项专利变成一个改变世界的产业,靠的不只是科学理论,也有赖工程学与直觉。

一般普遍认为,萧克利是他的世代中最卓越的理论物理学家之一。他最终放弃了追求财富及登上《华尔街日报》的梦想,在奠定电晶体的理论方面,贡献卓着。但是真正把萧克利的电晶体变成实用的产品(晶片),并将它卖给美国军方,同时学习如何量产的,则是那八名抛弃萧克利公司的叛逆工程师,以及德州仪器的另一群人。1960年代中期,掌握这些能力的快捷半导体与德仪,面临着一项新的挑战:如何把晶片转变成大众市场的产品。

06 「我 ― 要 ― 去 ― 赚 ― 大 ― 钱」

 

 

引导阿波罗太空船与义勇兵二号导弹的电脑,让美国的积体电路产业就此起飞。到了1960年代中期,美国军方在各种类型的武器中都嵌入晶片——从卫星到声纳、1从鱼雷到遥测系统,都有晶片的踪迹。诺伊斯知道,军事与太空专案对快捷半导体的早期成功非常重要。他在1965年时坦言,军事与太空应用将会使用「今年生产的295%以上的积体电路」。但他心中一直认为晶片有一个更大的民用市场,尽管1960年代初期那种市场还不存在。他必须靠自己开创那个市场,这也表示他必须与军方保持距离,好让他能自己决定快捷半导体的优先要务,而不是听命于国防部。诺伊斯拒绝了大多数的军事研究合约,他估计,快捷半导体的研发预算中仰赖国防部的部分从未超过4%。诺伊斯自信地解释:「世界上很少研究主管能够胜任评估快捷半导体的工作,而且3他们通常也不是职业军官。」

诺伊斯刚从研究所毕业时,在东岸的无线电制造商飞歌公司(Philco)工作。飞歌内部有一个很大的国防部门,他在那里体验过政府主导的研发。诺伊斯回忆道:「研究的方向是由能力较差的人决定。」他抱怨自己浪费时间为军方撰写进度报告。现在他经营着由信托基金的继承人出资成立的快捷半导体,可以把军方视为客户,而不是老板。所以他决定把快捷的研发大部分锁定在大众产品上,而不是军事领域。他推断,用于火箭或卫星的多数晶片,一定也有民用的用途。第一个为商业市场生产的积体电路是用于4Zenith的助听器,那最早是为太空总署的卫星设计的。挑战在于如何制造出一般民众买得起的晶片。军方付得起高价,但消费者对价格很敏感。不过,最诱人的是,即使冷战时期国防部的预算相当庞大,民用市场的规模仍远远超过了那时期的国防预算。「向政府推销研发,就像把你的创投资金(或译风险投资)存入储蓄帐户一样。创投是冒险投资,5要冒险才算投资。」

在帕罗奥图,快捷半导体的周遭都是为国防部供货的公司,从航太到弹药,从无线电到雷达,应有尽有。国防部虽然从快捷购买晶片,但他们比较愿意与大型的官僚机构合作,而不是与灵活的新创企业合作。因此,国防部低估了快捷与其他半导体新创企业改变电子业的速度。1950年代末期,国防部的一份评估报告盛赞无线电巨擘RCA公司「正在进行一项最雄心勃勃的微型化专案」;同时轻蔑地指出,快捷半导体只有两名科学家负责该公司的顶尖电路专案。国防部的报告也指出,国防承包商洛克希德马丁公司(Lockheed Martin)在帕罗奥图有一个研究设施,光是微系统电子部门就有超过50位科学家,意指6洛克希德马丁公司遥遥领先。

不过,快捷半导体的研发团队在摩尔的指导下,不仅开发出新的技术,也开创了新的民用市场。1965年,《电子》(Electronics)杂志邀请摩尔写一篇有关积体电路未来的短文。他预测,至少在未来十年,快捷每年都会让矽晶片上可容纳的元件数增加一倍。照这种速度发展下去,到了1975年,积体电路内将会有6.5万个微小的电晶体,不仅会创造出更强大的运算力,也降低了每个电晶体的价格。随着成本的下降,用户数将会增加。这种运算力呈指数级成长的预测,不久被称为7摩尔定律,可说是二十世纪最伟大的技术预言。

摩尔意识到,如果每个晶片上的运算力持续呈指数级成长,积体电路为社会带来的变革将远远超过火箭与雷达。1965年,国防资金仍然购买了当年72%的积体电路总产量。然而,军方要求的功能,也适合商业应用。一份电子出版品主张:「微型化与坚固性,8就是好生意。」国防承包商认为,晶片的主要作用是取代所有军事系统中的老式电子元件。然而,在快捷半导体,诺伊斯与摩尔已经在梦想个人电脑与手机了。

1960年代初期,国防部长劳勃.麦纳马拉(Robert McNamara)为了削减成本而改革军事采购,引发了电子业有些人所说的「麦纳马拉萧条」(McNamara Depression)。这时,反观快捷半导体对民用晶片的愿景,仿佛充满了先见之明。快捷是第一家为民用客户供应全系列现成积体电路的公司。此外,诺伊斯也大幅降低了价格,他预期大降价将大幅扩展晶片的民用市场。1960年代中期,快捷晶片的售价从以前的20美元降至2美元。有时,快捷甚至以低于生产成本的价格出售产品,希望说服9更多的客户来试用晶片。

快捷因大幅降价,开始获得民营企业的大合约。美国的电脑年销量从1957年的1000台,成长到10年后的18700台。到了1960年代中期,几乎所有的电脑都依赖积体电路。1966年,电脑公司Burroughs向快捷订购了2000万个晶片,是阿波罗计划采用晶片量的二十几倍。到了1968年,电脑业购买的晶片数已经跟军方一样多了。快捷晶片在电脑市场上的10市占率是80%。诺伊斯的降价策略为民用电脑打开了新市场,将在未来数十年持续推动晶片的销售。摩尔后来主张,诺伊斯的降价策略,跟快捷生产积体电路的技术是11一样重大的创新。

到了1960年代末期,经过十年的发展,阿波罗11号终于准备好使用快捷驱动的导引电脑,把第一个人类送上月球。加州圣塔克拉拉谷(Santa Clara Valley)的半导体工程师从太空竞赛中获益匪浅,因为太空竞赛为他们提供了一个重要的早期客户。然而,人类第一次登月时,矽谷工程师对国防与太空合约的依赖程度已经大幅降低。这时他们的注意力集中在民间,晶片市场正蓬勃发展。快捷半导体的成功已经促使几位高阶主管跳槽到制造晶片的竞争对手。创投资金正涌入那些专注于企业电脑、而非火箭的新创企业。

然而,快捷仍由东岸的一位千万富翁所拥有,他付给员工的薪水不错,但拒绝发放股票选择权,他认为发股票的概念是一种12「悄然施行的社会主义」。最终,连快捷的共同创办人诺伊斯也开始怀疑自己在快捷还有没有前途。不久,每个人都开始找机会离开,原因显而易见。除了新的科学发明与新的制程,这种赚大钱的能力可说是推动摩尔定律的根本动力。诚如一位快捷员工在离职问卷上填写的离职理由:13「我——要——去——赚——大——钱。」

▲ 1957年,诺伊斯(中)与一群人共创快捷半导体公司,目标是制造矽电晶体。图中还有诺伊斯的长期伙伴摩尔(最左)与克莱纳(左三)。克莱纳创立了美国最强大的创投公司凯鹏华盈。(Wayne Miller/Magnum Photos)

▲ 现今的电脑与智慧型手机采用内有数十亿个微型电晶体的晶片,那些电晶体是微小的电子开关,可以借由打开与关闭来代表资讯。因此,它们远比美军的ENIAC电脑还要强大。ENIAC在1945年是最先进的装置,但只包含18,000个「开关」。(Getty Images)

▲ 1958年,德仪的基尔比在一块半导体材料上放了多个电子元件,打造出第一个「积体电路」,或称「晶片」。(Dallas Morning News)

▲ 诺伊斯意识到,推动晶片需求的是民用电脑市场,而不是军用电脑市场。他积极地降价,好让晶片内建在民用电脑中,因此推动了产业的成长。(Ted Streshinsky/Getty Images)

第二部 美国世界的电路


07 苏联矽谷

 

 

快捷半导体的诺伊斯发明积体电路几个月后,一位不速之客1来到了帕罗奥图。1959年的秋季,在史普尼克人造卫星首次绕地球飞行两年后,来自苏联的半导体工程师阿纳托利.楚鲁特科(Anatoly Trutko)搬进了史丹佛大学的宿舍克罗瑟斯纪念馆(Crothers Memorial Hall)。虽然正值冷战竞争接近颠峰,但美苏两大强权同意开始学生交流,楚鲁特科是苏联挑选并经过美国国务院审查通过的少数几名交换学生之一。他在史丹佛大学就读时,与美国的顶尖科学家一起学习美国最先进的技术。他甚至去上了萧克利的课,这时萧克利已放弃自己的新创企业,在史丹佛大学担任教授。楚鲁特科请这位诺贝尔奖得主在其代表作《半导体中的电子与电洞》上签名。萧克利签下「致阿纳托利」后,随即对这位年轻的科学家大发牢骚,说苏联拒绝为那本教科书的俄文版支付版税。

美国很担心苏联在科学与技术方面赶上自己,所以会让楚鲁特科这样的苏联科学家来史丹佛大学研究半导体,实在令人惊讶的决定。不过在这段时期,每个国家的电子业都日益朝着矽谷发展。矽谷完全主宰了创新的标准与步调,其他的国家别无选择,只能跟进仿效,连美国的敌手也不例外。苏联没有支付萧克利版税,但他们了解半导体的重要性,在该教科书出版仅两年后就把它译成俄文。早在1956年,美国的间谍就奉命购买苏联的半导体装置来测试其品质并追踪其进展。1959年,美国中央情报局(CIA)的报告发现,美国生产的电晶体在质与量上只比苏联2领先二到四年。至少有几名早期的苏联交换学生是苏联国家安全委员会(KGB)的特务(当时只有被怀疑,直到几十年后才证实),他们透过学生交流来达成苏联的国防工业目标。

就像美国国防部一样,苏联也意识到电晶体与积体电路将改变制造、运算与军力。从1950年代末期开始,苏联就在全国各地建立新的半导体设施,并指派最聪明的科学家来打造这个新产业。对尤里.奥索金(Yuri Osokin)这种充满雄心壮志的年轻工程师来说,很难想像比这个3更令人振奋的任务了。奥索金的童年大多在中国度过,他的父亲在大连市的一家苏联军事医院里任职。从小,奥索金对地理与名人生日之类的资讯就有超强的记忆力,因此脱颖而出。完成学业后,他获选进入莫斯科一所顶尖的学术研究机构,专攻半导体。

奥索金很快就被分配到里加(Riga)的一家半导体厂,那里的员工都是来自苏联顶尖大学的应届毕业生,受命为苏联的太空计划与军方制造半导体设备。厂长赋予奥索金的任务,是在锗片上制造出积体电路,当时苏联还没有人做过这种东西。1962年,奥索金做出积体电路的原型。他和同事都知道,他们走在苏联科学界的尖端。他们白天在实验室里调整设计,晚上辩论固态物理学的理论。奥索金偶尔会拿出吉他,为同事伴唱。他们都很年轻,投入令人兴奋的工作,苏联的科学正在崛起,苏联的几颗人造卫星在空中绕行。每次奥索金放下吉他,擡头仰望夜空时,肉眼就可以看到那些4人造卫星的踪影。

苏联领导人赫鲁雪夫(Nikita Khrushchev)致力追求在各个领域击败美国,从玉米产量到发射卫星,无一领域不竞争。比起待在电子实验室,赫鲁雪夫本人在集体农场自在的多,他对技术一无所知,但是对于「追赶并超越」美国这个概念极为执迷,就像他一再承诺的那样。苏联无线电电子国家委员会的第一副主席亚历山大.萧金(Alexander Shokin)看准了赫鲁雪夫与美国竞争的冲动。他认为可以利用那股冲动来争取更多的微电子投资。萧金有一天对赫鲁雪夫说:「想像一下,5电视可以做成烟盒大小。」这就是苏联矽产业的前景。「赶上并超越」美国似乎是切实可行的。而且,就像苏联已在核武领域赶上美国一样,苏联有一个秘密武器:间谍圈。

乔尔.巴尔(Joel Barr)的父母是6俄罗斯的犹太人,他们为了逃离沙皇的压迫而移民到美国。巴尔从小在布鲁克林长大,家里并不富裕。他后来进入纽约市立学院(City College of New York)攻读电机。学生时期,他结识了一群共产党人士,也认同他们对资本主义的批评。那些共产党人士主张,苏联是对抗纳粹的最佳人选,巴尔也很赞同那样的说法。在共产党的介绍下,他认识了同为电机工程师的共青团(Young Communist League)成员亚佛列德.沙兰特(Alfred Sarant)。他们后来毕生都一起努力推动共产主义的理念。

1930年代,巴尔与沙兰特被纳入由知名冷战间谍朱利叶斯.罗森堡(Julius Rosenberg)领导的间谍圈中。1940年代,巴尔与沙兰特分别在美国两家顶尖的科技公司西部电气(Western Electric)与史派里陀螺仪(Sperry Gyroscope)从事机密雷达与其他军事系统的研究。两人并没有像罗森堡间谍圈的其他人一样掌握核武机密,但是他们对新武器系统中的电子设备了若指掌。1940年代末期,美国联邦调查局开始瓦解苏联在美国的间谍网时,罗森堡夫妇一起受审并遭判处电刑。巴尔与沙兰特在被抓到以前就已经逃离美国,最终抵达苏联。

他们抵达苏联后,告诉KGB的主管,他们想打造世界上最先进的电脑。两人其实不是电脑专家,但苏联也没有人是电脑专家。他们的间谍身分本身就是令人推崇的资格证书,间谍的光环让他们顺利获得资源。1950年代末期,巴尔与沙兰特开始制造第一台电脑,名为UM,在俄语中是「头脑」的意思。他们的研究引起了萧金的注意,萧金是负责管理苏联电子业的官员。他们与萧金共同说服赫鲁雪夫相信,苏联需要一个专门生产半导体的城市,里面有自己的研究人员、工程师、实验室与生产设施。早在旧金山南方半岛上的城镇被称为矽谷以前(矽谷一词是1971年才创造出来的),巴尔与沙兰特就已经在莫斯科的郊区7想出了他们的版本。

为了说服赫鲁雪夫资助这座新的科学城,萧金安排赫鲁雪夫造访列宁格勒的第二电子业特别设计局。在这个拗口又官僚的名字背后(苏联人向来不擅长行销),是一家走在苏联电子科技尖端的研究院。设计局花了几周的时间,为赫鲁雪夫的来访做准备。前一天还彩排了一次,确保一切按计划进行。1962年5月4日,8赫鲁雪夫抵达当地。为了欢迎这位苏联领导人,沙兰特穿了一套深色西装,与他浓密的眉毛及精心修剪的胡子很相配。巴尔紧张地站在沙兰特身边,金属框的眼镜挂在微秃的头上。在沙兰特的带领下,这两名前间谍向赫鲁雪夫展示苏联微电子技术的成就。赫鲁雪夫测试了一个可放入耳朵的微型收音机,也玩了一下可以印出他的名字的简单电脑。沙兰特自信地告诉赫鲁雪夫,半导体装置很快就会运用在太空船、工业、政府、飞机上,甚至「用来制造核导弹防御系统」。接着,他与巴尔把赫鲁雪夫带到一个画架前,画架上放着一座未来城市的图片,那是专门生产半导体设备的城市,市中心是一座巨大的52层摩天大楼。

赫鲁雪夫喜欢雄伟的工程,尤其是那些可以纳入其丰功伟业的工程,所以他很热情地支持那个建造苏联半导体城的概念。他给了巴尔与沙兰特一个大大的拥抱,承诺他会全力支持。几个月后,苏联政府批准了在莫斯科郊区兴建半导体城的计划。「微电子是机械脑,」赫鲁雪夫向苏联的其他领导人如此解释,「9这是我们的未来。」

苏联很快就在泽列诺格勒(Zelenograd)破土动工,泽列诺格勒在俄语中是「绿城」的意思,他们希望设计一个科学研究的天堂。萧金想把那里变成完美的科学聚落,里面有研究实验室与生产设施,还有学校、托儿所、电影院、图书馆、医院——半导体工程师所需的一切都有。市中心附近是莫斯科电子技术学院(Moscow Institute of Electronic Technology),校舍的砖砌外观是模仿英美大学的校园。从外面看,那里就像矽谷一样,只是少了点灿烂阳光。

08 「给我抄!」

 

 

大约在赫鲁雪夫宣布支持兴建泽列诺格勒的同时,苏联学生伯里斯.马林(Boris Malin)从宾州留学一年返国,行李内放了一台小装置:德州仪器的SN-51,那是美国最早贩售的积体电路之一。马林身材瘦削,头发乌黑,双眼深邃,是苏联半导体设备领域的顶尖专家。他认为自己是科学家,而不是间谍。然而,负责苏联微电子的官员萧金认为,SN-51是苏联必须不惜一切手段也要取得的设备。萧金把马林与一群工程师叫到他的办公室,把晶片放在显微镜下,透过镜头凝视那块晶片,并下令:「给我抄!完全照抄,不准有任何偏差,1给你们三个月的时间。」

被指说直接抄袭国外的研究成果时,苏联的科学家感到很愤怒。他们对科学的理解,跟美国的化学家及物理学家一样先进。据悉,去美国的苏联交换学生表示,他们从萧克利的课堂上很少学到2在莫斯科学不到的东西。事实上,苏联有世界上最顶尖的理论物理学家。2000年,基尔比终于因发明积体电路而荣获诺贝尔物理学奖时(当时积体电路的共同发明者诺伊斯已过世),是与俄罗斯科学家艾费洛夫(Zhores Alferov)共同得奖。1960年代,艾费洛夫对半导体设备发光的方式,做了基础的研究。1957年的人造卫星发射,1961年加加林的第一次太空飞行,以及1962年奥索金制作的积体电路,都是苏联正在变成科学强国的证据。连美国中情局也认为苏联的微电子业正迅速迎头赶上。

然而,萧金的抄袭策略有根本上的缺陷。抄袭用在制造核武上是有效的,因为美国与苏联在整个冷战时期只制造了数万件的核武。然而,在美国,德州仪器与快捷已经在学习如何量产晶片了。扩大生产的关键在于可靠性,那是张忠谋与葛洛夫等美国晶片制造者在1960年代一直致力投入的挑战。与苏联同业不同的是,他们可以借鉴其他制造先进光学、化学品、净化材料、其他机械厂商的专业。万一没有帮得上忙的美商,快捷与德仪还可以求助德国、法国或英国,这三个国家都有先进的产业。

苏联可以大量生产煤炭与钢铁,但几乎各种先进的制造3都处于落后状态。苏联在产量上取胜,但品质或纯度上没有优势,偏偏品质与纯度对量产晶片来说至关重要。此外,西方的盟国透过出口管制协调委员会(COCOM),禁止向共产国家转移包括半导体元件在内的许多先进技术。苏联人常透过设在中立的奥地利或瑞士的空壳公司,来绕过COCOM的限制,但这个途径很难大规模地使用。因此,苏联的半导体厂通常不得不采用没那么精密的机器及没那么纯净的材料,因此生产出的可用晶片少了很多。

光靠间谍活动,只能为萧金和他的工程师带来有限的帮助。光是偷一块晶片并无法说明它是怎么制作的,就像偷一块蛋糕也无法说明它是如何烘焙出来的。晶片的制程已经非常复杂。在史丹佛大学修萧克利课程的外国交换学生,可能变成聪明的物理学家,但只有葛洛夫或波特那样的工程师,才知道某些化学物质需要以什么温度加热,或光阻剂该曝光多久。晶片制程的每一步都涉及专业知识,那些知识很少在特定的公司以外分享。这种专业技术甚至往往不会写下来。苏联间谍已经是间谍界的佼佼者,但即使派出最干练的特务,也无法窃取到够多半导体生产过程中所需的大量细节与知识。

此外,根据摩尔定律的速率,最新的科技日新月异。即使苏联人设法照抄一种设计,取得了材料与机器,并复制生产过程,那都需要时间。德仪与快捷每年都会推出新设计,上面的电晶体数量愈来愈多。到了1960年代中期,最早的积体电路已经不是什么新闻,而是又大又耗电、没什么价值的东西。相较于几乎所有的科技,半导体技术正飞速前进。电晶体的尺寸与耗电量都在缩小,一平方吋的矽片上可放入的运算力,约每两年就增加一倍。科学界找不到发展那么快的其他技术了,所以在半导体业窃取去年的设计,根本是毫无希望的策略。

苏联的领导人始终无法明白,为什么抄袭策略使他们落后。苏联整个半导体业的运作,就像一家国防承包商——秘密进行、由上而下、军事系统导向,照着订单供货,几乎没有创意空间。萧金部长的一名下属回忆道,萧金「严格控制」抄袭过程。打从一开始,抄袭就是苏联半导体业的内建运作模式。即使苏联全国上下都采用公制度量衡,一些晶片的制造机器为了4更精准地抄袭美国的设计,还是改采英寸、而不是厘米。正因为抄袭策略,苏联的电晶体技术从一开始就落后美国几年,而且从未赶上。

泽列诺格勒外表可能看起来像阳光不那么灿烂的矽谷,但那里有苏联最好的科学家及偷来的机密。不过,美苏两国的半导体系统却是天壤之别。矽谷的新创企业创办人会跳槽,并在厂房里累积实务经验;萧金则是从莫斯科的部长办公桌发号施令。与此同时,奥索金在里加过着默默无闻的生活,深受同事的敬重,但无法与任何未获安全许可的人5谈论他的发明。年轻的苏联学子并没有因为想要成为像奥索金一样的人而攻读电机学位,因为没有人知道他的存在。苏联人在职涯发展上追求的是在官僚体系内晋升,而不是设计新产品或寻找新市场。在过度关注军事生产的国家中,民用商品向来是事后才想到的次要考量。

与此同时,这种抄袭心态也意味着,苏联半导体的创新路径是由美国设定的。因此,苏联的半导体业虽然是该国最敏感、最神秘的产业之一,运作起来却像一个经营不善的矽谷分部。在一个以美国晶片制造商为中心的全球化网络中,泽列诺格勒只不过是的一个节点罢了。

09 电晶体推销员

 

 

1962年11月,日本首相池田勇人前往富丽堂皇的爱丽舍宫,会见法国总统戴高乐。他为东道主带来了一件小礼:一台索尼的电晶体收音机。戴高乐是讲究形式与礼仪、思想传统的军人,视自己为法国高贵精神的化身。相较之下,池田勇人认为日本国民是纯粹的物质主义者,并承诺在十年内使日本的国民所得增加一倍。戴高乐宣称,日本只不过是个「经济强国」,他在会见池田勇人后对助理不满地说,池田勇人的举止1跟「电晶体推销员」没两样。但不久之后,全世界都很羡慕日本,因为这个国家在销售半导体上的成功,使它变得远比戴高乐所想像的还要富强。

积体电路不仅以创新的方式连接电子元件,也以美国为中心把几个国家编织成一个网络。苏联因为抄袭矽谷的产品,无意间成了这个网络的一部分。相反的,日本则是拥有日本商业精英与美国政府的支持,刻意融入美国的半导体业。

二战结束时,有些美国人原本认为应该剥夺日本的高科技产业,作为日本发动残酷战争的惩罚。然而,日本投降后不到两年,美国的国防官员就采取了「强大的日本比弱小的日本2是更好的风险。」这样的官方政策。除了短暂地阻止日本研究核子物理学以外,美国政府其实是支持日本3以科技与科学强国的形式重生。当时的挑战在于,帮助日本重建经济的同时,要把日本经济与美国主导的体系绑在一起。让日本成为电晶体推销员,正是美国冷战策略的核心。

电晶体发明的消息,最初是透过战后接管日本的美军传到日本的。菊池诚是日本通产省电气试验所的年轻物理学家,该试验所雇用了日本最顶尖的科学家。某天,上司把他叫进办公室,告诉他4一个有趣的消息:美国的科学家把两根金属丝接到锗晶体上,就能够放大电流。菊池诚马上知道有人发明了一种非比寻常的装置。

身处在炸毁的东京,很容易让人觉得自己与世界顶尖的物理学家隔绝。但东京的美军占领总部提供了《贝尔系统技术期刊》(Bell System Technical Journal)、《应用物理学期刊》(Journal of Applied Physics)、《物理评论》等期刊,让日本的科学家有机会翻阅。那些期刊刊登了巴丁、布莱顿、萧克利的论文,本来在战后的日本是不可能取得的。菊池诚回忆道:「我快速流览里面的内容,每次看到『半导体』或『电晶体』等字眼时,5心跳就会开始加快。」几年后的1953年,巴丁在湿热的9月造访日本,参加国际纯粹与应用物理学联合会(International Union of Pure and Applied Physics)的会议,菊池诚在那里见到了他。巴丁在东京获得名人般的礼遇,他很惊讶有那么多人想要为他拍照。在写给妻子的信中,他提到:「我这辈子6没见过那么多闪光灯。」

巴丁飞抵东京的同一年,盛田昭夫从羽田机场起飞前往纽约。身为日本知名清酒厂的第十五代传人,他从小就被培养要接掌家业。盛田昭夫的父亲原本想让儿子继承盛田酒业,但盛田昭夫从小就爱玩电子产品。大学时攻读物理系,为他指引了不同的方向。战争期间,物理专业可能救了他一命,他被分派到研究实验室,而不是前往前线作战。

事实证明,盛田昭夫的物理学位在战后的日本相当实用。1946年4月,日本仍是一片废墟时,盛田昭夫与前同事井深大合创了一家电子企业,不久就把公司改名为索尼(Sony),名称来自sonus(拉丁语的「声音」)及美国暱称Sonny。他们推出的第一项产品是电子锅,但销量不佳。后来推出的录音机运作得很好,销量不错。1948年,盛田昭夫读到贝尔实验室发明的新电晶体,马上就看出它的潜力。盛田昭夫回忆道,7那看起来很「神奇」,并梦想着改革消费电子装置。

1953年,盛田昭夫飞抵美国后,美国的宽广辽阔,以及消费者的惊人财富,都让他震惊不已,尤其与战后东京的匮乏相比更是天壤之别。盛田昭夫心想:「这个国家8似乎什么都有。」他在纽约会见了AT&T的高阶主管,他们同意授权让他生产电晶体。他们也告诉他,别指望制造出比助听器更实用的东西。

不过,盛田昭夫知道戴高乐所不明白的道理:电子是世界经济的未来,电晶体很快就会嵌入矽晶片中,可能制造出难以想像的新装置。盛田昭夫意识到,电晶体的体积更小、耗电量更少,势必会转变消费电子产品。他与井深大决定把公司的未来押在销售这些消费电子产品上,而且不止卖给日本的消费者,也卖到世界上最富有的消费市场:美国。

日本政府也表达了对高科技的支持,在盛田昭夫造访贝尔实验室的同年,日本皇太子造访了美国一家无线电研究实验室。日本强大的通产省也想支持电子公司,但这个政府部门的影响好坏参半,索尼向贝尔实验室申请的电晶体授权,一度被官僚拖延了好几个月,理由是索尼在未经通产省同意下就与外国公司签署合约,是9「不可原谅的荒谬行为」。

索尼在日本可以善用较低的工资水准,但其商业模式的核心仍是创新、产品设计与行销。盛田昭夫采用的「授权」策略,与苏联部长萧金的「抄袭」策略截然不同。许多日本公司是以高超的生产效率著称。索尼擅长发掘新市场,以及利用矽谷最新的电路技术,为那些市场推出令人瞩目的产品。盛田昭夫表示:「我们的计划是用新产品引导大众,而不是问大众想要什么产品。大众不知道什么东西可能生产出来,10但我们知道。」

索尼第一个热卖的产品是电晶体收音机,就像池田勇人送给戴高乐的那种。几年前,德仪曾试图推出11电晶体收音机,虽然拥有必要的技术,却因为定价与行销搞砸了,不久就放弃那项业务。盛田昭夫看到了机会,很快就大量生产数万台那种装置。

然而,像快捷那样的美国晶片公司,仍持续主导晶片生产的领先领域,例如与企业大型主机有关的业务。整个1960年代,日本公司为了智慧财产权支付了可观的授权费;把晶片总销售额的4.5%12给了快捷,3.5%给了德仪,2%给了西部电气。美国晶片制造商也乐于把技术转移给日本,因为日本公司似乎落后他们很多年。

索尼的专长不是设计晶片,而是设计消费品及订制他们需要的电子产品。计算机是日本公司改造的另一种消费性装置。1967年,德仪的董事长海格底要求基尔比设计一台半导体启动的手持计算机。然而,德仪的行销部认为,廉价的手持计算机没什么市场,因此那项专案一直停滞不前。日本的夏普电子(Sharp Electronics)不认同那个观点,他们把加州生产的晶片放进计算机中。那种计算机远比任何人想像的还简单,也更便宜。夏普这次成功的出击,确保了1970年代生产的多数计算机都是日本制的。海格底后来感叹,如果德仪早点找到销售自有品牌装置的方法,德仪「会成为13消费电子领域的索尼」。然而,事实证明,想要复制索尼的产品创新与行销专长,跟想要复制美国的半导体专业一样困难。

美国与日本之间出现的半导体共生关系,需要拿捏平衡。两国在供应与顾客方面都相互依赖。到了1964年,日本在离散电晶体的生产方面已超越美国,而美国公司则是生产最先进的晶片。美国公司制造了最好的电脑,而索尼、夏普等电子制造商所生产的消费品则推动了半导体的消费。日本的电子产品出口(包括半导体及依赖半导体的产品)从1965年的6亿美元,14激增到约二十年后的600亿美元。

然而,这种相互依赖不见得容易。1959年,美国电子业协会(Electronics Industries Association)向美国政府求助,以免那些从日本进口的产品破坏「国家安全」及15他们的净利。但是,让日本建立电子业是美国冷战策略的一部分。因此,1960年代的美方从未针对这个问题对日方施加太大的压力。像《电子》杂志这种产业杂志,理论上立场应该偏向美国公司,却指出「日本是美国太平洋政策的基石……如果日本无法与西半球及欧洲进行健全的商业往来,它会往别处16寻求经济支持」,比如共产主义的中国或苏联。美国的策略需要让日本获得先进的技术及建立顶尖的事业。尼克森总统后来说:「一个有历史的民族,是不会只满足于17制造电晶体收音机的。」他们需要获准、甚至被鼓励去开发更先进的技术。

日本企业高层也同样致力推动这种半导体的共生关系。当德州仪器想成为第一家在日本设厂的外国晶片制造商时,就面临到错综复杂的法规障碍。索尼的盛田昭夫碰巧是海格底的朋友,他主动提议帮德仪排除万难,以换取部分获利。他请德仪的高层匿名到东京,以假名入住饭店,而且不要离开饭店房间。盛田昭夫秘密前往那家饭店,并提议成立一家合资企业:德仪在日本生产晶片,索尼负责应付官僚。盛田昭夫对德仪的高层说:「我们会18帮你们打通关。」德仪高层认为索尼「真嚣张」(他们觉得这种说法是在称赞索尼)。

在盛田昭夫的协助下,德仪经历了官僚百态又喝了许多绿茶后,日本官方终于批准德仪在日本开设半导体厂。对盛田昭夫来说,这又是一次大成功,使他摇身变成太平洋两岸最著名的日本企业家之一。对美国的外交策略家来说,两国间的贸易与投资连结愈多,就可把日本与美国主导的体系绑得更紧密。对首相池田勇人这样的日本领导人来说,这也是一场胜利。他提前两年实现了让日本的19国民所得翻倍的目标。日本在世界舞台上获得了新的席位,这要归功于盛田昭夫那样勇敢无畏的电子企业家。电晶体推销员的影响力,远远超出了戴高乐的想像。

10 电晶体女孩

 

 

「他们的穿着是西式的,但他们的爱情是建立在1东方古老的乐趣上。」1964年出版的澳洲通俗小说《电晶体女孩》(The Transistor Girls)封面上写道。小说的情节涉及中国黑帮、国际阴谋,以及装配线的女工,她们「靠夜间的业外活动来增添收入」。《电晶体女孩》的封面图案是一位衣着暴露的日本年轻女子,背景是一座宝塔的剪影。封底的图案是一个更有东方味道的女性,但穿得更少。

最早的半导体大多是由男性设计,但组装半导体的工人大多是女性。摩尔定律预言,运算力的成本会骤降。然而,要实现摩尔的愿景,不只需要缩小晶片上每个电晶体的尺寸,也需要更多的廉价工人来组装。

快捷半导体的许多员工之所以加入公司,是为了寻找财富,或是出于对工程的热爱。但查理.斯波克(Charlie Sporck)之所以加入快捷,是因为被上一份工作赶出来了。他爱抽雪茄,是个干劲十足的纽约人,2非常注重效率。在这个充满杰出科学家及技术远见家的产业里,斯波克的专长是尽量从工人与机器提取生产力。运算成本的降幅之所以能跟上摩尔预测的进度,就是靠这种强势的管理者逼出来的。

斯波克在康乃尔大学读工程系,1950年代中期受雇于奇异(GE)位于纽约州哈得逊弗斯(Hudson Falls)的工厂。他的任务是改进奇异的电容器制程,并提出改善工厂装配线流程的建议。他认为他的新技术会提高生产力,但掌控装配线工人的工会则认为斯波克威胁到他们对生产流程的控制。于是,工会揭竿而起,举行了一场反斯波克的集会,还焚烧他的肖像。工厂的管理高层胆怯地让步,并向工会承诺,斯波克的改革永远不会实施。

斯波克心想:「3管你们去死!」当晚他回到家就开始找其他工作。1959年8月,他在《华尔街日报》上看到一则征才广告,一家名叫快捷半导体的小公司正在征生产经理。于是他寄出履历,不久快捷就通知他去纽约市莱辛顿大道上的一家饭店面试。两位面试官在豪饮饱餐一顿后,才醉醺醺地面试他,而且当场就录用他了。这可说是快捷做过最好的人才招募决定之一。斯波克从未去过俄亥俄州以西的地方,但他马上就接受了这份工作,不久就到山景城报到了。

斯波克回忆道,他一到加州时就惊讶地发现,这家公司「在处理工人与工会方面,几乎毫无能力。我为新雇主带来了这项能力」。许多公司不会把最终导致管理者的肖像被焚毁的劳资关系策略,形容成一种「能力」。但在矽谷,工会很弱势,而斯波克致力维持那种状态。他宣称,他与快捷的同事「坚决反对」工会。身为务实的工程师,斯波克并不是典型的工会打手。他的办公室非常简朴阳春,跟军营没两样。他对于公司能够发放股票选择权给多数的员工感到自豪。那对东岸的传统电子公司来说几乎是没听过的做法。但他也非常坚持,员工既然获得了股票选择权,相对的就要竭尽所能地4提高生产力。

东岸电子公司的员工通常以男性居多,旧金山南部的晶片新创企业则大多雇用女工来做5装配线的工作。女性在圣塔克拉拉谷的装配线已经工作数十年了,先是1920年代与1930年代在推动当地经济的水果罐头厂里工作,接着是二战期间在航太业工作。1965年,美国国会决定放宽移民规定,为当地的劳力市场增添了许多来自外国的女性。

晶片公司之所以雇用女性,是因为女性的工资较低,也比较不会像男性那样要求更好的工作条件。生产经理也认为,女性的小手更适合组装及测试半导体。1960年代,把矽晶片插上塑胶片的过程,首先需要透过显微镜来观察矽片在塑胶片上的位置。接着,组装工人把这两片东西组在一起,用机器加热、加压、加上超音波振动,让矽片与塑胶底座结合起来。然后,同样是以手工连上细细的金属线,好让晶片导电。最后,必须把晶片插入仪表中做测试——当时这个步骤6也只能靠手工完成。随着晶片需求的飙升,组装晶片的人手需求也跟着飙升。

像斯波克这样的半导体公司高层,无论放眼加州何处,都找不到够多的廉价工人。快捷在美国各地寻找,最终在缅因州以及新墨西哥州的纳瓦霍族保留地(Navajo reservation)设厂。斯波克表示,在缅因州设厂是因为那里的工人「痛恨工会」;至于在纳瓦霍族保留地设厂,则是看上当地提供的税赋优惠。不过,即使在美国最贫穷的地区,劳力成本依然相当可观。诺伊斯以私人资金投资了一家香港的无线电组装厂。当时香港是英国的殖民地,与毛泽东的共产中国只隔着一条边界。那里的工资是美国平均水准的十分之一,约每小时25美分。诺伊斯告诉斯波克:「你怎么不去看看呢?」7斯波克很快就搭机去看了。

快捷的一些同事对此感到担忧。「共产中国近在咫尺,」一位同事提醒他看看驻扎在香港北部边境的数千名中国人民解放军,「你会被碾过去。」但诺伊斯投资的那家无线电组装厂展现出机会。斯波克的一位同事回忆道:「中国的劳工,在那里工作的女孩,超出了我们的预期。」快捷半导体的高层认为香港装配工人的速度似乎是美国人的两倍。一位高层指出,而且他们更「8愿意忍受单调的工作」。

快捷在恒业街(Hang Yip Street)的一家凉鞋厂租了空间,那里毗邻香港的老机场,就在九龙湾岸边。不久,大楼外面装上了一个几层楼高的巨型快捷商标,照亮了港口周围航行的帆船。快捷继续在加州生产矽晶圆,但开始把半导体运到香港做最后的组装。1963年,也就是香港工厂营运的第一年,该厂就组装了1.2亿个装置。而且产品的品质很好,低廉的劳力成本意味着快捷可以雇用训练有素的工程师来管理装配线——换成在加州的话,9成本会贵得惊人。

快捷是第一家把组装外移到亚洲的半导体公司,但德仪、摩托罗拉以及其他企业也迅速跟进。十年内,几乎所有美国晶片制造商都在国外设有组装厂。斯波克开始把目光投向香港以外的地方。香港每小时25美分的工资仅为美国的十分之一,却是亚洲最高的。1960年代中期,台湾工人每小时的工资是19美分,马来西亚是每小时15美分,新加坡是每小时11美分,10南韩是10美分。

斯波克的下一站是新加坡这个以华裔为主的城市国家。快捷的一位资深员工回忆道,新加坡的领导人李光耀11「几乎是禁止」工会的。不久,快捷又到马来西亚的槟城设厂。早在「全球化」这个词出现的几十年前,半导体业就已经全球化,并为如今以亚洲为中心的供应链奠定了基础。

斯波克这样的管理者其实对全球化没有任何计划。如果缅因州或加州的成本跟亚洲一样,他也乐于继续在缅因州或加州设厂。但亚洲有成千上百万的农民在寻找工厂的工作,这些充裕的人力使工资持续维持在低档,而且有好一段时间都保证那么低。美国外交政策的策略家把香港、新加坡、槟城等城市的华裔工人,视为颠覆毛泽东共产党的好机会。斯波克则是把他们视为资本家的梦想:「我们在矽谷遇到了工会问题,12在东方从来没有这种问题。」

11 精准打击

 

 

1970年代初期,德仪的员工搭机往返新加坡与香港的半导体厂时,偶尔会透过机窗俯瞰从越南沿海平原的1战场上飘起的缕缕烟雾。德仪在亚洲各地的员工专注于制造晶片,而不是战争。不过,他们在德州的许多同事一心只想着战争。德仪的第一份晶片大合约,是为义勇兵二号那样的大型核导弹制造晶片,但越战需要不同类型的武器。越南早期的轰炸行动,比如1965年至1968年的滚雷行动(Operation Rolling Thunder),投掷了八十多万吨的炸弹,比二战期间太平洋战区所2投下的炸弹还多。然而,这种火力对北越军队的影响微乎其微,因为大多数的炸弹并未击中目标。

美国空军意识到,他们需要更聪明地作战。军方试验了各种导弹与炸弹的技术,从使用遥控器到红外线寻标器都试过了。其中一些武器证明相当有效,百舌鸟飞弹(Shrike missile)就是一例——那是从飞机上发射,使用简单的导引系统,把导弹指向雷达无线电波的源头,借此锁定敌人的雷达设施。但许多其他的导引系统似乎从未奏效。1985年美国国防部的一项研究发现,空对空导弹成功击落视程外的敌机,3竟然只有四例。在这样的限制下,导引武器似乎不可能决定战争的结果。

军方的结论是,许多导引武器的问题出在真空管。美国战斗机在越南上空使用的麻雀三防空飞弹(Sparrow III anti-aircraft missile)是依靠手工焊接的真空管。东南亚的潮湿气候、起降时的冲击力,以及战斗机的激烈混战,导致飞弹经常故障。麻雀飞弹的雷达系统平均使用五到十个小时就会故障一次。战后一项研究发现,在越南发射的麻雀飞弹中,仅9.2%击中目标,66%故障,其余的4根本没击中目标。

然而,美军在越南面临的最大挑战是打击地面目标。空军的资料显示,越战开始时,炸弹平均是落在距离目标128米的范围内,因此以炸弹击中车辆5基本上是不可能的。德仪34岁的专案工程师威尔登.沃德(Weldon Word)想要改变这点。沃德的双眼湛蓝锐利,嗓门很大,声音低沉有磁性,他的经历使他拥有思考战争的独特视角。不久前,他才在一艘海军舰艇上为德仪新开发的声纳收集资料长达一年,最近刚结束这项单调乏味的任务。但由此可见,军事系统只要使用正确的感测器与仪器,就可以收集到很多资料。早在1960年代中期,沃德就已经想像,使用微电子技术来改造军方的杀伤链(kill chain)*1。卫星与飞机上的先进感测器将会掌握目标,追踪它们,引导飞弹飞向目标,并确认目标遭到摧毁。这听起来像科幻小说,但德仪已经在研究实验室里产出6必要的组件。

德仪为洲际弹道飞弹(ICBM)制造晶片,那种飞弹在导引上碰到的挑战比较直接。它们是从地面的固定位置发射,而不是从一边闪躲敌军砲火、一边以时速数百英里的速度飞行的飞机上发射。ICBM的目标也不会移动,飞弹本身只会受到风力与天气状况的轻微影响,因为它们是以音速的数倍从外太空俯冲下来。它们的弹头够大,即使有轻微的失误,仍有强大的破坏性。从蒙大拿州攻击莫斯科,比用F-4战机从几千英尺的高空投弹击中卡车容易多了。

这是一项复杂的任务,但诚如一位同事所言,沃德知道「便宜又常见」的武器才是最佳武器,因为这样才能确保它们7常在训练与战场上使用。微电子的设计必须尽可能简单,因为每个必须焊接的连结都会增加不可靠性。电子设计愈简单,系统就越愈可靠,也愈省电。

许多国防承包商试图向国防部销售昂贵的飞弹,但沃德要求他的团队制造售价8像平价家庭轿车一样的武器。他一直在寻找一种简单好用的装置,可以迅速部署在各种飞机上,让每个军种都能使用,也让美国的盟友能迅速采用。

1965年6月,沃德飞往佛罗里达州的埃格林空军基地(Eglin Air Force Base)会见乔.戴维斯上校(Joe Davis)。戴维斯是为越战采购新装备的专案负责人,15岁尚未从军时就开始学飞行,二战与韩战期间开过战斗机与轰炸机,之后曾在欧洲与太平洋地区指挥空军部队。他比任何人都清楚什么类型的武器可在空军任务中发挥效用。沃德在戴维斯的办公室里坐下时,戴维斯打开办公桌的抽屉,拿出一张颔龙桥的照片。那是一个160米长的金属结构,横跨北越的马江,周围有防空系统。沃德与戴维斯数了数,发现那座桥的周围有800个弹坑,每个弹坑都是美国炸弹或火箭没击中目标所造成的。此外还有数十枚、甚至数百枚炸弹落在河里,没留下任何痕迹。那座桥依然屹立不倒。戴维斯问道,9德仪能帮上忙吗?

沃德认为,德仪在半导体电子方面的专业知识可以让空军的炸弹更精准地运作。德仪对于炸弹设计一无所知,所以沃德是从常规炸弹着手:340公斤的10M117炸弹。美军已经投了638枚M117炸弹在颔龙桥的附近,但无一击中目标。他为M117炸弹增添了一组小尾翼,以便炸弹从天而降时时,引导其飞行。最后,他安装了一个简单的雷射导引系统来控制那组尾翼。一个小矽片被分成四个象限,放在一个透镜后面。从目标反射的雷射会穿过透镜,照射到矽片上。万一炸弹偏离轨道,一个象限将比其他象限接收到更多的雷射能量,电路会移动尾翼以重新定位炸弹的轨迹,这样一来,雷射就会直接穿过透镜了。

戴维斯上校给德仪九个月的时间及9.9万美元,来制造及交付这种雷射导引炸弹。这种炸弹设计简单,很快就通过空军的测试。1972年5月13日,美军的军机在颔龙桥投下24枚炸弹。这座桥在那天以前一直屹立在数百个弹坑之间,仿佛一座纪念碑,纪念着二十世纪中叶轰炸战术的不精确。这次,美国的炸弹直接命中目标。数十座其他的桥梁、铁路枢纽,以及其他的战略要地,也遭到新型精准炸弹的袭击。一个简单的雷射感测器与几个电晶体,把投掷638次但命中率为零的武器,变成了11精准摧毁的工具。

最终,越南农村的游击战,并不是一场靠空中轰炸能打赢的战争。德仪推出「铺路」(Paveway)雷射导引炸弹的时机,正好碰上美国战败。当魏摩兰将军(William Westmoreland)等军事领导人预测「战区处于即时或接近即时的监视之下」及「自动火力控制」时,许多人觉得那些说法仿佛是当初把美国拖入越战的12狂妄豪语。因此,除了少数几位军事理论家与电子工程师,几乎没有人知道,越南其实是一个成功的武器测试场。那些武器把微电子与炸药结合在一起,彻底改变了战争,也就此改变了美国的军力。


*1 在军事上是指一种攻击过程,具体是指识别打击的目标、向目标派遣兵力、决定并下令攻击目标、最后摧毁目标等一系列攻击过程。

12 供应链布局

 

 

德州仪器的高层马克.谢弗德(Mark Shepherd)二战期间曾在海军服役并派驻亚洲,张忠谋曾打趣地说,谢弗德对远东的印象1仅限于酒吧与舞女。身为达拉斯警察之子,谢弗德6岁就自己组装了2第一根真空管。他是建立德仪半导体业务的核心要角,基尔比发明第一个积体电路时所属的部门也是由他管理。谢弗德肩膀宽阔,西装笔挺,留着西装头,笑起来绷着嘴角,看上去像个德州企业大亨。现在他已经准备好领导德仪,把部分的生产业务外移到亚洲。

1968年,张忠谋与谢弗德第一次造访台湾,这是他们亚洲行的一部分,目的是为新的晶片组装厂选址。那次访问的经验糟透了。谢弗德点的牛排,附上的酱料居然是酱油,跟他习惯的德州牛排完全不同,让他很生气。他首次拜会位高权重又精明的经济部长李国鼎时,李国鼎声称智慧财产权是「帝国主义用来3欺负落后国家的东西」,双方因此不欢而散。

李国鼎把谢弗德视为美帝的代理人并没有错。但与试图把美国赶走的北越人不同,李国鼎最终意识到,与美国更深入的融合,将对台湾有利。台湾与美国自1955年以来一直是条约上的盟友,但越战失败后,美国做出的安全承诺看起来不太可靠。从南韩到台湾,从马来西亚到新加坡,这些反共政府都在寻求美国不会让他们孤立无援的保证,他们也在寻找就业与投资机会,希望解决民众对经济的不满,那些不满会驱使一些民众投向共产主义的怀抱。李国鼎意识到,德仪可以帮台湾同时解决这两个问题。

美国的策略家担心,美国支持的南越即将崩解,可能会冲击整个亚洲。外交政策的策略家认为,这时亚洲各地的华人社群很容易被共产党渗透,像骨牌一样纷纷倒向共产党,变成亲共势力。例如,马来西亚的华裔就是该国共产党的中坚势力。新加坡叛逆的工人阶级主要也是华裔。中国正在寻找盟友,也在探寻美国的弱点。

对于共产党即将在越战中获胜,没有人比依然声称自己统治着整个中国的台湾政府更担心。1960年代对台湾经济来说是不错的十年,但外交政策方面却是多灾多难。台湾的专政者蒋介石仍梦想着反攻大陆,但军力平衡已明显对他不利。1964年,中国进行第一次核武测试,紧接着又做了热核武器测试。面对拥有核武的中国,台湾比以往更迫切需要美国的保护。然而,随着越战的拖延,美国削减了对台湾等亚洲盟友的4经济援助。对一个如此依赖美国支持的国家来说,这是个不祥之兆。

于是,李国鼎等台湾官员开始制定策略,目标是在经济上与美国整合,而半导体正是5这项计划的核心。李国鼎曾在剑桥大学攻读核子物理学,也经营过钢铁厂,后来带领台湾经济发展度过战后几十年。李国鼎知道,许多台裔美籍的半导体工程师愿意帮忙。在达拉斯,张忠谋积极鼓励德仪的同事在台湾设厂。许多人后来把生于中国的张忠谋说成「回到」台湾,但1968年其实是他首度踏上台湾。自从共产党取得中国政权以来,他一直住在美国。不过,张忠谋在史丹佛大学博士班的两个同学来自台湾,他们说服他相信,台湾的商业环境比较好,6工资也会维持在低档。

李国鼎原本指责谢弗德是帝国主义者,但不久就改变态度。他意识到,与德仪合作可能会改变台湾的经济、能够建立产业以及转移技术。与此同时,电子组装将促进其他投资,帮台湾生产更多价值较高的产品。随着美国人对于在亚洲的军事承诺态度转向怀疑,台湾亟需把台美关系多样化。那些对保卫台湾不感兴趣的美国人,可能愿意捍卫德仪。台湾岛上设立的半导体厂愈多,台湾与美国的经济关系愈密切,台湾就愈安全。1968年7月,德仪的董事会打理好德仪与台湾政府的关系后,批准在台湾设厂。1969年8月,这家工厂开始组装第一批装置。1980年,该厂出货量7已突破10亿个。

台湾不是唯一认为半导体供应链可以带来经济成长与政治稳定的国家。1973年,新加坡的领导人李光耀告诉美国总统尼克森,他指望出口能8「吸收新加坡的失业」。在新加坡政府的支持下,德仪与国家半导体(National Semiconductors)在新加坡设立组装厂,许多晶片制造商也迅速跟进。1970年代末期,美国半导体公司在国际雇用了数万名工人,主要分布在9南韩、台湾与东南亚。德州与加州的晶片制造商、亚洲的独裁者,以及亚洲许多半导体组装厂的劳工(大多是华裔)之间,形成了一个新的国际联盟。

半导体重塑了美国的亚洲盟友的经济与政治。勤奋的装配线劳工,转变了曾经酝酿政治激进主义的城市。他们乐于摆脱失业或自给自足的农业,到工厂从事10收入较高的工作。到了1980年代初期,电子业占新加坡国民生产毛额(GNP)的7%,也占制造业就业数的四分之一。在电子产品的生产中,60%是半导体装置,其余大部分是没有半导体就无法运作的产品。在香港,电子制造业创造的就业机会高居第二,只比纺织业少。在马来西亚,槟城、吉隆坡、麻六甲的半导体生产蓬勃发展,新的制造业就业机会为1970年至1980年间离乡转往都市的15%马来西亚劳工提供了工作。这种大规模的城乡迁徙往往会破坏政治稳定,但马来西亚靠着许多收入较高的电子组装工作,得以维持低失业率。

从南韩到台湾,从新加坡到菲律宾,半导体组装厂的地图看起来很像美国在亚洲各地的军事基地图。然而,即使美国后来终于承认越战失败、并减少在亚洲的军事部署,这些跨太平洋的供应链依然存在。到了1970年代末期,美国的亚洲盟友并未像骨牌那样纷纷倒向共产主义,而是与美国更紧密地融合。

1977年谢弗德再度造访台湾,并与李国鼎会面,这次来访距离他们首次见面已近十年。这时台湾仍面临中国入侵的风险,但谢弗德对李国鼎说:「我们认为台湾经济的实力与活力足以抵消那个风险。德仪会留下来,11继续在台湾发展。」如今德仪在台湾仍有厂房。同时,台湾已把自己变成矽谷不可或缺的合作伙伴。

13 英特尔的改革者

 

 

1968年似乎是一个革命性的时刻。从北京到柏林,再到柏克莱,激进份子与左派份子正准备推翻既有秩序。北越的新春攻势考验了美国军力的极限。但如今回顾过往,《帕罗奥图时报》Palo Alto Times)第六版抢在世界各大报之前报导的独家新闻,才是当年最具革命性的事件:「创办人离开快捷,1创立自己的电子公司」。

诺伊斯与摩尔的反叛,并不像是加州东湾(East Bay)正在上演的抗议活动。当时,柏克莱的学生与黑豹党(Black Panthers)策划暴力反叛行动,梦想着废除资本主义。在快捷,诺伊斯与摩尔对于没有股票选择权感到不满,也厌倦了纽约总部的干预。他们的梦想不是摧毁既有的秩序,而是重塑秩序。

诺伊斯与摩尔离开快捷的速度,跟十年前他们离开萧克利的新创企业一样快。他们离开后共同创办了英特尔(Intel),代表Integrated Electronics(集成电子)之意。在他们的愿景中,电晶体将成为有史以来最便宜的产品,但全球消费的电晶体数量将会以兆为单位。人类将透过半导体获得很大的力量,同时也离不开半导体。世界与美国的连结日益紧密,而美国内部的电路也正在改变。工业时代即将结束。接下来将形塑世界经济的,是把电晶体蚀刻到矽中的专业技术。帕罗奥图、山景城这些加州小镇,正在转变成新的全球权力中心。

英特尔创立两年后,推出了第一款产品:一种名为「动态随机存取记忆体」(DRAM)的晶片。1970年代以前,电脑通常不是使用矽晶片来记忆资料,而是使用一种名为磁芯(magnetic core)的装置,那是一种由微小金属环所组成的矩阵,用电线网格串在一起。一个金属环被磁化时,它会为电脑储存1;未磁化的金属环则是0。把金属环连在一起的电路网,可以打开或关闭每个金属环的磁性,并「读取」特定的金属环是1、还是0。然而,记忆1与0的需求正大幅增加,那些金属环与电路能缩小的程度有限。如果把这些组件再缩得更小,装配工人根本无法以手工的方式把它们编在一起。随着大家对电脑记忆体的需求激增,磁芯无法跟上2这波爆炸性的成长。

1960年代,IBM的罗伯.丹纳德(Robert Dennard)这类的工程师开始想像可以比小金属环更有效率地「记忆」的积体电路。丹纳德的一头黑发留到耳下,发尾呈直角往外翘,与地面平行,使他看起来像个古怪的天才。他提议把一个微型电晶体和一个电容器结合起来,变成一种微型的储存装置,可以充电(1)或不充电(0)。由于电容器用久会漏电,所以丹纳德的想法是透过电晶体对电容器反复充电。这种晶片称为动态(因一再充电)随机存取记忆体,简称DRAM。直到今天,这种晶片仍是电脑记忆体的核心。

DRAM晶片的运作原理与旧的磁芯记忆体一样,借助电流来储存1和0。但DRAM电路并不依赖线路与金属环,而是刻在矽中,不需要手工编成,因此故障较少,又可以做得更小。诺伊斯与摩尔认为,他们的新公司英特尔可以用远比磁芯还高的密度把DRAM放在晶片中。看一眼摩尔定律的图就知道,只要矽谷能继续缩小电晶体,DRAM晶片就会席卷电脑记忆体产业。

英特尔打算主宰DRAM晶片事业。记忆体晶片不需要专门设计,因此相同设计的晶片可用于许多不同类型的设备,这使得量产变得可能。相反的,另一种主要类型的晶片(负责「运算」,而非「记忆」)是专门为每种设备设计的,因为每种设备的运算问题都不一样。例如,计算机的运作与导弹的导引系统不同,因此1970年代以前,它们是使用不同类型的逻辑晶片。这种专业化推高了成本,所以英特尔决定把重点放在记忆体晶片上,靠量产创造规模经济。

然而,诺伊斯永远无法抗拒工程难题。虽然他刚募集了数百万美元,承诺他的新公司将生产记忆体晶片,但他很快又被说服,增设了一条生产线。1969年,日本计算机公司Busicom找上诺伊斯,请英特尔为其最新的计算机设计一套复杂的电路。手持计算机相当于1970年代的iPhone,这项产品使用最先进的运算技术来压低价格,让大众可以随身携带一个功能强大的塑胶装置。许多日本公司制造计算机,但他们常依赖矽谷来设计及制造晶片。

诺伊斯请泰德.霍夫(Ted Hoff)处理Busicom的要求。霍夫是说话温和的工程师,加入英特尔以前是从事神经网络的学术研究。英特尔的员工大多是物理学家或化学家,他们把焦点放在晶片上穿梭的电子。霍夫与他们不同,他在电脑架构方面的背景,让他能从半导体驱动的系统面3来看半导体。Busicom告诉霍夫,他们需要12个不同的晶片,总计有2.4万个电晶体,这些晶片要按照他们的设计来排列。霍夫认为这对英特尔这种小新创公司来说太复杂了。

他思考Busicom的计算机时,意识到电脑面临着客制化逻辑电路与客制化软体之间的权衡。由于晶片制造是客制化业务,为每台设备提供专门的电路,客户不会认真考虑软体。然而,英特尔在记忆体晶片方面的进步,再加上记忆体晶片随着时间的推移可望加倍成长,这表示电脑很快就会有处理复杂软体所需的记忆体容量。霍夫因此认为,设计一种标准化的逻辑晶片,搭配一个功能强大的记忆体晶片,内建不同类型的软体程式设计,就可以计算许多不同的东西,而且这种设计很快就会变得更便宜。毕竟,霍夫很清楚没有人制造的记忆体晶片4比英特尔的更强大。

英特尔不是第一家考虑生产通用逻辑晶片的公司。有一家国防承包商为F-14战斗机上的电脑所生产的晶片,跟英特尔的晶片很像。然而,那种晶片的存在一直保密到1990年代才揭露。英特尔推出一款名为4004的晶片,并形容那是世界第一款微处理器——就像英特尔在广告中所说的,「晶片上的可程式化微处理器」。它可以应用在许多不同类型的设备上,并在运算界5掀起一场革命。

1972年,诺伊斯在父母结婚50周年的纪念派对上,打断了庆祝活动,举起一块矽晶圆,对家人宣布:「6这将改变世界。」现在,通用逻辑晶片可以量产了。电脑业已经为自己的工业革命做好准备,而英特尔拥有世界上最先进的装配线。

加州理工学院的卡弗.米德教授(Carver Mead)是最了解量产的运算力将如何改变社会的人。米德双眼锐利,蓄着山羊胡,看起来比较像柏克莱的哲学家,而不是电子工程师。快捷创立不久的某一天,摩尔造访米德在加州理工学院的办公室,他拿出一只袜子,里面7装满了Raytheon 2N706电晶体。摩尔把那些电晶体送给米德,让他在电机工程课上使用。两人很快就变成朋友,摩尔也聘请充满远见的米德来当顾问。多年来的每个星期三,米德都在英特尔的矽谷设施中度过。摩尔首度在1965年那篇著名的文章中描绘电晶体密度将呈指数型成长,但「摩尔定律」这个词是米德创造出来描述那个现象的术语。

「在接下来的十年,」米德在1972年时预测:「社会的各方面都会出现某种程度的自动化。」他想像,随着这些矽晶片的普及与平价化,「我们的电话、洗衣机或汽车内部的深处都会有一台微型电脑」。米德计算:「过去200年间,我们制造商品的能力以及人的移动能力提高了100倍。但在过去的20年间,我们处理及撷取资讯的速度增加了100万到1000万倍,」资料处理的革命性爆发即将来临,「我们将有8无穷的运算力。」

米德预言了一场对社会与政治都影响深远的革命。在这个新世界,能产出运算力并运用软体来操纵运算力的人,将拥有影响力。矽谷的半导体工程师拥有专业知识、人脉网络,以及股票选择权,这让他们能够制定未来的规则——而其他人都必须遵守那些规则。工业社会逐渐式微,取而代之的是数位世界。无数的晶片遍及社会各角落,储存及处理着1与0。科技大亨的时代来临了。「社会的命运悬而未决,」米德宣称:「催化剂就是微电子技术,以及它在愈来愈小的空间里塞入愈来愈多元件的能力。」不在这个产业的局外人依稀感受到世界正在改变,但英特尔的领导者知道,如果他们能够大幅扩大可用的运算力,颠覆性的改变就会发生。1973年,摩尔说道:「我们才是真正的改革者,几年前那些留着长发与胡子、9破坏学校的小伙子才不是。」

14 国防部的抵销策略

 

 

从诺伊斯与摩尔的改革中获益最多的,莫过于旧秩序的基石:国防部。1977年,初到华盛顿的威廉.裴瑞(William Perry)觉得自己「像糖果店里的孩子」。对裴瑞这种矽谷创业者来说,在国防部担任研究与工程事务副部长是「世界上最好的工作」。没有人购买技术的预算比国防部还大。而且,在华盛顿,几乎没有人如此了解微处理器与强大的记忆体晶片将如何改变国防部依赖的所有武器与系统。

诺伊斯与摩尔无视政府的需求,他们的主要业务是为大众市场的计算机与企业的大型主机提供晶片。裴瑞与他们不同,他对国防部了若指掌。身为宾州面包师傅之子,他的职业生涯是从矽谷开始的。他本来在喜万年电子防御实验室担任科学家。这个实验室是喜万年公司旗下的一个单位,也就是张忠谋从麻省理工毕业后加入的那家公司。裴瑞在加州的喜万年工作时,负责设计高度机密的电子装置,用来监控苏联的导弹发射。1963年秋季,U-2侦察机拍到苏联在古巴部署导弹的照片,国防部立刻召集10位专家到华盛顿检视那些照片,裴瑞就是其中之一。裴瑞还很年轻,就已经被视为美国1军事方面的顶尖专家。

裴瑞在喜万年的工作使他迅速进入美国的国防体系,但他仍住在山景城。对于一个被新创企业包围的工程师来说,老派的喜万年开始显得既官僚又乏味,它的技术很快就过时了。矽谷的晶片制造商已经量产晶片很久以后,喜万年的消费性产品与军用产品还在用真空管。裴瑞对于产业里固态电子技术的进展很了解,他跟诺伊斯在同一个帕罗奥图牧歌合唱团唱歌。察觉到技术变革之后,裴瑞于1963年创立自己的公司,为军方设计监控设备。为了获得需要的处理力,裴瑞跟他的合唱团搭档——英特尔的执行长——2购买晶片。

裴瑞后来回忆,在阳光明媚的矽谷,「一切都是新的,一切都有可能」。但是1977年,他加入国防部时,从国防部看出去的世界黯淡许多。当时美国刚输掉越战;更糟的是,根据安德鲁.马歇尔(Andrew Marshall)等国防部的分析师警告,苏联几乎完全侵蚀了美国的军事优势。马歇尔生于底特律,身材矮小,秃头,鹰钩鼻,眼镜的后方的双眼高深莫测地观察着这个世界。二战期间,他曾在一家3机床厂工作,后来成为过去半世纪以来最有影响力的政府官员之一。1973年,马歇尔受命为国防部成立净评估室(Office of Net Assessment)*1,负责预测战争的未来。

马歇尔评估后所得出的悲观结论是,美国在东南亚打了10年毫无意义的战争后,已经失去军事优势。他一心一意想要恢复美国的往日荣光。苏联卫星史普尼克与古巴导弹危机的确令美国震惊,但苏联一直到1970年代初期才累积到够多的洲际弹道飞弹,足以确保他们能承受美国的核武攻击,并以自己的毁灭性原子弹进行报复。更令人担忧的是,苏联军队的坦克与飞机远比美国还多,而且已经部署在欧洲的潜在战场上。美国在国内面临削减国防开支的压力,根本就跟不上苏联。

马歇尔等战略家知道,面对苏联的数量优势,唯一的办法是生产品质更好的武器,但怎么做呢?早在1972年,马歇尔就写道,美国需要善用它在电脑领域「巨大又持久的4领先优势」。他写道:「好的策略是,持续发展那种领先优势,并利用那项优势来改变我们对战争的概念、进而从中获益。」他设想的是「快速的资讯收集」、「精密的指挥与控制」、飞弹的「终端导引」,亦即几乎可以精准击中目标的武器。如果战争的未来变成一场精准度的竞赛,那苏联就会落后了。

由于运算力的微型化,裴瑞知道马歇尔对战争未来的想像很快就有可能实现。他在自家公司的设备中用过英特尔的晶片,很熟悉矽谷的半导体创新。越战中使用的许多武器系统依然采用真空管,但最新的手持计算机里的晶片运算力远比老式的麻雀飞弹强多了。裴瑞相信,把那些晶片放在飞弹上,美国的军力就会领先苏联。

他认为,导引飞弹不仅会「抵销」苏联的数量优势,还会迫使苏联采取代价高昂的反飞弹措施来回应。裴瑞计算,苏联需要花5到10年的时间以及300亿到5500亿美元的资金,才能防御美国军方打算部署的3000枚巡弋飞弹。而且即便苏联做到了,如果所有飞弹都对准苏联发射,苏联也只能摧毁其中一半。

这正是马歇尔一直在寻找的技术。裴瑞与马歇尔跟卡特总统的国防部长哈罗德.布朗(Harold Brown)合作,一起鼓吹国防部大力投资新技术:使用积体电路、而不是真空管的新一代导引飞弹;可以把位置座标传到地球上任一点的卫星群;以及最重要的是,要启动下一代晶片的研发计划,确保美国维持其技术优势。

在裴瑞的领导下,国防部在新的武器系统上投入大量资金,要充分利用美国在微电子方面的优势。像铺路雷射导引炸弹之类的精准武器项目就获得了推广。此外,从巡弋飞弹到炮兵飞弹等所有类型的导引飞弹也是如此。随着微型运算力的应用,感测器与通信技术也开始突飞猛进。例如,侦查敌方的潜艇,主要需要开发精准的感测器,并透过愈来愈复杂的演算法来执行感应器收集的资讯。军方的声学专家认为,只要有足够的处理力,就有可能从数英里外6区分鲸鱼与潜艇。

导引武器变得愈来愈复杂。像战斧巡弋飞弹(Tomahawk missile)7这样的新系统,就需要仰赖远比铺路雷射导引炸弹还要复杂的导引系统,使用雷达高度计扫描地面,然后与预先载入导弹电脑中的地形互相比对。这样一来,导弹就算偏离航道也可以重新定向。这类导引技术在几十年前就已经有人提出理论,但直到强大的晶片小到可以装进巡弋飞弹中,才终于实现。

个别的导引武器是一项强大的创新,但如果它们能够共用资讯,影响力将会更大。裴瑞委托国防部的国防先进研究专案局(DARPA)展开一项特别计划:如果把这些新型感测器、导引武器、通信设备都整合在一起,会发生什么事。这项计划名为8「突击破坏者」(Assault Breaker),他们想像一种可以识别敌人目标并向地面处理中心提供位置资讯的空中雷达,地面处理中心接着会整合雷达的资料与来自其他感测器的资讯。陆基飞弹(ground-based missile)将可以透过与空中雷达通讯,把飞弹导向目标。在降落过程中,飞弹可以释放能各自瞄准目标的子弹药(submunitions)。

导引武器正逐渐式微,取而代之的是自动化战争的愿景,运算力以过去无法想像的方式分配到各个系统。诚如1981年裴瑞受访时所说,这个目标有可能实现,是因为美国正朝着「把晶片密度提高10到100倍」的方向发展,确保运算力的成长。「我们将可以把10年前还占满整个房间的电脑,放在一个晶片上」,并「在各个层面都9部署『智慧型』武器」。

裴瑞的愿景,与矽谷制造出来的所有创新一样具颠覆性。国防部真的能落实高科技计划吗?1981年,随着卡特总统任期结束,裴瑞跟着卸任,当时记者与国会议员都在抨击他在精准打击上押的赌注。1983年,一位专栏作家问道:「巡弋飞弹究竟是神奇武器、还是废物?」另一位专栏作家把裴瑞主张的先进技术视同10「耍花样」,并指出那些看似「智慧」的武器经常故障,而且杀伤率出奇的低,就像真空管驱动的麻雀飞弹一样。

对许多批评者来说,裴瑞的愿景需要的运算力进展,就像科幻小说。他们认为导引飞弹的技术只会缓慢地进步,毕竟坦克与飞机的变换也很慢。摩尔定律所说的指数型成长不仅罕见,也难以理解。然而,裴瑞并不是唯一预测会有「10到100倍」进步的人。英特尔也向客户提出同样的承诺。裴瑞抱怨道,那些批评他的国会议员是11「老古板」,根本不懂晶片进化的速度有多快。

即使在裴瑞卸任后,国防部仍持续把大量的资金投入先进晶片,以及那些晶片驱动的军事系统。马歇尔继续在国防部任职,他已经在梦想这些次世代的晶片可能驱动哪些新系统了。半导体工程师能实现裴瑞所承诺的进展吗?摩尔定律预言他们可以做到,但这只是预测,不是保证。此外,与积体电路刚发明时不同的是,晶片业变得不那么专注于军事生产。像英特尔这样的公司锁定的是企业电脑与消费性产品,不是飞弹。只有消费市场有足够的需求量去资助让摩尔定律得以延续的庞大研发专案。

1960年代初期,大家还有可能声称国防部创造了矽谷。但此后的10年间,形势逆转了。美军在越战中失败,但晶片业赢得了随后的和平,并透过迅速扩大的投资连结与供应链,把新加坡到台湾、再到日本的亚洲其他国家,与美国更紧密地绑在一起。整个世界与美国的创新基础建设更紧密地相连,连苏联这样的对手也要花时间去抄袭美国的晶片与晶片制造机台。与此同时,晶片业催生了一系列新的武器系统,重塑了美军的作战方式。美国的实力获得了改造,现在整个国家都有赖矽谷的成功。

▲ 苏联KGB间谍巴尔与沙兰特都在纽约成长,他们叛逃到苏联,协助苏联建立电脑业。尽管苏联窃取了资讯,但依然无法获得优势。(Barr Papers/Steven Usdin)

▲ 遍布亚洲的美国半导体组装厂,为美国的盟友提供了成千上万个就业机会。图为1972年,在马来西亚槟城英特尔工厂内工作的妇女。英特尔解释:「这些作业员大多是女性,因为她们在灵巧度测试中表现较好。」(Intel)

▲ 德仪的第一份主要晶片订单,是为义勇兵二型导弹(如图所示)上的导引电脑所设计的晶片。(Dave Fields)

▲ 在德仪,沃德使用微电子制造出第一枚雷射导引炸弹。那种炸弹第一次上战场,是用来击垮越南的一座桥。之前美军曾针对那座桥发射了数百枚「非智慧型」的炸弹,都没有击中目标。(Mark Perlstein/Getty Images)


*1 「净评估」(Net Assessment)原是一套军事能力分析技术,但随着历史的演变,举凡科技、政治、经济、社会等足以影响到国家安全的因素,都是净评估分析的目标

第三部 丧失领导地位?


15 竞争激烈

 

 

「自从你写了那篇报告以后,我的日子简直1跟地狱没两样!」一位晶片业务员向惠普(HP)的高层理查.安德森(Richard Anderson)抱怨。安德森是负责决定哪些晶片符合惠普严格标准的人。对美国整个半导体业来说,1980年代是地狱般的十年。矽谷本来以为自己高居世界科技业的顶端,但在历经20年的快速成长之后面临到生存危机:来自日本的激烈竞争。1980年3月25日,安德森前往华盛顿历史悠久的五月花饭店(Mayflower Hotel)参加产业大会。他登台致词时,现场观众都洗耳恭听,因为每个人都想把晶片卖给他。他任职的惠普公司在1930年代发明了矽谷新创企业的概念,当时史丹佛大学的毕业生戴夫.普克德(Dave Packard)与比尔.惠利特(Bill Hewlett)开始在帕罗奥图的车库里研发电子设备。现在,惠普已是美国最大的科技公司之一,也是最大的半导体买家之一。

安德森对每款晶片的评价,可以左右任何半导体公司的命运,但矽谷的业务员从来不准请他喝酒或吃大餐。他不好意思地坦承:「有时我还是会让他们带我出去吃午餐。」但整个矽谷都知道,几乎每个人的最重要客户都是由他把关。他的工作让他对半导体业有全面的了解,包括每家公司的运作绩效。

除了英特尔、德仪等美国公司,东芝(Toshiba)、NEC等日本公司现在也制造DRAM记忆体晶片——虽然矽谷的人大多没认真看待这些公司。美国的晶片制造商是由发明高科技的人所经营的。他们开玩笑说,日本是2「咖嚓、咖嚓」国度,这是指日本工程师带相机去晶片大会拍照,想抄袭美方概念时所发出的声音。美国的主要晶片制造商都对日本的竞争对手提出了智慧财产权诉讼,他们视此现象为矽谷仍遥遥领先的证据。

然而在惠普,安德森不单只是认真看待东芝与NEC而已,他还测试他们的晶片,而且认为他们的晶片品质远比美国的竞争对手要好。他指出,三家日本公司中,没有一家的晶片在最初1000小时的使用中,故障率超过0.02%。相对的,三家美国公司的最低故障率是0.09%,这表示美制晶片的故障比例是日制晶片的4.5倍。品质最差的美制晶片故障率是0.26%,是日制晶片故障率的310倍以上。既然美制DRAM晶片的效能一样,成本一样,但故障率却高出许多,那大家何必买美制晶片呢?

晶片不是唯一面临优质、超高效率日本竞争对手的美国产业。在战后的那几年,「日本制」一直是「廉价低劣」的代名词。但是像盛田昭夫那样的企业家甩开了这种低价的名声,提供媲美美国竞争对手的优质产品。盛田昭夫的电晶体收音机是第一个挑战美国经济霸主地位的杰出挑战者,这个产品的热卖鼓舞了盛田昭夫与日本企业,让他们把目光放得更高更远。从汽车业到钢铁业,美国的各行产业都面临日本的激烈竞争。

1980年代,消费电子产品已经成为日本的专长,其中又以索尼带头推出新的消费品,从美国的竞争对手那里夺取了市占率。起初,日本公司靠着模仿美国竞争对手的产品,并以更高的品质与更低的价格来制造产品,借此打败对手。有日本人开始宣传一种观念:日本人擅长实践,美国人擅长创新。一名日本记者写道:「我们没有诺伊斯博士或萧克利博士。」尽管日本已经开始累积诺贝尔奖得主了。然而,知名的日本人仍持续轻描淡写日本的科学成就,尤其是对美国观众讲话的时候。菊池诚是索尼的研究主管,也是着名的物理学家,他曾对美国记者说,日本的天才比美国少,美国有「杰出的精英」。但菊池诚认为,美国也有「智力低于正常水准」的人所组成的4「长尾」,这解释了日本为什么比较擅长量产。

美国的晶片制造商深信,菊池诚对美国创新优势的看法是正确的,尽管与之矛盾的资料愈来愈多。关于「日本人擅长实践,美国人擅长创新」这种说法,最有力的反证就是菊池诚的老板,也就是索尼的执行长盛田昭夫。盛田昭夫知道,模仿只会造就二流地位与二流利润。他鼓励工程师不仅要制造最好的收音机与电视,更要想像全新的产品类型。

1979年,就在安德森简报美国晶片有品质问题的几个月前,索尼推出彻底改变音乐产业的随身听(Walkman),每台随身听都内建五个该公司5最先进的积体电路。突然间,全世界的青少年都可以把最喜欢的音乐放进口袋,启动那台装置的积体电路是由矽谷率先研发,但是由日本发展出来的。索尼在全球售出63.85亿台随身听,使随身听成为史上最热卖的消费性装置之一。这可说是最纯粹的创新,而且是日本制。

美国曾支持日本在战后转型为电晶体推销员。美国占领日本期间,把电晶体发明的知识转移给日本的物理学家,而美国本土的政策制定者则是确保索尼等日本公司能够轻松地把产品销往美国市场。美国的目的是把日本变成民主的资本主义国家,这个策略的确奏效了。但现在开始有美国人反问,这个策略是不是运作得太好了。让日本企业有能力自立自强的策略,似乎正在削弱美国的经济与技术优势。

斯波克觉得,日本的生产力既令人着迷,也令人恐惧。斯波克以前管理奇异的生产线时,他的肖像曾被焚毁。他在加入快捷后开始踏入晶片业,后来离开快捷去接掌国家半导体公司,当时那是一家大型的记忆体晶片生产商。超高效率的日本竞争者似乎会让他的公司经营不下去。斯波克以擅长从装配线工人的身上榨取更多的效率著称,但日本的生产水准远远超越了他的工人所能达到的程度。

斯波克派遣一名工头及一群装配线的工人去日本几个月,参观当地的半导体厂。他们回加州后,斯波克把他们的经历拍成了一支影片。他们说,日本工人「出奇地支持公司」,「工头把公司看得比家人还重要」。日本的老板不必担心自己的肖像被拿去烧。斯波克说,那是一个「精彩的故事,我们所有的员工都可以看到7竞争有多激烈。」

16 与日本开战

 

 

「我不想假装自己是在打一场公平的架,」超微半导体(AMD)执行长杰瑞.桑德斯(Jerry Sanders)抱怨道,「我不是。」桑德斯很会打架,他在芝加哥的南区长大,18岁时差点在一场斗殴中丧命。有人在垃圾桶中发现他奄奄一息,牧师还为他举行了最后仪式,但三天后他奇迹般地从昏迷中苏醒。后来,他在快捷半导体找到销售与行销的工作。在诺伊斯、摩尔、葛洛夫离开快捷去创立英特尔以前曾与他们共事。桑德斯的同事大多是朴素的工程师,但他爱戴名表,开名车。一位同事回忆道,桑德斯住南加州,每周开车到矽谷上班,因为他与妻子觉得只有贝莱尔(Bel Air,洛杉矶最富裕的地区)才真正有家的感觉。1969年创立晶片公司AMD以后,接下来的30年间,他几乎都为了智慧财产权的纠纷与英特尔缠讼不休。他对一名记者坦言:「我就是1无法中途放弃搏斗。」

「晶片业是竞争极其激烈的产业,」曾领导晶片组装外移到亚洲的高阶主管斯波克回忆道,「面对竞争对手,你2必须击倒、奋战、宰了对方。」斯波克一边把两个拳头碰在一起,说明他的意思。美国晶片制造商之间彼此争夺面子、专利与数百万美元,往往变成私人恩怨,但整个产业仍有很大的成长空间让大家生存。日本的竞争对手却不一样。斯波克认为,如果日立、富士通、东芝、NEC成功了,他们会把整个产业搬到太平洋的另一边。「我在奇异时,负责电视生产那一块,」斯波克警告说,「你现在开车经过那家工厂,那里还是空的……我们很清楚危机所在,绝不会让那种事发生在我们身上。」工作、财富、功绩、自尊,一切都岌岌可危。「我们是与日本开战,」斯波克说道,「不是用枪砲弹药,而是一场3技术、生产力、品质的经济战。」

斯波克认为矽谷的内部斗争是公平之争,但他认为日本的DRAM公司是靠窃取智慧财产权、保护市场、政府补贴、廉价资本来占便宜。斯波克对商业间谍的看法是有道理的。1981年11月一个寒冷的清晨5点,在康乃狄克州哈特福(Hartford)的一家饭店大厅,日立公司的员工成濑淳交出一个装满现金的信封,换取Glenmar公司的「顾问」所给的徽章,Glenmar公司承诺帮日立取得商业机密。成濑纯拿着那个徽章,就可以进入飞机制造商普惠公司(Pratt & Whitney)的秘密设施拍摄该公司刚安装的最新电脑*1

拍完照后,成濑淳在美国西岸的同事林建治发信给Glenmar公司,提议签订「咨询服务合约」。日立的高层授权向Glenmar支付50万美元,以维持合作关系。但Glenmar其实是一家幌子公司,员工是美国联邦调查局的特务乔装的。4日立的员工遭到逮捕,新闻登上《纽约时报》的商业头版后,日立的发言人面有难色地承认:「看来日立落入圈套了。」

日立并非特例,三菱电机(Mitsubishi Electric)也面临类似的指控。日本商业间谍与两面诈欺手法等指控不止出现在半导体与电脑领域而已。日本工业集团东芝在1980年代中期已是世界领先的DRAM生产商,他们花了数年的时间对抗一项后来证明为实的指控:东芝向苏联出售机器,帮苏联5建造更安静的潜艇。东芝和苏联的潜艇交易,与东芝的半导体业务之间没有直接关连,但许多美国人把潜艇案视为日本卑劣手段的6进一步证据。记录在案的日本非法商业间谍案很少,但这究竟是表示窃取机密对日本企业的成功来说帮助很小呢?还是证明日本企业很擅长窃取机密,所以被逮到的不多?

潜入竞争对手的设施是非法的,但密切注意竞争对手是矽谷的日常。此外,指责竞争对手挖角、窃取概念与智慧财产权也很常见。毕竟,美国的晶片制造商一直互相告来告去。例如,快捷与德仪打了10年的诉讼才解决积体电路究竟是诺伊斯发明的、还是基尔比发明的问题。晶片公司也常挖走竞争对手的资深工程师,希望获得经验丰富的人才,同时了解竞争对手的生产流程。诺伊斯与摩尔离开萧克利半导体公司,创立了快捷,后来又离开快捷去创立英特尔。他们在英特尔雇用了数十名快捷的员工,包括葛洛夫。快捷曾考虑提告,但后来判断不太可能告赢那些打造晶片业的天才而作罢。追踪及模仿竞争对手,是矽谷商业模式的关键。日本的策略难道有什么不同吗?

斯波克与桑德斯指出,日本公司因国内市场受到保护而受益。日本公司可以向美国销售产品,但矽谷很难在日本抢得市占率。1974年以前,日本一直对美国公司可在日本销售的晶片数量实施配额限制。即使后来配额限制取消了,日本公司从矽谷购买的晶片仍然很少,尽管日本购买的半导体数量占全球总量的四分之一。索尼等公司把购买的半导体内建到电视与录影机等产品中,再销往全球。一些大型的日本晶片买家,例如有独占性质的国家电信事业NTT,几乎只从日本的供应商进货。这表面上是商业决定,但NTT是国营企业,所以这也涉及政治因素。矽谷在日本的低市占率,使美国公司丧失了7数十亿美元的销售额。

此外,日本政府也补贴日本的晶片制造商。在美国,反托拉斯法阻止晶片公司合作。日本与美国不同,日本政府会推动公司合作,并在1976年成立一个研究联盟,名叫超大型积体电路计划(VLSI Program),由政府资助8约一半的预算。美国的晶片制造商以此作为日本不公平竞争的证据,虽然VLSI计画每年在研发上的支出约7,200万美元,大约与德仪的研发预算相当,比摩托罗拉的研发预算还少。况且,美国政府自己也深入支持半导体业,只不过美国政府的资助是采DARPA补助金的形式(DARPA是国防部的一个单位,负责投资高风险技术,在资助晶片创新方面扮演关键要角)。

桑德斯认为矽谷最大的劣势是高昂的资金成本。他抱怨日本人「为资本支付6%,或许7%的成本。我最好的时候,9至少也要付出18%。」建造先进的制造设施,成本高得惊人,因此信贷成本极其重要。下一代晶片约每两年就会出现,需要新的设施与新的机台。1980年代,由于美国的联准会试图打击通膨,美国的利率高达21.5%。

相对的,日本DRAM公司获得的资金就便宜多了。日立、三菱等晶片制造商都隶属于大型企业集团,与银行关系密切,银行会提供他们大额的长期贷款。即使日本公司没有获利,他们的银行也会继续提供他们信用额度,让他们维持生存。要是换成美国银行,那些日本公司10早就被逼到破产了。日本社会本来就习惯大量储蓄,因为战后的婴儿潮以及迅速转变为独生子女的小家庭,造就了大量专注为退休储蓄的中年家庭。日本薄弱的社会保障系统,又进一步刺激民众多储蓄。与此同时,股市与其他投资标的的严格限制,使民众别无选择,只能把储蓄存入银行帐户。结果是,银行有充裕的存款,就能以低利率放贷,因为银行手头上的现金太多了。日本公司的债务比美国公司还多,11借款利率却比较低。

日本公司凭着这些廉价资金,拼命争抢市占率。虽然一些美国分析师为东芝、富士通等日商勾勒出合作的形象,但它们之间的竞争也一样激烈。由于几乎可以获得无限的银行贷款,日商可以一直承受亏损,等待竞争对手宣告破产,退出市场。1980年代初期,日本公司在生产设备上的投资,比美国的竞争对手多60%,即便该产业的每家业者都面临同样激烈的竞争,几乎没有一家有多少获利。日本的晶片制造商不断地投资与生产,抢占愈来愈多的市占率。正因如此,在64K的DRAM晶片推出五年后,十年前率先推出DRAM晶片的英特尔公司在全球DRAM市场的市占率仅剩1.7%,而日本竞争对手的市占率则是12持续飙升。

随着矽谷被挤出市场,日本公司在DRAM生产上加倍投入。1984年,日立在半导体事业上的资本支出是800亿日元,对比10年前是15亿日元。在东芝,资本支出从30亿增至750亿。在NEC,资本支出从35亿增至1100亿。1985年,日本公司在半导体上的资本支出,占全球资本支出的46%,而美国占35%。到了1990年,这两个数字之间的落差更悬殊了,日本公司在晶片制造设施与设备方面的投资占全球投资的一半。只要日本银行愿意放贷,日本的执行长就会13继续建造新的设施。

日本的晶片制造商声称这一切并没有什么不公平之处。美国的半导体公司获得政府的大量帮助,尤其是国防合约的支持。况且,像惠普这样的美国晶片买家也提出确凿的证据,证明日本的晶片品质就是比较好。因此,1980年代,日本在DRAM晶片的市占率年年成长,而美国的竞争对手则是节节败退。无论美国的晶片制造商提出什么末日预言,日本半导体业者的强势崛起似乎势不可挡。不久,整个矽谷都被遗弃,就像十几岁的桑德斯被扔在南区的垃圾桶里一样,奄奄一息。


*1 普惠公司是最先安装IBM 3380电脑的公司。

17 「出产垃圾」

 

 

随着日本巨擘横扫美国的高科技业,陷入困境的不单只有生产DRAM晶片的公司而已,他们的许多供应商也跟着受困。1981年,GCA公司被誉为美国1「最炙手可热的高科技公司」之一,靠着销售让摩尔定律得以延续的设备而迅速发展。二十年前,物理学家莱斯罗普首次把显微镜颠倒过来,让光照在光阻剂上、把图案「转印」到半导体晶圆,在那之后,微影成像制程变得复杂许多。早期,诺伊斯必须开着他的破旧老爷车2在加州101号公路上往返,为快捷临时打造的微影成像设备寻找摄影镜头,那种克难的日子早已不复见。现在,微影成像是一门大生意,而GCA在1980年代初期是这方面的顶尖业者。

微影成像技术已经比莱斯罗普把显微镜颠倒过来的时代精确很多,但原理还是一样的。光照过光罩与透镜,把聚焦的形状投射到覆盖着光阻剂的矽晶圆上。在光照到的部分,光阻剂会与光发生反应,变得很容易溶解、暴露出矽晶圆表面的微小凹洞。接着,把新材料注入这些洞中,在矽晶圆上建立电路,再以特殊的化学物质侵蚀剩余的光阻剂,留下完美的形状。制造一块积体电路通常需要5次、10次或20次的微影成像、沉积、蚀刻、研磨,结果就像一个层次分明的几何状婚礼蛋糕那样。随着电晶体的缩小,微影成像制程的每个部分——从化学物质到透镜,再到使矽晶圆与光源完美对准的雷射——都变得更加困难。

德国的蔡司(Carl Zeiss)与日本的Nikon是透镜制造的领头羊,不过美国也有一些专业的透镜制造商。珀金埃尔默(Perkin Elmer)是康乃狄克州诺沃克(Norwalk)的一家小型制造商,二战期间曾为美军生产3投弹瞄准器,也为冷战时期的卫星与侦察机生产镜头。该公司发现这项技术可以用于半导体的微影成像,并开发了一种晶片扫描器,以近乎完美的精准度,对齐矽晶圆与微影成像的光源。为了让光精准地照在矽晶圆上,这点非常重要。这台机器就像影印机一样,在晶片上移动光线,使覆盖着光阻剂的晶圆曝光,仿佛是把光线涂上去一样。珀金埃尔默的扫描器可以制造出宽度近一微米(百万分之一米)的晶片。

珀金埃尔默的扫描器在1970年代末期称霸微影成像市场,但是到了1980年代,它已经被GCA公司取代了。GCA是一家由空军军官出身的地球物理学家米尔特.格林伯格(Milt Greenberg)所领导的公司。格林伯格是个充满野心的天才,个性固执,爱飙脏话。他与空军伙伴在二战后,用洛克菲勒家族的种子资金创立了GCA。身为军事气象学家,他把大气相关知识及空军的工作经验,运用到国防承包商的工作上,生产高空气球等设备,用于测量及4拍摄苏联的照片。

格林伯格的雄心壮志不久又提升了。半导体业的成长显示,真正的获利商机在大众市场,而不是特殊军事合约。格林伯格认为,GCA那些原本用于军事侦察的高科技光学系统,也可以用在民用晶片上。在1970年代末期的一次产业大会上,GCA向晶片制造商宣传其系统,德仪的张忠谋5走到GCA的展区,开始观察该公司的设备,并询问该公司的设备有没有办法做到逐步移动,让矽晶圆上的每个晶片曝光,而不是让光束扫过整个矽晶圆的长度。这种「步进曝光机」(stepper)将比现有的扫描器精确许多。虽然当时还没有公司开发出步进曝光机这种东西,但GCA的工程师认为他们可以做出这种机器,提供解析度更高的成像,进而使电晶体变得更小。

几年后的1978年,GCA推出6第一台步进曝光机,订单开始涌入。在推出步进曝光机以前,GCA每年从军事合约获得的收入从未超过5000万美元,但现在它独家生产这种价值非凡的机器,营收很快就飙破了3亿美元,7连股价也跟着飙涨。

然而,随着日本晶片业的崛起,GCA开始失去优势。执行长格林伯格想像自己是商业大亨,但他花在经营上的时间变少了,反而比较常与政客接触。他为一个大型新厂破土动工,深信1980年代初期的半导体荣景将无限期地持续下去。但结果是,成本失控,库存管理严重失当。一名员工无意间发现价值上百万美元的精密透镜被遗忘在橱柜里。公司里也开始流传高阶主管刷公司信用卡买Corvette跑车的故事。GCA的一位创办合伙人坦承,公司花钱就像「酒醉的水手」一样8挥霍无度。

GCA内部的夸张行径,又刚好发生在不对的时机。半导体业向来有明显的周期性,需求强劲时,产业就会暴涨;需求不旺时,产业回落。不需要火箭科学家也知道(虽然GCA里有好几个),经过1980年代初期的产业荣景后,低迷终究会到来。但格林伯格选择充耳不闻,一名员工回忆道:「他不想听行销部说:『市场将会出现低迷』。」所以1980年代中期的半导体进入低迷期时,GCA已经严重过度扩张。1984年至1986年间,全球微影成像设备的销量萎缩了40%,GCA的收入更是暴跌了三分之二以上。一位员工回忆道:「如果公司里有一位称职的经济学家,我们可能会预测到这点。偏偏公司里没有这种人,9我们只有格林伯格。」

就在市场低迷之际,GCA失去了独家生产步进曝光机的地位。Nikon原本是GCA的合作伙伴,为其步进曝光机提供精密透镜,但格林伯格决定排除Nikon,收购自己的透镜制造商:总部位于纽约的Tropel。该公司为U2侦察机生产透镜,但难以生产GCA所需的高品质透镜。与此同时,GCA的客户服务也愈来愈糟。一位分析师指出,该公司的态度是「你买我们制造的东西就好,但别来烦我们」。GCA的员工坦承:「10客户已经受够了。」这是市场垄断者的姿态,但GCA已经不再垄断市场了。格林伯格停止采购Nikon的透镜后,Nikon就决定自己制造步进曝光机。它从GCA买来一台机器,逆向拆解出制作方法。不久,Nikon的市占率就超越了GCA。

许多美国人把GCA失去微影成像的产业领导地位,归咎于日本的产业补贴。日本的VLSI计划除了支持日本的DRAM晶片生产商,确实也协助了Nikon等设备供应商。随着美国与日本的公司互相指控对方政府提供不公平的协助,两者之间的商业关系也开始动荡。但GCA的员工坦承,尽管他们有世界级的技术,量产却很困难。精密制造非常重要,因为现在的微影成像技术非常精确,一场雷雨过境就可能改变气压,从而改变光线折射的角度,就足以扭曲11刻在晶片上的图案。每年生产数百台步进曝光机,需要非常专注于制造与品管,偏偏GCA的领导人把注意力放在别处。

大家普遍把GCA的衰落解读为日本崛起与美国衰落的寓言,但一些分析师看到制造业有更广泛的衰退迹象。这种衰退是始于钢铁业,接着影响汽车业,现在正蔓延到高科技业。荣获诺贝尔奖的麻省理工经济学家罗伯特.索洛(Robert Solow)是研究生产力与经济成长的先驱,他在1987年指出,晶片业受到「不稳定结构」的影响,员工在公司之间跳槽,公司又拒绝投资员工。著名经济学家劳勃.莱许(Robert Reich)哀叹矽谷的12「纸上兴业主义」(paper entrepreneurialism)。他认为矽谷过于追求声望与财富,而不是追求技术进步。他宣称,在美国的大学里,「科学与工程科系正在衰退。」

美国晶片制造商的DRAM灾难,某种程度上也与GCA的市占率崩跌有关。赢过矽谷的日本DRAM公司比较喜欢向日本的工具制造商采购机台,使Nikon受惠,GCA受挫。然而,GCA的问题大多是自己造成的,不可靠的设备,再加上糟糕的客服,导致业绩节节下滑。学者是以复杂的理论来说明,日本的大型集团为何比美国的新创企业更擅长制造。但最根本的现实是,GCA并未听取客户的意见,而Nikon听了。与GCA互动的晶片公司都觉得GCA「傲慢」且13「反应迟钝」,没有人这样说过GCA的日本竞争对手。

因此,到了1980年代中期,Nikon的系统在任何情况下都已经远比GCA的系统优异。Nikon的机器明显良率更好,故障率低很多。例如,IBM改用Nikon的步进曝光机以前,希望每台机器在停机做调整或维修前能运作75个小时。Nikon的客户连续使用机器的平均时间是14那个时数的10倍。

GCA的执行长格林伯格永远不知道如何挽救公司。他被赶下台以前,始终不知道公司有多少问题是内部造成的。他搭机前往世界各地拉业务时,在头等舱里喝着血腥玛丽,客户却觉得这家公司只会「出产垃圾」。员工抱怨,格林伯格只会看华尔街脸色,对股价的关注和对商业模式的关注一样多。为了达到年终的数字,GCA会与客户串通好,在12月先运一个装有用户手册的空箱给客户,隔年才真正出货。然而,GCA根本无法掩盖市占率不断下滑的事实。1978年,以GCA为首的美国公司控制了全球半导体微影成像设备市场的85%。10年后,这个数字已降至50%,而且GCA也没有15扭转局势的计划。

格林伯格把矛头指向自家员工,一位下属回忆道:「他会飙骂很难听的脏话。」另一位下属想到公司曾禁止员工穿高跟鞋,因为格林伯格认为高跟鞋会破坏公司的地毯。随着公司内部的紧张气氛加剧,柜台的总机小姐与同事设计了一套暗语:打开天花板的灯,就表示格林伯格在办公室,他离开时就关灯。他不在办公室时,大家可以16稍微松口气,但这无法阻止这家美国微影成像的先驱迅速坠入危机。

18 1980年代的原油

 

 

帕罗奥图一个寒冷的春夜,诺伊斯、桑德斯、斯波克聚在一间1屋顶如宝塔状倾斜的屋子里。明宫是矽谷午餐的主要选择之一,但这几位美国科技大亨不是为了这家餐厅出名的中式鸡肉沙拉而来。他们三人的职涯都是从快捷半导体开始:诺伊斯是技术远见家;桑德斯是销售高手;斯波克是生产部门的老大,擅长逼员工以更快的速度制造出更好更便宜的东西。10年后,他们成了竞争对手,分别是美国三大晶片制造商的执行长。但随着日本的市占率持续增加,他们认为再次团结起来的时候到了,这事关美国半导体业的未来。在明宫的包厢里,他们围坐在桌边,规划着拯救美国半导体业的新策略。在忽视政府长达10年后,他们开始向政府求助。

桑德斯宣称,半导体是2「1980年代的原油」,「掌控原油的人,将掌控电子业」。身为美国主要晶片制造商AMD的执行长,桑德斯为自家主要产品赋予战略重要性,当然有很多图利自己的理由,但他这样说难道有错吗?整个1980年代,随着个人电脑变得愈来愈小,家用或商用电脑的价格变得够便宜,使美国的电脑业迅速扩张。每家企业都开始依赖电脑,而电脑没有积体电路就无法运作。到了1980年代,飞机、汽车、摄影机、微波炉,或索尼的随身听也要靠积体电路才能运作。这时,每个美国人的家中与汽车里都有半导体,很多人每天都会用到几十个晶片。就像石油一样,大家的生活也离不开晶片。难道这不是让晶片变得「有战略意义」吗?难道美国不该担心日本正在变3「半导体业的沙乌地阿拉伯」?

1973年与1979年的石油禁运,让许多美国人意识到依赖外国生产的风险。当阿拉伯国家为了惩罚美国支持以色列,开始削减石油出口时,美国经济就陷入痛苦的衰退。10年的停滞性通货膨胀与政治危机接踵而至。美国的外交政策开始把焦点放在波斯湾,以确保当地的石油供给。卡特总统宣布该区是「美国的紧要利益」之一。雷根总统派遣美国海军去护送运油船进出波斯湾。老布希总统与伊拉克开战,部分原因也是为了解放科威特的油田。当美国说石油是一种「战略」商品时,它是以军力来支持这个主张。

桑德斯并没有要求美国派遣海军横跨半个地球去确保矽的供应,但政府难道不该想办法帮助陷入苦战的半导体公司吗?1970年代,矽谷公司以民用电脑与计算机市场取代国防合约时,忽视了政府。到了1980年代,他们才拉下脸,回头向政府求助。桑德斯、诺伊斯、斯波克在明宫聚会后,与其他公司的执行长一起创立了美国半导体协会(Semiconductor Industry Association),希望游说政府支持半导体业。

当桑德斯把晶片描述为「原油」时,国防部完全明白他的意思。事实上,晶片甚至比石油更有战略意义。国防部的官员非常清楚半导体对美国的军事优势有多重要。自1970年代中期裴瑞执掌国防部的研究与工程事务以来,使用半导体技术来抵销冷战中苏联的传统优势一直是美国的战略。国防部要求美国的国防承包商在最新的飞机、坦克、火箭中,安装愈多晶片愈好,才能提升导引、通讯、指挥控制的品质。在创造军力方面,这个策略的效果,比裴瑞以外的任何人所想的还好。

只不过有个问题。裴瑞曾认为,诺伊斯与那些矽谷业者会继续在业界维持领先地位。但1986年,日本生产的晶片量已超过美国。到了1980年代末期,日本供应的微影成像设备占全球总供应量的70%。在这个由莱斯罗普在美国的军事实验室里发明的产业中,美国的市占率只剩21%。美国国防部的一名官员告诉《纽约时报》:「我们绝对不能失去微影成像的优势,否则我们将会完全依赖海外制造商来制造我们4最敏感的东西。」但是,要是1980年代中期的趋势持续下去,日本将会主导DRAM产业,迫使美国的主要生产商倒闭。美国可能会发现,美国对外国晶片与半导体制造设备的依赖程度,甚至比阿拉伯禁运最严重的时期,美国对石油的依赖还大。突然间,日本对其晶片业的补贴(大家普遍认为这是英特尔、GCA等美国公司受创的原因)似乎成了国安问题。

国防部请基尔比、诺伊斯与其他的业界名人提交一份报告,说明如何重振美国的半导体业。诺伊斯与基尔比在华盛顿的郊区花了几个小时脑力激荡,与国防业的专家及国防部的官员合作。基尔比长期以来一直与国防部密切合作,因为德仪是武器系统的主要电子供应商。IBM与贝尔实验室也与政府有深厚的关系。然而,诚如一位国防部官员所说的,英特尔的领导人之前把自己塑造成5「不需要任何人帮忙的矽谷牛仔」。如今诺伊斯愿意把时间花在国防部上,可见半导体业面临的威胁有多严重,以及这对美国军方的影响有多可怕。

美国军方比以往更依赖电子产品,因此也更依赖晶片。那份报告发现,到了1980年代,约17%的军事支出是用于电子设备。相较之下,二战结束时该比例只有6%。从卫星到预警雷达,再到自动导向飞弹,所有的东西都依赖先进的晶片。国防部的任务小组归纳出以下6四个关键结论:

 

美军非常依赖技术优势取胜

电子技术是最能充分利用的技术。

半导体是在电子业掌握领导地位的关键。

美国的国防很快就会依赖外国来源,提供最先进的半导体技术。

 

当然,日本是冷战时期的正式盟友——至少当下是如此。二战结束后美国占领日本时,制定了日本宪法,使军国主义不可能复苏。不过,1951年两国签署共同防御条约后,美国开始谨慎地鼓励日本重整军备,寻求日本在军事上一起对抗苏联。日本同意了,但把军事支出限制在日本GDP的1%左右。这样做是为了安抚日本的邻国,因为他们对日本战时的扩张主义记忆犹新。不过,由于日本没有大举投资武器,它有更多的资金可以投资在其他地方。美国的国防开支是其经济规模的五到十倍。日本专注于经济成长,而美国则承担了捍卫日本的重责大任。

结果比任何人预期的还惊人。日本这个曾经被嘲笑为「电晶体推销员」的国度,如今已是世界第二大经济体,而且在攸关美国军力的领域,挑战美国的工业主导地位。长久以来,美国鼓励日本扩大对外贸易,放手让美国去遏制共产党,但这种分工方式似乎对美国不再有利了。日本的经济以前所未有的速度成长,日本在高科技制造业的成就,如今正威胁着美国的军事优势。日本的进步出乎所有人意料。斯波克对国防部表示:「你不希望看到电视业与相机业发生的惨剧,也出现在半导体业。7没有半导体,你将寸步难行。」

19 死亡螺旋

 

 

「我们陷入了死亡螺旋,」1986年,诺伊斯对一位记者说:「你说得出美国在哪个领域1没有落后吗?」在他比较悲观的时刻,诺伊斯甚至怀疑矽谷最终会不会像底特律那样,在外国竞争的冲击下,眼睁睁地看着旗舰产业萎缩。矽谷与政府之间的关系有如精神分裂,一方面要求政府别来干涉,另一方面又向政府求助,而诺伊斯本人就是这种矛盾的例证。他早年经营快捷时,尽量避开国防部的官僚,但同时也因冷战时期的太空竞赛而受惠。现在他认为政府需要帮助半导体业,却依然担心政府阻碍创新。1980年代与阿波罗计划的时代已经不同了,逾90%的半导体是企业与消费者购买的,2而不是军方。这时国防部已经很难塑造这个产业,因为国防部不再是矽谷最重要的客户。

此外,关于矽谷是否值得政府协助,政府内部也没有共识。毕竟,从汽车业到钢铁业,许多产业都受到日本竞争的影响。晶片业与国防部主张,半导体有「战略意义」。但许多经济学家认为「战略意义」并没有很清楚的定义。难道半导体比喷射引擎更有「战略意义」吗?比工业机器人更有战略意义吗?雷根政府内一位经济学家所提出的质问被广泛的引用:「薯片和晶片有什么区别?(英文都是chips),百元薯片或百元晶片,3都是一百美元啊。」这位经济学家否认曾把马铃薯与矽相提并论,但他的观点也不无道理。如果日本公司能以更低的价格生产DRAM晶片,或许美国直接购买那些晶片可以节省成本,还比较划算。果真如此的话,美国的电脑会因此变得更便宜,电脑业可能进步得更快。

究竟要不要支持半导体业,是由华盛顿的游说决定。矽谷与自由市场经济学家一致认同的一个议题是税制。诺伊斯在国会作证时,支持把资本利得税从49%降至28%,并主张放松金融监管,让退休基金4投资创投公司。这些改变落实以后,大量资金涌入位于帕罗奥图沙丘路(Sand Hill Road)上的创投公司。接着,英特尔的葛洛夫等矽谷高阶主管向国会作证时宣称,日本公司的合法抄袭正削弱美国的市场地位。于是,国会通过了〈半导体晶片保护法〉(Semiconductor Chip Protection Act),加强智慧财产权的保护。

然而,随着日本DRAM市占率的成长,光是减税及加强智慧财产权的保护似乎还不够。国防部不愿把国防工业的基础押在智慧财产权的未来影响上。矽谷的执行长于是游说政府提供更多协助。诺伊斯估计,整个1980年代,他有一半的时间是在华盛顿度过。桑德斯抨击日本推行的「补贴及产业培育,锁定与保护市场」。他宣称:「日本补贴的金额高达数十亿美元。」即使后来美国与日本达成取消半导体贸易关税的协定,矽谷还是很难把晶片卖给日本。贸易谈判代表以「剥洋葱」来比喻他们与日本的谈判。一位美国的贸易谈判代表表示:「整个过程有如一场禅宗的洗礼。」讨论最后是以类似「究竟什么是洋葱?」这样充满哲理的问题告终。美国对日本的DRAM销售5几乎毫无变化。

在国防部的敦促与半导体业的游说下,雷根政府最终决定采取行动。连雷根总统的国务卿乔治.舒兹(George Shultz)这样的前自由贸易者也认为,只有在美国威胁征收关税之下,日本才会开放市场。美国晶片业对日本公司在美国市场「倾销」廉价晶片,提出了连串的正式控诉。美方宣称日本公司以低于生产成本的价格销售产品,但这种说法很难证实。美国公司举「日本竞争对手的资金成本很低」为证,但日本回应,日本经济的整体利率本来就普遍较低,不是只有半导体业而已。双方各执一词,各有道理。

1986年,随着关税威胁的迫近,美国与日本达成一项协定。日本政府同意对其DRAM晶片的出口实施配额,限制日本向美国出售的晶片数量。由于供给减少,该协议推高了日本以外地区DRAM晶片的价格,损害了美国电脑厂商的利益,因为美国电脑厂商可说是日本晶片的最大买家。更高的价格其实对日本生产商有利,他们继续6主导着DRAM市场。多数美国的晶片生产商已开始逐步退出记忆体晶片市场。因此,尽管达成了贸易协定,只有少数几家美国公司继续生产DRAM晶片。这些贸易限制使科技业内的获利重新分配,但无法拯救美国多数的记忆体晶片公司。

国会试了最后一种援助方法。矽谷的抱怨之一是,日本政府帮企业协调研发,并为此提供资金。美国高科技业的许多人认为,美国政府也应该仿效这些计策。于是,1987年,一群领先的晶片制造商与国防部一起成立7半导体制造技术联盟(Sematech),一半的资金是来自业界,另一半的资金是来自国防部。

半导体制造技术联盟的成立理念是,这个产业需要更多的合作来维持竞争力。晶片制造商需要更好的制造设备,而生产这种设备的公司需要知道晶片制造商想要什么。设备公司的执行长抱怨:「像德仪、摩托罗拉、IBM这样的公司,就是不肯公开他们的技术。」在不了解这些公司采用什么技术之下,根本不可能卖产品给它们。晶片制造商则是反过来抱怨他们采用的机器不可靠。一位员工估计,1980年代末期,英特尔的设备扣除保养与维修,实际上8只有30%的时间在运行。

诺伊斯自告奋勇担任半导体制造技术联盟的领导者。他其实已经从英特尔退休,10年前就把控制权交给摩尔与葛洛夫。身为积体电路的共同发明者及美国两家最成功新创企业的创办人,他拥有业内最好的技术与商业资历,还有无人能及的个人魅力与矽谷人脉。如果真的有人能够重振晶片业,那就是普遍公认创造这个产业的人了。

在诺伊斯的领导下,半导体制造技术联盟是一个奇怪的混合体,既不是一家公司,也不是一所大学或研究实验室。没有人确切知道它究竟该做什么。诺伊斯一开始先帮助GCA等设备制造商,这些业者大多拥有强大的技术,但难以建立持久的事业或有效的制程。半导体制造技术联盟规划了一些有关可靠性与良好管理技巧的9研讨会,提供类似迷你MBA的课程。它也开始在设备公司与晶片制造商之间协调生产计划。如果微影成像或沉积设备还没准备好,晶片制造商就没必要准备新一代的晶片制造技术。除非晶片制造商已经准备好使用新机器,否则设备公司并不想推出新机器。半导体制造技术联盟帮他们把生产计划调成一致。这样的市场不算是自由市场,但日本的大公司特别擅长做这类协调。总之,矽谷还有别的选择吗?

不过,诺伊斯把焦点放在拯救美国的微影成像业。半导体制造技术联盟的51%资金是流向美国的微影成像公司。诺伊斯简单地解释了其中的逻辑:微影成像技术之所以获得一半的资金,是因为它是晶片业面临的10「一半问题」。没有微影成像设备,就不可能制造半导体,但如今美国仅存的主要生产商都营运困难,难以生存。美国可能很快就会依赖外国的设备。1989年,诺伊斯在国会作证时宣称:「大家对半导体制造技术联盟的评判,很大程度上是看它在拯救美国步进曝光机的厂商方面,成效如何。」

这正是陷入困境的麻州微影成像设备制造商GCA的员工所希望听到的。GCA发明步进曝光机后,五年的管理不善与运气不佳使它沦为业界无足轻重的小业者,远远落后于日本的Nikon与Canon,以及荷兰的ASML。但是当GCA的总裁彼得.西蒙(Peter Simone)打电话给诺伊斯,讨论半导体制造技术联盟是否能帮助GCA时,诺伊斯直接告诉他:「11你已经完了。」

晶片业里几乎没有人知道GCA要怎么重振旗鼓。诺伊斯创立的英特尔非常依赖Nikon,而Nikon正是GCA的主要日本竞争对手。西蒙提议:「你何不来一天呢?」他希望能说服诺伊斯相信,GCA依然可以生产先进的机器。诺伊斯答应了,他抵达麻州时,当天就决定购买价值1300万美元的GCA最新设备,作为「与美国的晶片制造商分享美制半导体设备」这项计划的一部分,也鼓励美国的晶片制造商购买更多的12国产设备。

半导体制造技术联盟在GCA上押了很大的赌注,给予GCA生产深紫外线微影成像设备的合约(当时业界最先进的技术)。GCA的表现远超出预期,没有辜负其早期以技术卓越著称的声誉。不久,独立的产业分析师把GCA的最新步进曝光机评为「全球最佳」。GCA甚至获得了客户服务奖,摆脱了客服平庸的名声。GCA机器所使用的软体,远比日本竞争对手好。德仪一位测试过GCA最新机器的微影成像专家回忆道:「他们的技术13走在时代的尖端。」

但GCA依然没有一个可行的商业模式。「走在时代的尖端」对科学家来说是好事,对寻求业绩的制造公司来说却不见得。客户已经习惯来自Nikon、Canon、ASML等竞争对手的设备,不想冒险向一家未来不确定的公司购买不熟悉的新设备。万一GCA破产,客户可能很难获得备用的零组件。除非能说服一个大客户与GCA签署重要的合约,否则GCA依然会急速陷入崩解。尽管半导体制造技术联盟为GCA提供了7000万美元的支援,但GCA在1988年至1992年间亏损了3000万美元。连诺伊斯也14无法说服英特尔放弃Nikon。

诺伊斯可说是半导体制造技术联盟中最支持GCA的人,1990年,他在晨泳后不幸因心脏病发而过世。他创立了快捷与英特尔,发明了积体电路,并把支撑所有现代运算的DRAM晶片与微处理器加以商业化。然而,事实证明,微影成像技术面对诺伊斯的魔法,依然回天乏术。1993年,拥有GCA的通用讯号公司(General Signal)宣布将出售或关闭GCA。随着这个自订的最后期限逐渐逼近,通用讯号公司迟迟找不到买家。已经为GCA资助数百万美元的半导体制造技术联盟也决定退出。GCA最后一次向政府求助时,政府高阶的国安官员也考虑了美国的外交政策是否需要拯救GCA。他们最后的结论是,15政府也无能为力。于是,GCA关闭大吉,出售设备,成为日本竞争对手击败的一长串公司之一。

20 一个可以说NO的日本

 

 

几十年来,索尼的盛田昭夫靠着销售电子产品给美国人,赚了数百万美元。现在他开始在美国的朋友身上察觉1「某种傲慢」。1950年代,他开始向美国企业寻求电晶体技术的授权时,美国是世界科技的领导者。此后,美国面临一次又一次的危机。惨烈的越战、种族冲突、都市动荡、水门案的耻辱、长达十年的停滞性通膨、不断扩大的贸易赤字,以及现在的工业低迷。每经历一次新的冲击,美国的吸引力就变得更黯淡。

1953年盛田昭夫第一次出国时,他觉得美国是一个「好像什么都有」的国家。他点冰淇淋时,服务生送来的冰淇淋上插着一把小纸伞。服务生告诉他:「这是你们国家制造的。」他听在耳里,觉得那是一种丢脸的提醒,仿佛在提醒他日本有多落后*1。然而30年后,一切都变了。1950年代,盛田昭夫第一次造访纽约时,纽约似乎很「迷人」,如今则变得又脏又乱,犯罪猖獗,破败不堪。

与此同时,索尼已变成全球知名品牌。盛田昭夫改造了日本的国际形象,日本不再被视为冰淇淋上那个小装饰的生产国,而是制造全球最高科技产品的国家。盛田昭夫的家族拥有索尼的大量股份,已经因此致富。他在华尔街及美国政府都有强大的人脉。他培养对纽约晚宴艺术的了解,就像日本人看待传统茶道那样一丝不苟。每次盛田昭夫待在纽约时,他都会在位于第82街与第五大道交叉口的自家寓所内,招待纽约的富人与名人。他的家就在大都会艺术博物馆的对面。他的妻子盛田良子甚至写了一本书,向日本读者说明美国晚宴的习俗,书名是《待客之心》(My Thoughts on Home Entertaining)。(不鼓励穿和服;「每个人都穿同样的服装时,和谐感更强烈。」)

盛田一家很注重娱乐,但他们的晚宴也是出于专业目的。随着美日之间的商业局势日益紧绷,盛田昭夫就像日本的非正式大使,向美国那些有能力左右当权者的人物说明日本的状况。大卫.洛克菲勒*2(David Rockefeller)与他有私交。前国务卿亨利.季辛吉(Henry Kissinger)每次造访日本都会与盛田昭夫共进晚餐。私募基金的巨擘皮特.彼得森(Pete Peterson)带盛田昭夫去许多执行长最爱去的奥古斯塔高尔夫球俱乐部(Augusta National)时,他震惊地发现「盛田昭夫已经认识所有人了」。不仅如此,在奥古斯塔时,盛田昭夫还会分别与每位熟识共进晚餐。彼得森回忆道:「他待在这里时,一天2肯定有十场饭局。」

盛田昭夫起初觉得,这些美国朋友所代表的权力与财富很诱人。然而,随着美国踉跄地经历一场又一场的危机,季辛吉、彼得森等人周遭的光环开始消退。美国的体制失灵了,但日本的体制依然持续运转。到了1980年代,盛田昭夫察觉美国经济与社会都有深层的问题。长久以来,美国一直把自己视为日本的老师,但盛田昭夫认为,在贸易逆差持续增加及高科技业陷入危机之下,美国需要记取教训。盛田昭夫指出,「美国一直忙着培养律师」,而日本则是「忙着培养工程师」。此外,美国的高阶主管过于关注「今年的获利」,而日本的管理高层比较「放眼长期」。美国的劳资关系是阶级制与「老派的」,对厂房员工的训练或激励不足。盛田昭夫认为,美国人应该停止抱怨日本的成功。如今该让美国朋友知道真相了:日本的体制3就是运作得比较好。

1989年,盛田昭夫在散文集《一个可以说NO的日本》(The Japan That Can Say No)中阐述了他的观点。这本书是他与争议性的极右派政治家石原慎太郎合著的。石原慎太郎仍在读大学时就因为出版一部充满性爱色彩的小说《太阳的季节》而声名鹊起,那本小说还得到4芥川奖。他接着利用那个名声来骂外国人,名声又因此变得更响亮,后来还成为自民党的议员。在日本国会,石原慎太郎鼓吹日本应该在国际上维护自己的地位,也鼓吹日本修改二战后由美国占领当局所制定的日本宪法,建立一支强大的军队。

盛田昭夫针对美国的内部危机发表看法时,竟然找石原慎太郎一起写书,很难想像更具挑衅意味的合著者了。那本书是由一系列的散文所组成,有些是盛田昭夫写的,有些是石原慎太郎写的。盛田昭夫的文章大多是重提一些他对美国商业实务的缺点有何看法,但那些文章标题的语气(例如〈美国,你最好放下某些傲慢〉)通常比盛田昭夫在纽约的晚宴上表达的更严苛。在书中,连一向谦和的盛田昭夫也难掩其观点:日本的科技实力已经为日本赢得了世界强权的地位。当时盛田昭夫对一位美国同业说:「军事上,我们永远无法赢过美国,但经济上,我们可以超越美国,5成为世界第一。」

石原慎太郎向来毫不犹豫地说出内心的真实想法。他的第一部小说是描述不受拘束的性冲动,他的政治生涯始终支持日本民族主义最令人诟病的部分。他在《一个可以说NO的日本》中所发表的文章,呼吁日本摆脱霸道专横的美国,因为美国对日本颐指气使已经太久了。石原慎太郎的一篇文章宣称:「我们不要屈服于美国的恫吓!」另一篇文章又主张:「抑制美国!」日本的极右派对于日本在美国主导的世界中屈居次等地位,一直非常不满。盛田昭夫愿意与石原慎太郎这样的人合写一本书,震惊了许多美国人。这表示美方培养出来的资本阶级里,仍潜伏着一种具有威胁性的民族主义。1945年以来,美国的策略一直是借由贸易与技术交流,把日本与美国绑在一起。盛田昭夫可以说是美国技术移转与市场开放的最大受益者。如果连他都质疑美国的领导地位,那美国就需要重新思考自己的策略了。

《一个可以说NO的日本》真正让美国害怕的是,它不仅阐述一种零和心态的日本民族主义,石原慎太郎还找到一种胁迫美国的方法。石原慎太郎认为,日本不需要服从美国的要求,因为美国依赖日本的半导体。他指出,美国的军事实力有赖日本的晶片。他写道:「无论是中程核武器,还是洲际弹道飞弹,都是靠极其精密的小电脑来确保武器的精准度。如果不使用日本的半导体,就无法确保这种精准度。」石原慎太郎臆测,日本甚至可以向苏联提供先进的半导体,借此打破冷战时期的军事平衡。

石原慎太郎说:「电脑核心使用的1MB半导体,面积仅有小指指甲的三分之一,里面有成千上百万条电路,这种半导体只在日本制造。日本几乎囊括了1MB半导体的全部市占率。现在日本在这方面至少领先美国五年,而且差距仍在扩大。」使用日本晶片的电脑是「军事实力的核心,所以也是日本国力的核心……从这个意义上来说,日本已经变成一个6非常重要的国家。」

其他的日本领导人似乎也抱持同样挑衅的民族主义观点。例如,报导引用外务省一名资深官员的说法:「美国人就是不想承认,日本在与西方的经济竞赛中获胜了。」即将成为日本首相的宫泽喜一公开指出,如果切断日本电子产品的出口,将使「美国经济出问题」,并预测「亚洲经济区将超越北美经济区」。一位日本教授宣称,在工业与高科技业的崩解下,美国的未来将成为「主要的农业大国,7有如放大版的丹麦」。

在美国,《一个可以说NO的日本》使美国人群情激愤。中央情报局翻译了那本书,并以非正式的方式传播。一位愤怒的国会议员把整本书(以英文出版的非正式版本)放入「国会记录」(Congressional Record)中以便宣传。书店表示,华盛顿特区的顾客8「疯狂地」想取得盗版。盛田昭夫觉得很尴尬,所以他让那本书的官方英译版只刊登石原慎太郎的文章,移除他的文章。盛田昭夫告诉记者:「我现在很后悔参与那个案子,因为它引起太多的混淆。我觉得美国读者并不晓得我的观点与石原慎太郎的观点是分开的。我的『散文』是表达我的观点,他的『散文』是9表达他的观点。」

然而,《一个可以说NO的日本》之所以引发争议,并不是因为书中的观点,而是因为书中点出的事实。美国在记忆体晶片领域已经明显落后了。这种趋势要是持续下去,地缘政治的转变难免会随之而来。不需要石原慎太郎这种极右派的煽动者,也能看出这点。美国的领导人也预见了类似的趋势。石原慎太郎与盛田昭夫出版《一个可以说NO的日本》那年,美国的前国防部长布朗发表了一篇文章,得出大致相同的结论。布朗那篇文章的标题是10〈高科技是外交政策〉。如果美国的高科技地位正在恶化,它的外交政策地位也岌岌可危。

对布朗来说,承认这点很尴尬。1977年他招揽裴瑞加入国防部,并授权他把半导体与运算力列为军方最重要的新武器系统的核心。布朗与裴瑞成功说服了军方接受微处理器,但他们没料到矽谷竟然会失去领导地位。他们的策略在新武器系统方面奏效了,但其中有许多系统现在有赖日本厂商。

布朗承认:「日本在记忆体晶片方面领先,而记忆体晶片是消费电子产品的核心。日本人正迅速在逻辑晶片与专用积体电路领域中迎头赶上。」日本在制造晶片所需的某些设备方面,也高居领先地位,例如微影成像设备。布朗所能预见的最好结果是,未来美国仍会保护日本,但美国是使用日本技术所驱动的武器。美国把日本变成电晶体推销员的策略,似乎出了可怕的差错。

日本身为一流的科技强国,会愿意屈居二流的军事地位吗?如果说日本在DRAM晶片领域的成功有什么借鉴意义的话,那应该是:它将在几乎每个重要的产业中都超越美国。既然如此,日本何不也寻求军事主导地位呢?万一日本真的这样做,美国该怎么办?1987年,美国中情局要求一组分析师11预测亚洲的未来。他们把日本称霸半导体领域视为「日本治世」(Pax Niponica,由日本领导的东亚经济与政治集团)兴起的证据。美国在亚洲的势力,是建立在技术主导地位、军事实力,以及把日本、香港、南韩、东南亚等国交织在一起的贸易与投资连结上。从快捷在香港九龙湾设立第一家组装厂以来,积体电路就一直是美国在亚洲地位的一大特征。美国的晶片制造商在台湾、南韩、新加坡等地建厂。这些地区不仅靠军事力量、也靠经济整合来抵御共产党的入侵,因为电子业吸引当地的农民离开农场(农村的贫困经常会催生反抗势力的游击队),转而从事组装电子设备以利美国消费的工作。

美国的供应链管理策略在抵御共产党方面,发挥了出色的效果。但是到了1980年代,这个策略的主要受益者似乎是日本。日本的贸易与外国投资都大幅成长了。日本在亚洲经济与政治中的角色正稳健地扩大。如果日本能如此迅速地在晶片业里建立主导地位,还有什么能阻止它取代美国的地缘政治霸主地位呢?

▲ 1980年代,日本挑战美国在半导体业的霸主地位。索尼的共同创办人盛田昭夫与井深大率先推出索尼随身听之类的革新性产品,证明了亚洲公司不仅能有效地生产,还能获得利润丰厚的消费市场。(Sony)

▲ 面对来自亚洲的竞争,美国的晶片制造商是靠创新竞争。葛洛夫在摩尔之后接任英特尔的执行长,与比尔.盖兹结盟。40年后,微软的Windows软体与英特尔的x86晶片持续主宰个人电脑事业。(AP Photo/Paul Sakuma)


*1 盛田昭夫马上联想到全世界对日本的印象:与小装饰品和廉价仿制品联想在一起。

*2 曾任大通银行的董事长兼执行长,是洛克菲勒家族第三代中最年长的在世成员。

第四部 美国的复兴


21 薯片大王

 

 

杰克.辛普洛(Jack Simplot)以前常说,美光(Micron)制造「全世界最棒的小玩意儿」。这位爱达荷州的亿万富豪不太懂自家公司的主要产品——DRAM晶片的实际运作原理。晶片业放眼望去到处都是博士,但辛普洛连八年级都没读完。他的专业是马铃薯,从他平常在波夕市(Boise)驾驶的白色林肯轿车的车牌就看得出来,车牌上写着:1马铃薯先生(Mr. Spud)。然而,辛普洛了解商业,而且比矽谷那些最聪明的科学家都懂。当美国晶片业疲于因应日本的挑战之际,像他那样的牛仔企业家扮演了关键要角,扭转了诺伊斯所谓的「死亡螺旋」,甚至出乎意料地逆转颓势。

矽谷的复兴是靠斗志旺盛的新创企业及痛苦的企业转型推动的。美国超越日本的DRAM巨擘,不是靠模仿,而是靠创新来甩开它们。矽谷并未抽离这个产业,而是把更多的生产转移到台湾与南韩,重新获得竞争优势。与此同时,随着美国晶片业的复苏,国防部押在微电子上的赌注也开始出现回报,美国开始部署其他国家所无法匹敌的新武器系统。1990年代与2000年代的美国之所以所向无敌,是因为美国在电脑晶片方面重新掌握了主导地位。电脑晶片可说是那个年代的核心技术。

在所有协助重振美国晶片业的人中,辛普洛是最出人意料之外的人物。他最早是靠马铃薯致富,率先使用机器来分类、脱水、冷冻马铃薯再做成薯条。这不是矽谷式的创新,但那让他拿下了销售马铃薯给麦当劳的庞大合约。麦当劳用来制作薯条的马铃薯中,有一半曾是他供应的。

辛普洛资助的美光公司,本来似乎注定会倒闭。1978年,双胞胎兄弟乔.帕金森(Joe Parkinson)与沃德.帕金森(Ward Parkinson)在波夕市一家牙科的地下室创立了美光,当时可能是创立记忆体晶片公司最糟的时机。日本公司正大量产出高品质又低价的记忆体晶片。美光的第一份合约是为德州的莫斯泰克公司(Mostek)设计64K的DRAM晶片。但美光就像其他的美国DRAM厂商一样,在市场上根本不是富士通的对手。不久,美光晶片设计的唯一客户莫斯泰克破产了。在日本竞争的冲击下,AMD、国家半导体、英特尔与其他的业界领先者也放弃了DRAM生产。面对价值数十亿美元的损失与倒闭,整个矽谷似乎都要破产了。美国最聪明的工程师可能都要失业,转行去煎汉堡。至少,这个国家仍有大量的薯条。

随着日本公司抢夺市占率,美国各大晶片公司的执行长花在华盛顿的时间愈来愈多,他们积极地游说国会与国防部。当日本的竞争加剧时,他们搁下了自由市场的信念,声称竞争根本不公平。矽谷愤怒地驳斥「薯片与晶片没什么区别」这种说法。他们坚称,他们的晶片应当获得政府的协助,因为晶片有战略意义,马铃薯没有。

辛普洛觉得马铃薯没什么不好,但「矽谷应当获得特殊帮助」这种说法,在爱达荷州根本说不通,毕竟那里的科技公司少之又少。美光一开始吃尽了苦头才募得创业资金。共同创办人沃德为了在灌溉系统中找到故障的电子元件,穿着西装走过波夕市商人艾伦.诺保(Allen Noble)那片泥泞的马铃薯田,因此结识了诺保。帕金森兄弟利用这层关系,从诺保和他在波夕市的几个有钱朋友那里获得了10万美元的种子资金。当美光失去了为莫斯泰克设计晶片的合约,决定自己制造晶片时,帕金森兄弟需要更多的资金。于是他们找上了2该州的首富:马铃薯先生。

帕金森兄弟第一次会见辛普洛,是在波夕市中心的皇家咖啡馆。他们向爱达荷州的马铃薯富豪推销时,讲到汗流浃背。电晶体与电容器对辛普洛来说没多大的意义,他与矽谷的创投业者几乎是完全相反。后来他成为美光的董事后,每周一的清晨5点45分在当地的平价松饼店Elmer’s主持美光的董事会3(Elmer’s的松饼一份6.99美元)。不过,当矽谷所有的科技巨擘在日本的冲击下纷纷抽离DRAM晶片事业时,辛普洛凭直觉就知道,帕金森兄弟这时进入记忆体市场正是时候。像他这种马铃薯农清楚地看到,日本的竞争已经把DRAM晶片变成一种大宗商品市场。他接触大宗商品的经验非常丰富,知道收购大宗商品企业的最佳时机是在价格低迷、其他人都破产的时候。辛普洛决定投资美光100万美元,4后来又追加了数百万美元。

美国的科技巨擘都认为爱达荷州这些乡巴佬对晶片业一窍不通。赛文(L. J. Sevin)曾是德仪的工程师,如今是颇具影响力的创投业者,他指出:「我实在很不想说记忆体晶片已经玩完了,但这个领域确实已经没戏唱了。」在英特尔,葛洛夫与摩尔也得出同样的结论。德仪与国家半导体都宣布其5DRAM部门亏损并进行裁员。《纽约时报》宣称美国晶片业的未来「很严峻」。而辛普洛就在此时进入了这个产业。

帕金森兄弟会刻意渲染他们的乡巴佬形象,用略带乡下口音的慢速度来讲述漫长曲折的故事。事实上,他们和矽谷任何新创企业的创办人一样精明干练。两人都曾在哥伦比亚大学求学,毕业后,乔担任过企业律师,沃德则是在莫斯泰克公司设计晶片。但他们欣然接受了6「爱达荷州的局外人」这种形象。他们的商业模式是大举进军一个被美国各大晶片公司抛弃的市场,所以他们想当然也不可能在矽谷交到很多朋友。当时的矽谷仍在舔着美日DRAM大战所留下的伤口。

起初,美光取笑矽谷积极争取政府的协助以对抗日本企业的做法。他们假装拒绝加入美国半导体协会(该协会是由诺伊斯、桑德斯、斯波克创立的游说团体)。乔.帕金森表示:「我很清楚他们有不同的行动计划。他们的策略是,不管日本人进入什么市场,我们都离开。那些主导半导体协会的人并不想跟日本人正面对决,但我觉得那是7一种自扯后腿的策略。」

美光决定直接投入日本DRAM厂商所在的市场,挑战他们,但做法是大幅削减成本。不久,美光发现,关税可能会有帮助,于是他们改弦易辙,积极游说政府对进口的日本DRAM晶片征收关税。他们指责日本厂商以低于成本的价格在美国倾销晶片,损害美国厂商的利益。辛普洛对于日本的贸易政策破坏了他的马铃薯销售与记忆体晶片,感到非常愤怒。他抱怨道:「他们对马铃薯征收很高的关税,害我们付出很大的代价。我们可以在技术上超越他们,在生产上超越他们,把他们打得落花流水,但他们简直是以半买半相送的价格卖晶片。」因此他要求政府征收关税。「你问我们为什么要去找政府?8因为法律规定他们不能那样做。」

辛普洛指控日本公司削价太多,这说法有点好笑。毕竟,无论是马铃薯还是半导体,他总是说,事业要成功,就必须「以最低成本,生产最高品质的产品」。总之,美光特别擅长削减成本,矽谷与日本厂商都不是它的对手。一位早期的员工回忆道,沃德.帕金森是「组织背后的工程智囊」,他的专长是尽可能以最高效率来设计DRAM晶片。竞争对手大多把焦点放在尽量缩小每个晶片上的电晶体与电容器。但沃德发现,只要缩小晶片本身的尺寸,美光就可以让每片矽晶圆产出更多的晶片,大幅提升制程效率。沃德开玩笑说:「那是市面上最糟的产品,9但也是生产成本最低的。」

接下来,沃德与助手简化了制程。制造的步骤愈多,每个晶片的制造时间愈长,出错的空间也愈大。到了1980年代中期,美光使用的生产步骤比竞争对手少得多,采用的设备也比较少,又进一步削减了成本。他们调整了从珀金埃尔默、ASML买来的微影成像机台,把它改得比制造商自认可达到的水准还要精确。他们也改装炉管,使它能每次烘烤250个矽晶圆,而不是业界标准的150个。制程中的每一步,只要能处理更多的晶圆或减少生产时间,就能降低价格。一位早期的员工解释,「我们是边做边摸索」,所以与其他的晶片制造商不同,「我们准备好做一些10以前没明文写下来的东西」。相较于任何日本或美国的竞争对手,美光员工的工程专业更专注于削减成本。

美光非常关注成本,因为它别无选择。对一家位于爱达荷州的小型新创企业来说,它只能靠这种方法赢得客户。波夕市的土地与电力比加州和日本便宜也有帮助(水力发电的成本较低)。不过,要在市场上生存下来依然辛苦。1981年,美光的现金余额一度降到只够支付两周的薪资。美光勉强度过了那次危机,但几年后又再次经历低迷时,它不得不解雇一半的员工,11并削减其余员工的薪资。打从创业之初开始,乔.帕金森就让员工清楚明白,他们的生存取决于效率。在DRAM价格下跌时,为了节省电费,他甚至会在夜间调暗走廊的灯光。员工觉得他根本是成本控制魔人,而成果有目共睹。

美光的员工别无选择,只能想尽办法让公司活下去。在矽谷,万一你的公司关门大吉,你可以沿着101号公路开车去下一家晶片公司或电脑制造商求职。相较之下,美光是在波夕市,一名员工解释:「我们没别的事可做,就只能制作DRAM,不做DRAM就完了。」另一位员工回忆道,公司充满了一种「勤奋、蓝领的工作氛围」,一种类似「血汗工厂的心态」。一位早期的员工经历过DRAM市场连串痛苦的低迷,他回忆道:「12记忆体晶片是个非常残酷的产业。」

辛普洛从未失去信心。在他投入的任何事业中,他都挺过了每次低谷期。他不会因为短期的价格波动就放弃美光。虽然美光是在日本竞争达到颠峰之际进入DRAM市场,但美光不仅存活下来了,最终更蓬勃发展。其他的美国DRAM厂商大多在1980年代末期被迫退出市场。德仪持续生产DRAM晶片,但难以获利,最终把DRAM事业卖给美光。辛普洛的第一笔投资100万美元,最终膨胀成10亿美元的股份。

在每一代DRAM晶片的储存量方面,美光学会与东芝、富士通等日本对手竞争,并在成本上击败它们。就像DRAM业的其他公司一样,美光的工程师突破物理定律的局限,开发出密度愈来愈高的DRAM晶片,为个人电脑提供需要的记忆体晶片。但是光靠先进技术,并不足以拯救美国的DRAM产业。英特尔与德仪拥有许多技术,但就是无法让业务持续运转。美光那些斗志高昂的爱达荷工程师靠着创意及削减成本的技巧,击败了太平洋两岸的竞争对手。美国晶片业经历了十年的痛苦煎熬后终于反败为胜,这一切要归功于美国最强大的马铃薯农所展现的经商智慧。

22 颠覆英特尔

 

 

「嘿,克里斯汀生,我很忙,1没时间看学术界的废话连篇。」葛洛夫对哈佛商学院最著名的教授克雷顿.克里斯汀生(Clayton Christensen)这么说。几年后,两人一起登上《富比士》杂志封面时,203公分高的克里斯汀生耸立在葛洛夫的身边,葛洛夫的秃顶还不到克里斯汀生的肩膀。但葛洛夫的热情超越了周遭的每个人,他的长期副手说,他是2「匈牙利来的狠角色」,「他会把人骂得体无完肤,大吼大叫,不断质疑,尽可能地把你逼到极限」。最重要的是,葛洛夫的坚韧避免了英特尔破产,使英特尔变成全球最赚钱、最强大的公司之一。

克里斯汀生教授以「破坏性创新」理论著称。该理论是指新技术颠覆了现有的公司。随着DRAM产业的衰退,葛洛夫意识到曾是创新代名词的英特尔,如今正遭到颠覆。到了1980年代初期,摩尔仍在英特尔扮演要角,但葛洛夫是英特尔的总裁,负责日常营运。葛洛夫在畅销著作《10倍速时代:唯偏执狂得以幸存》(Only the Paranoid Survive)中描述他的管理理念:「对竞争的恐惧,对破产的恐惧,对犯错的恐惧,对失败的恐惧,都可能是强大的动力。」漫长工作了一天后,正是恐惧促使他不停地翻阅他与下属的通信或通话内容,深怕他错过了3产品延迟或客户不满的消息。表面上,葛洛夫实现了美国梦:曾经一贫如洗的难民如今变成科技大亨。然而,在这个矽谷成功故事的背后,是一位匈牙利的流亡者,童年时期躲避苏联与纳粹军队的记忆深深地烙印在他的心底,留下了创伤。

葛洛夫意识到,英特尔销售DRAM晶片的商业模式已经结束了。DRAM价格也许有可能从暴跌中回升,但英特尔永远无法抢回市占率,它已经遭到日本厂商的「颠覆」。现在,英特尔只有两个选择,颠覆自己,或认输。退出DRAM市场,感觉是不可能的。英特尔开创了记忆体晶片的先河,认输将是奇耻大辱。一位员工说,就像福特拒绝离开汽车业一样。葛洛夫自问:「我们怎么能放弃自己的身分呢?」1985年的大部分时间,他坐在摩尔位于英特尔圣克拉拉总部的办公室里,两人凝视着窗外远处大美洲主题乐园(Great America amusement park)的摩天轮,希望记忆体市场像摩天轮上的某个小包厢一样,4触底后最终会再回升。

然而,DRAM事业的惨烈数字是无法否认的。英特尔永远无法从记忆体赚到足够的钱来证明新投资的合理性。不过,英特尔在小型微处理器的市场是领导者,日本公司依然落后,而那个领域的一项发展带来了一线希望。1980年,英特尔获得美国电脑巨擘IBM的一份小合约,5为一种名叫「个人电脑」的新产品制造晶片。IBM与一个名叫比尔.盖兹的年轻程式设计师签约,请他为这台电脑的作业系统编写软体。1981年8月12日,在华尔道夫饭店的大宴会厅里(背后是华丽的壁纸与厚重的帘幕),IBM宣布推出个人电脑,售价1565美元,包含一台笨重的主机、一个箱型显示器、一个键盘、一台印表机及两个磁碟机,6内建一个小小的英特尔晶片。

微处理器市场看来几乎一定会成长,但葛洛夫的一位副手回忆道,当时DRAM是晶片销量的主轴,「微处理器的业绩可能超过DRAM」7这种展望实在令人难以置信。葛洛夫别无选择,他问当时想继续生产DRAM晶片的摩尔:「如果我们被赶下台,董事会找来新的执行长,你认为他会怎么做?」摩尔不好意思地坦言:「他会让英特尔退出记忆体市场。」最后,英特尔决定放弃记忆体市场,把DRAM市场拱手让给日本人,专注为个人电脑生产微处理器。这对一家靠DRAM起家的公司来说,是一次大胆的赌注。「破坏性创新」在克里斯汀生的理论中听起来很有吸引力,但实务上做起来痛苦极了。葛洛夫回忆道,那是一段8「咬紧牙根」、「争论不休」的时期。过程中,「破坏」是显而易见的,但「创新」如果真的奏效,则需要好几年后才看得出来。

在等待这次押注个人电脑是否真的奏效时,葛洛夫也以矽谷罕见的方式,善用他那种无时无刻战战兢兢的偏执力。每天上班是上午八点准时开始,任何人迟到都会遭到公开批评。员工之间出现意见分歧时,是用葛洛夫所谓的9「建设性冲突」(constructive confrontation)策略来解决。他的副手克雷格.巴雷特(Craig Barrett)打趣说,他最常用的管理技巧是「抓住某人,用大锤敲他的头」。

这不是矽谷著称的自由放任文化,但英特尔需要一名教官,它的DRAM晶片跟美国的其他同业一样,面临着同样的品质问题。英特尔在DRAM上还有获利时,是靠着率先推出新设计取胜,而不是靠量产取胜。诺伊斯与摩尔始终把焦点放在维持先进技术上,诺伊斯坦言,他总是觉得10「冒险」比「控制」更有趣。但葛洛夫对「控制」的热爱,胜过了一切,这也是1963年摩尔把他拉进快捷半导体的原因:解决公司的生产问题。后来葛洛夫跟随诺伊斯与摩尔到英特尔时,他也被赋予同样的角色。在一种挥之不去的恐惧感驱使下,葛洛夫的余生都沉浸在公司的生产流程与事业的每个细节中。

在葛洛夫的重建计划中,第一步是裁员25%以上的英特尔员工,关闭在矽谷、奥勒冈、波多黎各、巴贝多的工厂。葛洛夫的副手把他的做法描述为:「我的天啊,开除那些人,把船烧了,把事业收了。」他的冷酷与果断是诺伊斯与摩尔永远做不到的。第二步是让制造运转起来,他和巴雷特拼命地模仿日本的制造方式。「一位下属回忆道,巴雷特基本上是拿着棒球棍去工厂呐喊:『妈的!我们绝对不能被日本人打败!』」他逼厂长去日本参访,并告诉他们:「11这才是你们应该做的事。」

英特尔新采用的制造方法称为「完全复制」。一旦确定某套生产流程最有效,他们就会在英特尔的所有工厂内复制同一套流程。在这之前,工程师一直是以微调英特尔的流程为荣。现在公司要求他们别想了,直接复制。一位员工回忆道:「这是很大的文化问题。」因为装配线的严谨取代了自由放任的矽谷风格。巴雷特坦言:「大家觉得我很独裁。」但「完全复制」这招奏效了:英特尔的良率大幅提高,制造设备的使用也变得更有效率,压低了成本。每家工厂的运作开始变得不像研究实验室,而12更像一台精准调节的机器。

葛洛夫与英特尔也很幸运。1980年代初期,对日本厂商有利的一些结构性因素开始变了。1985至1988年间,日元对美元的汇率涨了一倍,使美国的出口产品变得更便宜。1980年代,美国的利率大幅下滑,降低了英特尔的资本成本。同时,总部位于德州的康柏电脑(Compaq Computer)大举进军IBM的个人电脑市场,因为他们意识到,虽然编写作业系统或打造微处理器很难,但把个人电脑的元件组装到一个塑胶盒里简单多了。康柏采用英特尔的晶片与微软的软体,推出自己的个人电脑,价格远低于IBM的个人电脑。到了1980年代中期,康柏与其他制造「仿IBM个人电脑」的公司所卖出的个人电脑13比IBM还多。随着电脑进驻每个办公室与许多家庭,电脑价格急剧下降。除了苹果的电脑以外,几乎每台个人电脑都使用英特尔的晶片与微软的Windows软体——两者的设计就是为了平顺地一起运作。英特尔进入个人电脑时代时,几乎垄断了个人电脑的晶片销售。

葛洛夫改造英特尔,可说是矽谷资本主义的典型案例。他意识到公司的商业模式不再适用,决定放弃公司创立时的根基(DRAM晶片),亲手「颠覆」英特尔。英特尔在个人电脑的晶片市场奠定了垄断地位,每一两年就推出新一代的晶片,提供更小的电晶体与更强的处理力。葛洛夫相信,唯有无时无刻战战兢兢的偏执狂才能存活下来。真正拯救英特尔的关键,不是创新或专业,而是他的偏执力。

23 我的敌人的敌人——韩国崛起

 

 

李秉喆几乎卖任何东西都能赚钱。他生于1910年,只比辛普洛小一岁,于1938年3月开始经商,当时他的祖国韩国仍属于日本帝国的一部分,日本与中国正在交战,不久又与美国开战。李秉喆最早贩售的商品是鱼干与蔬菜,他从韩国集货,运往中国北方,供应作战的日军。当时的韩国是穷乡僻壤,没有工业或技术,但李秉喆已经梦想建立一个「1强大又永恒」*1的企业。后来他把三星变成了半导体巨擘,这一切要归功于两个有影响力的盟友:美国晶片业与南韩政府。矽谷击败日本的一个策略关键,就是在亚洲寻找更便宜的供给来源。李秉喆认为这是三星能轻松胜任的角色。

南韩很习惯在更大的竞争对手之间游走。李秉喆创立三星的七年后,1945年美国战胜日本,三星原本可能就此瓦解。然而,李秉喆巧妙地转变交易对象,他更换交易对象就像卖鱼干一样顺利。他与战后占领韩国南半部的美国人建立关系,并击退了那些想要分拆三星等大型财团的南韩政客。当北韩的共产政府入侵南韩时,他甚至保住了自己的财产——不过,当敌人短暂地占领首尔时,一名共产党领导人没收了李秉喆的雪佛兰,2开着那台车在被占领的首都穿梭。

战争期间,李秉喆仍持续扩大商业版图,在南韩复杂的政治圈里游走。1961年,军政府掌权后,把李秉喆的银行收归国有,但他的其他公司完好无损。他坚称,三星是为了国家利益而努力,而国家利益取决于三星能否成为一家世界级的公司。李氏家族的3家训第一条就是「事业报国」。他从贩卖鱼干与蔬菜起家,接着多角化投入糖、纺织、化肥、营建、银行、保险等事业。他把韩国在1960年代与1970年代的经济荣景,视为他事业报国的证据。然而,批评者说,1960年他已是韩国首富,他的财富根本是这个国家与贪腐政客为他服务的证据。

长久以来,李秉喆目睹东芝、富士通等公司在1970年代末期与1980年代初期抢下DRAM市占率,他一直很想打入半导体业。美国或日本的晶片制造商把晶片的封装外移时,南韩已是重要的地点。此外,美国政府曾资助1966年成立的韩国科学技术院,而且有愈来愈多的韩国人从美国的名校毕业,或在韩国接受留美教授的指导。然而,即使有熟练的劳力,一家公司想从基本的封装直接跃升到先进的晶片制造并不容易。三星之前曾涉足简单的半导体事业,但难以获利或4发展出先进技术。

然而,1980年代初期,李秉喆察觉环境变了。1980年代,矽谷与日本之间激烈的DRAM竞争提供了一个契机。与此同时,南韩政府也把半导体列为优先产业。正在思索三星的未来的李秉喆,于1982年的春天前往加州,参观了惠普的设施,他对惠普的技术惊叹不已。如果惠普能够从帕罗奥图的小车库发展成科技巨擘,像三星这样卖鱼干与蔬菜的商店肯定也能做到。惠普的一名员工告诉他:「这一切要归功于半导体。」李秉喆也参观了IBM的一家电脑厂,他很讶异自己被允许在厂内拍照。他对那位带他参观工厂的IBM员工说:「你们工厂里肯定有很多秘密。」那位员工信心十足地回应:「5光看是无法复制那些秘密的。」不过,复制矽谷的成功,正是李秉喆打算做的事。

那样做需要数百万美元的资本支出,而且不保证奏效。即使对李秉喆来说也是一场豪赌。他犹豫了好几个月。万一失败,很可能会拖垮他的整个商业帝国。不过,南韩政府表示愿意提供金援,政府曾经承诺投资4亿美元来发展南韩的半导体业。而且南韩的银行也会依循政府的指示,再提供数百万美元的贷款。因此,南韩的科技公司就像日本一样,不是从车库中诞生的,而是从那些能够获得廉价的银行贷款及政府支持的大型财团中诞生的。1983年2月,李秉喆度过紧张、无眠的一晚之后,打电话告诉三星电子部门的负责人:「三星将生产半导体。」他表示,他要把公司的未来押在半导体上,并6准备投入至少1亿美元。

李秉喆是个精明的企业家,南韩政府也坚定地支持他。然而,如果没有矽谷的支援,三星在晶片上的豪赌不可能奏效。矽谷认为,想要因应来自日本的记忆体晶片竞争,最好的方法是在南韩找到一个更便宜的来源,同时让美国的研发专注在价值更高的产品上,而不是已经大宗商品化的DRAM。因此,美国的晶片制造商把韩国的后起之秀视为潜在的合作伙伴。诺伊斯告诉葛洛夫,「有韩国人在身边」,日本「不惜一切代价的倾销」策略就无法垄断全球的DRAM生产,因为韩国人会把价格压得比日本厂商还低。诺伊斯预测,结果将对日本的晶片制造商7造成「致命」的影响。

因此,英特尔为韩国DRAM厂商的崛起欢呼。1980年代,包括英特尔在内的几家矽谷公司与三星签约,成立合资企业,销售三星代工的晶片。他们打的如意算盘是,协助韩国的晶片业,可望降低日本对矽谷的威胁。此外,韩国的成本与工资远低于日本,因此三星等韩国公司即使制程不像日本那么有效率,也有机会抢到市占率。

8美日的贸易关系紧绷也有助于韩国企业。1986年,美方扬言,日方若不停止「倾销」,就要祭出关税。日方因此同意限制销往美国的晶片,并承诺不低价销售。这让韩国公司有机会以更高的价格出售更多的DRAM晶片。美国人本来没有打算图利韩国公司,但他们很乐见日本以外的国家生产他们需要的晶片。

美国不仅为韩国的DRAM晶片提供了市场,也提供了技术。由于矽谷的DRAM厂商大多濒临倒闭,他们对于把先进技术转移给韩国几乎没什么犹豫。李秉喆提议向资金拮据的记忆体晶片公司美光取得64K DRAM设计的授权,并在过程中与其创办人沃德.帕金森成为朋友。当时沃德亟需资金,热切地答应授权,即使那意味着三星会学到他们的许多制程。沃德回忆道:「不管我们做什么,三星都照着做。」他认为,三星提供的现金挹注对于美光的生存「虽不是关键,但很接近了」。摩尔等业界领袖担心,有些晶片公司可能已经穷途末路,不惜「放弃愈来愈有价值的技术」。然而,当生产记忆体晶片的美国公司大多濒临破产时,其实很难证明DRAM技术特别有价值。矽谷的公司大多很乐于与南韩公司合作,让他们削价与日本对手竞争,帮南韩变成全球一大记忆体晶片的制造中心。背后的逻辑很简单,诚如AMD创办人桑德斯所说的:「9我的敌人的敌人,就是我的朋友。」


*1 三星意思是「三颗星」,在韩国「三」代表大、多、强;「星」永远闪耀着光芒,代表明亮、永恒与不灭,李秉喆的愿景是让公司「像天上的星星一样强大而永恒」。

24 「这就是未来」

 

 

美国的晶片业受到日本的DRAM冲击后还能够重生,要归功于葛洛夫的偏执、桑德斯的奋起抗争,以及辛普洛的草根竞争力。矽谷那种由男性贺尔蒙与股票选择权推动的竞争,往往不像教科书所描述的无聊经济学,而更像是达尔文式的竞争,讲求适者生存,优胜劣汰。许多公司倒闭,严重亏损,遣散了数万名员工。英特尔、美光等公司之所以幸存下来,主要不是因为它们的工程技能(虽然这也很重要),而是因为它们能够善用技术天赋,在竞争激烈、无情的产业中赚钱。

然而,矽谷的重生不单只是一个英勇企业家与颠覆创新的故事。在这些新产业巨擘崛起的同时,一批新的科学家与工程师也正在大幅推进晶片的制造,并以革新的方法运用处理力,其中有许多发展是与政府互相协调推动的。这些官方助力通常不是来自国会或总统的强势推动,而是来自像DARPA这种灵活的小组织。这些组织获得授权,可以大举押注在未来技术上,并打造出那些赌注所需的教育与研发基础设施。

日本以高品质、低成本的DRAM晶片横扫市场,并不是矽谷在1980年代面临的唯一问题。摩尔定律预测,每个晶片上的电晶体数量将呈指数成长,但这个梦想变得愈来愈难实现。1970年代末期,许多积体电路都是以相同的流程设计:英特尔的费德里科.法金(Federico Faggin)用来生产1第一个微处理器的流程。1971年,法金花了半年的时间,以当时英特尔最先进的工具——直尺与彩色铅笔——伏案画设计图。接着,他用小折刀把这个设计切成红色薄膜。然后用一台特殊相机,把红色薄膜上雕刻的图案投射到光罩上。光罩是一块外面覆着一层铬的玻璃板,完美地复制了红色薄膜的图案。最后再让光罩曝光,并以一组透镜把缩小版的图案投射在矽片上。经过几个月的绘图与雕刻,法金创造了一个晶片。

问题是,铅笔与镊子虽然足够应付一个有上千个元件的积体电路,但是对一个有上百万个电晶体的晶片来说,则需要更复杂的东西。留着山羊胡的物理学家卡弗.米德2正为了这个难题伤透脑筋。米德是摩尔的朋友,有人介绍他认识全录(Xerox)帕罗奥图研究中心(Palo Alto Research Center,简称PARC)的电脑架构师琳.康维(Lynn Conway)。当时,PARC才刚发明了附带滑鼠与键盘的个人电脑概念。

3康维是杰出的电脑科学家,但跟她交谈过的人都会发现,她脑中充满了多元领域的知识,从天文学到人类学,再到历史哲学,可说是包罗万象。她解释,1968年她因动了变性手术而被IBM解雇,在1973年4以「隐姓埋名」的方式加入全录。她很惊讶地发现,矽谷的晶片制造商比较像艺术家,而不是工程师。晶片制造者是以高科技的工具搭配简单的镊子,在每一块矽片上制造出极其复杂的图案,但他们的设计方法竟然像中世纪的工匠那样。每家公司的晶圆厂都有一套冗长、复杂的专利指令,说明晶片要在该厂生产所必须遵守的设计规则。身为电脑架构师,康维受过的训练是以任何电脑程式都适用的标准化指令来思考。她觉得晶片制造业的设计方法5出奇地落伍。

康维意识到,米德预言的数位革命,需要演算严密性才有可能实现。一位共同的朋友介绍她与米德认识后,他们开始讨论如何把晶片设计标准化。他们想,为什么不能用程式设计来开发一种可以设计电路的机器呢?米德说:「一旦你能写一个程式来做某件事,就不需要任何人的工具组了,6你可以自己编写。」

康维与米德最终开发出一套数学的「设计规则」,为自动化晶片设计奠定了基础。设计师采用康维与米德的方法,就不必画出每个电晶体的位置,而是从他们的技术所促成的「可互换元件库」抓出来绘图。米德喜欢把自己想像成约翰尼斯.古腾堡(Johannes Gutenberg),古腾堡把图书生产加以机械化,让作家可以专注于写作,让印刷商可以专注于印刷。不久,麻省理工学院就邀请康维去开课,传授这种晶片设计方法。她的每个学生都设计了自己的晶片,接着把设计送到晶圆厂制造。六周后,从未踏进晶圆厂的学生,就可以从邮件收到运作正常的晶片。7古腾堡时刻来临了!

没有人比国防部对这场「米德—康维革命」(Mead-Conway Revolution)更感兴趣了。国防部的国防先进研究专案局(DARPA)资助了一项计划,让大学的研究人员把晶片设计送到先进的晶圆厂生产。虽然DARPA以资助未来武器系统著称,但他们在半导体方面同样致力打造教育基础设施,要让美国8培养出足够的晶片设计师。DARPA也帮大学取得先进的电脑,并邀请产官学者来开研讨会,让大家一边享用美酒、一边讨论研究问题。DARPA认为,帮助企业与教授延续摩尔定律,是9维持美国军事优势的关键。

晶片业也资助大学研究晶片设计技术,成立了半导体研究机构(Semiconductor Research Corporation,简称SRC),向卡耐基梅隆大学、加州大学柏克莱分校等大学发放研究补助金。1980年代,来自这两所大学的学生与教职员创立了多家新创企业,形成一个前所未有的新产业:半导体设计的软体工具。如今,每家晶片公司都使用三家晶片设计软体公司的工具,而这三家公司都是由DARPA与SRC资助的研究课程所10培养出来的校友创立的。

DARPA也支持研究人员探索第二组挑战:为晶片日益增强的处理力寻找新的用途。无线通讯专家厄文.雅各布(Irwin Jacobs)就是其中一位研究人员。雅各布生于麻州的餐厅世家。在爱上电机工程学以前,他原本打算跟随父母的脚步进入餐饮业。1950年代,他一直在摸索真空管与IBM计算器。在麻省理工学院攻读硕士期间,雅各布研究了天线与电磁理论,决定把研究重点放在资讯理论上——研究11如何储存与交流资讯。

无线电已无线传输数十年了,无线通讯的需求愈来愈大,但频谱空间有限。如果你想要一个99.5FM的广播电台,你必须确保99.7FM没有广播电台,否则干扰会让人听不清楚你的传讯。同样的道理也适用于其他形式的无线电通讯。一段频谱中包含的资讯愈多,这些资讯朝着无线电接收器传送时,从建筑物反弹回来的混杂讯息相互干扰所造成的错误空间愈小。

雅各布在加州大学圣地牙哥分校的长期同事安德鲁.维特比(Andrew Viterbi)在1967年设计了一种复杂的演算法,来解码一组在嘈杂电波中回荡的杂乱数位讯号。科学家称赞那是一个出色的理论,但维特比的演算法似乎很难在实务中落实。说一般的无线电可以运算复杂的演算法,那概念似乎令人难以置信。

1971年,雅各布飞往佛罗里达州的圣彼德堡,参加一场有关传播理论的学术会议。许多教授悲观地认为,「把资料编码成无线电波」这个学术子领域已经达到实务上的极限。无线电频谱只能容纳有限数量的讯号,超过那个极限后,讯号就无法辨识与解读。维特比的演算法提供了一种理论上可行的方法,把更多的资料塞入相同的无线电频谱中。但问题是,没有人有足够的运算力可以大规模地运用这些演算法。透过空中传输资料的流程似乎遇到了瓶颈。一位教授宣称:「程式编码已死。」

雅各布完全不认同这种看法。他从后排站起来,高举一块晶片说:「12这就是未来。」雅各布发现,晶片的进步速度极快,很快就能在同一个频谱空间中编码无数倍的资料。由于每块晶片上的电晶体数量是呈指数级成长,透过某道无线电频谱发送的资料量也将飞速成长。

雅各布、维特比与几位同事创立了高通无线通讯公司(Qualcomm,缩写自quality communications)。他们认为,随着微处理器变得愈来愈强大,不久就可以把更多的讯号塞入现有的频谱频宽中。最初,雅各布获得DARPA与NASA的合约,建造太空通讯系统。1980年代末期,高通把业务多元化,跨入民用市场,为卡车运输业推出卫星通讯系统。但即使在1990年代初期,使用晶片透过空中发送大量资料似乎仍是小众事业

对于像雅各布这种教授出身的企业家来说,DARPA的资金与国防部的合约对于维持他的新创企业营运非常重要。但只有部分的政府专案真的发挥了效用,例如,半导体制造技术联盟(Sematech)试图拯救美国微影成像业的领导业者,就是不幸的失败。面对濒临倒闭的公司,政府提供再多的帮助也没有用。政府的帮助若要奏效,应该要善用美国既有的优势,提供资金让研究人员把聪明的概念转化为原型产品。国会议员要是知道,DARPA这个国防机构居然宴请电脑科学的教授来讨论晶片设计理论,肯定会大发雷霆。但正因为有这些资助,科学家缩小了电晶体,发现了半导体的新用途,促使新客户购买半导体,并为下一代更小的电晶体提供了资金。在半导体设计方面,世界上没有一个国家的创新生态系统比美国更好。到了1980年代末期,容纳上百万个电晶体的晶片已经出现了:英特尔发布486微处理器,一块微小的矽晶片上就容纳了120万个微型开关——这在1970年代康维刚抵达矽谷时是无法想像的。

25 苏联KGB技术局

 

 

弗拉迪米尔.维特洛夫(Vladimir Vetrov)是苏联KGB间谍,但他的人生比较像契诃夫(Chekhov)笔下的故事,而不是007庞德电影。他在苏联情报机构KGB的工作很官僚,他的情妇不是超级名模,妻子对他的爱还不如家里的西施犬。到了1970年代末期,维特洛夫的职涯与人生都走进了死胡同。他厌恶办公室的工作,也受够了被老板忽视。他也对于妻子与他的朋友搞婚外情感到愤恨。为了散心,他躲到莫斯科北部一个村庄的木屋里,那里非常原始,连电都没有。他不躲到那里的话,1会干脆待在莫斯科喝个烂醉。

维特洛夫的生活并不是一直都那么枯燥乏味。1960年代初期,他获得一份派驻巴黎的优渥工作,在那里担任「外贸官员」,任务是依照萧金部长的「抄袭」策略,从法国的高科技业收集机密。1963年,苏联为科学家建立微电子城泽列诺格勒那年,KGB成立了一个新的部门:技术局(Directorate T,T是teknologia〔技术〕的缩写)。美国中情局的一份报告警告,KGB技术局的任务是「取得西方的设备与技术,2并提升其生产积体电路的能力」。

1980年代初期,据报导,KGB雇用了约1000人去窃取外国技术。其中约300人派驻海外工作,其余大多是在KGB位于莫斯科卢比扬卡广场(Lubyanka Square)的那栋宏伟总部的八楼,下面的楼层在史达林时代曾是监狱与刑讯室。苏联的其他情报单位,例如军方的GRU,也有专注于窃取技术的间谍。据报导,苏联在旧金山的领事馆有一个60名特务所组成的团队,专门锁定矽谷的科技公司。他们直接窃取晶片,或是从黑市购买窃贼供应的晶片。例如,1982年在加州被捕的「独眼杰克」(One Eyed Jack)就是窃贼之一,他被控从英特尔的工厂窃取晶片,并把晶片藏在皮夹克中带出。苏联间谍也会勒索那些可取得先进技术的西方人。至少一位住在莫斯科的英国电脑公司的员工,从他居住的高楼窗口3「坠落」身亡。

在苏联的半导体业,间谍活动持续扮演着重要的角色。1982年的秋天,一群罗德岛的渔民在北大西洋海域打捞出一个奇怪的金属浮标。他们没料到鱼获中会出现先进晶片。然而,那个神秘的浮标被送到军事实验室后,研究人员发现那是苏联的监听设备,里面采用的晶片完美复制了德仪的5400系列半导体。此外,英特尔把微处理器商业化以后,萧金部长干脆关闭了一个试图生产类似设备的苏联研究机构,4直接抄袭美国的微处理器。

然而,「抄袭」策略并不像苏联那个监听浮标所示的那么成功。窃取几个英特尔最新晶片的样品很容易,甚至把整批积体电路运到苏联也不难(通常是透过设在中立的奥地利或瑞士的5空壳公司)。然而,美国的反间谍活动偶尔会揭穿苏联在第三国活动的特务,所以这向来不是一个可靠的供应来源。

除非晶片能在苏联量产,否则窃取晶片设计对苏联来说没有多大的帮助。在冷战初期,量产很难做到,到了1980年代,量产更是几乎不可能。随着矽谷把愈来愈多的电晶体塞入矽晶片,制造晶片变得愈来愈困难。KGB以为那些窃取行动为苏联的半导体厂商提供了非凡的机密,但取得新晶片的样本并不保证苏联的工程师就能生产出来。KGB也开始偷窃半导体的制造设备。美国中情局宣称,苏联已经掌握了半导体制程的几乎每个面向,包括900台准备半导体材料的西方机器;800台微影成像与蚀刻机;300台掺杂、封装、6测试晶片的机器。

然而,工厂需要全套设备,而且机器故障时也需要备件。有时,外国机器的备件可在苏联生产,但这也带来更多的无效率与新的缺陷。窃取与抄袭的策略始终运作得不够好,不足以让苏联军方的领导人相信他们有稳定供给的优质晶片,因此他们尽量减少在军事系统中使用电子产品与电脑。

西方花了很久的时间才意识到苏联窃取的规模有多大。1965年,KGB刚派维特洛夫去巴黎时,几乎没有人知道技术局的存在。维特洛夫与同事常以苏联外贸部官员的身分从事卧底工作。苏联特务造访外国的研究实验室,结识企业高管,并试图窃取外国产业的秘密时,看起来就像外贸官员从事日常工作一样。

要不是维特洛夫搬回莫斯科后,决定为原本枯燥的生活增添一些诡谲色彩,技术局的运作可能依然是国家机密。1980年代初期,维特洛夫的职涯停滞不前,婚姻破裂,生活分崩离析。他虽然是像007一样的间谍,但伏案的工作比庞德多,喝的马丁尼比庞德少。他决定寄一张明信片给一位巴黎的熟识,为生活增添点乐趣。据他所知,那位熟识7与法国的情报机构有联系。

不久,维特洛夫就把几十份有关技术局的文件交给身在莫斯科的法国间谍联络人。法国情报单位为他取的代号是「再会」(Farewell)。总计他似乎提供了数千页KGB的文件,一个专门窃取西方产业机密的庞大官僚机构就这样曝光了。这个官僚机构有一个关键的优先要务:「先进的微处理器」。苏联不仅在这方面缺乏熟练的工程师,也缺乏设计先进处理器所需的软体,以及生产处理器所需的设备。西方间谍这下子才惊觉,8苏联窃取的资料量有多庞大。

维特洛夫从会见法国特务的例常活动中,找到了新的乐趣,但他并没有因此获得成就感。法国人送他国外寄来的礼物,让他去讨情妇欢心,但维特洛夫真正想要的是妻子的爱。他的幻想变得愈来愈严重。1982年2月22日,维特洛夫告诉儿子自己打算与情妇断绝关系后,把车子停靠在莫斯科的环城公路边,在车内捅了情妇好几刀。他被警方逮捕后,KGB才意识到他背叛了国家,把技术局的机密泄露给西方情报机构。

法国迅速与美国及其他盟国的情报机构分享了维特洛夫的相关资讯。雷根政府为此发起了外流行动(Operation Exodus),加强对先进技术的海关检查。到1985年,该计划已查获了价值约6亿美元的商品,并逮捕了约1000人。在半导体方面,雷根政府宣称,已经阻止「美国技术大量外流到苏联」,但那番说法可能夸大了更严格管制的影响。苏联的「抄袭」策略其实对美国有利,因为那确保了苏联的技术持续落后美国。1985年,美国中情局仔细研究了苏联的微处理器,发现苏联生产的晶片完美复制了英特尔与摩托罗拉的晶片,他们的技术9总是落后美国五年。

26 抵销策略的影响

 

 

苏联元帅尼古拉.奥加可夫(Nikolai Ogarkov)预测,「远距、高度精准、终端导引战斗系统,无人机,以及全新的电子控制系统」,将把一般炸药转变成1「大规模毁灭性武器」。1977年到1984年,奥加可夫担任苏联军队的总参谋长。他在西方最出名的事迹,是在1983年苏联意外击落一架来自南韩的民航客机后,领导媒体攻势。他非但没认错,还谴责那架飞机的机长是在执行「深思熟虑、计划缜密的情报任务」,并宣称那架客机遭到击落2是「自找的」。这种说法不太可能让奥加可夫在西方获得任何朋友,但他可能也觉得无所谓,毕竟他的人生目标是准备与美国开战。

在冷战初期的关键技术研发竞赛中,苏联一直与美国并驾齐驱,建造了强大的火箭与庞大的核武储备。如今电脑运算力取代了火力。说到支撑这种新军力的矽晶片,苏联已远远落后。1980年代流行的一个苏联笑话是这样说的,一位苏联官员自豪地宣布:「同志,我们打造出全球最大的微处理器了!」

以坦克或军队数量等传统指标来看,1980年代初期的苏联3享有明显的优势,但奥加可夫有不同的看法:质比量更重要。他非常注意美国的精准打击武器所带来的威胁。奥加可夫对任何愿意倾听的人说,结合更好的监视与通讯工具,精准打击数百英里、甚至数千英里外目标的能力,正带来一场4「军事技术革命」。在越南上空,真空管导引的麻雀飞弹错失九成目标的日子早已不复见。苏联的坦克数量远比美国多,但奥加可夫意识到,与美国战斗时,他的坦克很快就会变得远比美国脆弱。

5裴瑞的「抵销战略」奏效了,而苏联无法回应。它缺乏美国与日本晶片制造商所生产的微电子与运算力。泽列诺格勒与其他的苏联晶片制造厂都跟不上。裴瑞鼓吹国防部接受摩尔定律,苏联的晶片制造业却因能力匮乏,而要求该国的武器设计师尽可能少用复杂的电子设备。在1960年代,这是可行的方法,但是到了1980年代,这种不愿跟上微电子进步的做法,使苏联的系统将维持在「智障」状态,但美国的武器正朝着「智慧化」发展。1960年代初期,美国在义勇兵二型导弹上安装了一台由德仪晶片启动的导引电脑,但苏联直到1971年才测试第一个内建积体电路的6飞弹导引电脑。

由于习惯了劣质的微电子产品,苏联导弹的设计者精心设计出变通办法。他们连输入导引电脑的数学运算也比较简单,以便尽量减少导引电脑承受的压力。苏联的弹道飞弹通常是根据特定的飞行路线飞向目标,万一飞弹偏离预先设定的路线,导引电脑会调整飞弹,使它回归预定的路线。相反的,1980年代的美国飞弹是7自行运算出到达目标的路径。

1980年代中期,据公开的估计,美国新型MX飞弹落在离目标364英尺(约110米)范围内的机率是50%。根据一位前苏联国防官员的估计,与新型MX飞弹大致相当的苏联飞弹SS-25,平均落点离目标是在1200英尺内(约366米)。在冷战时期军事规划者的严格标准下,这种几百英尺的差距非常重要。要摧毁一座城市很容易,但美苏两个超级大国都想拥有摧毁对方核武库的能力。即使是核弹头,也需要有不错的直接命中率,才能破坏坚固的飞弹发射室。只要有足够的直接命中率,一方就有可能在先制打击(first strike)中削弱对方的核武力。最悲观的苏联估计显示,如果美国在1980年代发动核武先制打击,它可以摧毁898%的苏联洲际弹道飞弹(ICBM)。

苏联没有任何犯错的余地。苏联军方还有另两个可对美国发动核武攻击的系统:远程轰炸机与飞弹潜舰。一般普遍认为,轰炸机队是最弱的运载系统,因为它们起飞不久就很容易被雷达侦测到,并在发射核武之前遭到击落。相较之下,美国的核飞弹潜艇几乎侦测不到,因此可说是所向无敌。苏联潜艇的安全性较低,因为美国正学习运用运算力,使潜艇侦测系统变得更加精准。

寻找一艘潜艇的挑战,在于了解声波的杂音。声音从海底以不同的角度反弹,并在水中以不同的角度折射,端看水温或鱼群的存在而定。1980年代初期,美国公开承认它把潜艇感测器插入Illiac IV超级电脑——那是最强大的超级电脑之一,也是第一个使用记忆体晶片的超级电脑,是快捷半导体制造的。Illiac IV超级电脑与其他的处理中心透过卫星,连上船舰、飞机、直升机上的许多感测器,9就能追踪苏联潜艇。所以苏联潜艇很容易被美方侦测到。

奥加可夫计算数字后推论,美国在导弹精准度、反潜作战、监视,以及指挥与控制方面都享有半导体优势,那项优势可让美国发动的先发突袭威胁到苏联核武库的存续。核武应当是最终的保险措施,但诚如一位将军所说的,苏联军队现在感到10「在战略武器方面明显落后」。

苏联军方的领导人也担心爆发常规战争。军事分析家以前认为,苏联在坦克与军队数量上的优势,让它在常规战争中享有明确的优势。然而,首次在越南上空使用的铺路雷射导引炸弹,已经搭配了一套新的导引系统。战斧巡弋飞弹可以深入苏联的领土。苏联的国防规划者担心,美国的常规武装巡弋飞弹与隐密轰炸机可能会使苏联无法指挥与控制其核武。这个挑战直接威胁到11苏联的生存。

苏联希望重振其微电子业,但不知道该怎么做。1987年,苏联领导人戈巴契夫造访泽列诺格勒,并呼吁该市的工作要12有更多的纪律。纪律是矽谷成功的一部分,从斯波克对生产力的执着以及葛洛夫的偏执即可见一斑。然而,光靠纪律并无法解决苏联的基本问题。

其中一个问题是政治干预。1980年代末期,13奥索金被里加的半导体厂解雇。起因是KGB曾要求他开除几名员工,其中一人寄信给捷克斯洛伐克的一名女子,另一人拒绝担任KGB的线民,第三人是犹太人。当奥索金拒绝惩罚这些工人的「罪行」时,KGB开除了他,并试图解雇他的妻子。在正常情况下,设计晶片已经够难了。一边设计晶片,还要一边对抗KGB,更是不可能。

第二个问题是对军事客户的过度依赖。美国、欧洲、日本有蓬勃的消费市场推动了晶片需求。民用半导体市场帮忙资助了半导体供应链的专业分工,创造出有各种专业的公司,从超纯矽晶圆到微影成像设备中的先进光学技术,都有专业的公司。苏联几乎没有消费市场,所以它生产的晶片只有西方产量的一小部分。一位苏联的消息人士估计,光是日本在微电子方面的资本投资就是14苏联的八倍。

最后一个挑战是,苏联15缺乏国际供应链。矽谷借由与美国的冷战盟友合作,打造出一种超有效率的全球化分工。日本引领了记忆体晶片的生产,美国生产较多的微处理器,日本的Nikon与Canon以及荷兰的ASML瓜分了微影成像设备市场。东南亚的工人包办了大部分的最后组装。美国、日本、欧洲的公司在这种分工中争夺地位,但它们都因为能够把研发成本分摊到一个远比苏联还大的半导体市场上而受益。

苏联只有几个盟友,而且盟友大多没什么帮助。以苏联主导的东德为例,其晶片业的先进程度堪比泽列诺格勒。1980年代中期,东德凭着精密制造的悠久传统,以及耶拿市(Jena)的蔡司公司所生产的世界先进光学元件,为了重振其半导体业而放手一搏。1980年代末期,东德的晶片16产量迅速成长,但该产业只能生产先进度不如日本的记忆体晶片,而且价格还是日本的十倍。先进的西方制造设备依然难以取得,而且东德也没有矽谷企业在亚洲各地雇用的廉价劳力。

苏联振兴其晶片制造商的努力彻底失败了。即使有大规模的间谍活动,又把大量资金挹注在泽列诺格勒那样的研究设施中,苏联与其社会主义的盟友依然赶不上西方。就在苏联回应裴瑞的「抵销」策略开始平息下来之际,世界在波斯湾战场上赫然瞥见了战争的未来。

27 战争英雄

 

 

1991年1月17日的清晨,第一批美国F-117隐密轰炸机从沙乌地阿拉伯的空军基地起飞,黑色的机身迅速隐匿在黑暗的沙漠空中,目标是巴格达。自越战以来,美国还没打过大规模的战争,但现在美军在沙乌地阿拉伯的北部边境部署了数十万人及数万辆坦克,等候高层发出冲锋向前的命令。数十艘海军舰艇在近海部署,舰上的火炮与飞弹炮台瞄准了伊拉克。领导这次进攻的美国将军诺曼.史瓦兹柯夫(Norman Schwarzkopf)曾是训练有素的步兵,1在越南服役两次。这次,他依赖距外武器(stand-off weapons)来发动先制打击。

位于巴格达拉希德街(Rashid Street)的12层高电话局大楼,是美方认为唯一有足够的重要性,值得派出两架F-117战机去攻击的目标。史瓦兹柯夫将军的作战计划是摧毁那栋大楼,破坏伊拉克的部分通讯基础设施。这两架飞机锁定了轰炸目标,发射2000磅的铺路雷射导引炸弹。飞弹贯穿了那栋建筑,大楼起火燃烧。突然间,CNN驻巴格达记者的电视讯号消失了。史瓦兹柯夫派出的飞官命中目标。几乎同时,从近海的海军舰艇上发射的116枚战斧巡弋飞弹,击中了巴格达内部及周围的目标。2波斯湾战争就此开打。

美军第一批空袭的目标包括一座通讯塔、一个军事指挥所、空军总部、发电厂,以及海珊的度假行馆。目的是让伊拉克迅速陷入群龙无首的状态,切断他们的通讯,限制他们追踪战况或3与部队沟通的能力。不久,伊拉克的军队就开始混乱地撤退。CNN播放了数百枚炸弹与飞弹袭击伊拉克坦克的影片。战争看起来像电玩影像,但在德州观察这一切的沃德知道,这种充满未来感的前卫技术其实可追溯到越战。

击中巴格达电话局的铺路雷射导引炸弹所使用的基本系统设计,与1972年摧毁颔龙桥的4第一代铺路雷射导引炸弹相同。那是以几个电晶体、一个雷射感测器,以及绑在老式「智障型」炸弹上的一对尾翼制成的。到了1991年,德仪已多次更新铺路雷射导引炸弹,每次新版都以更先进的电子设备取代原有的电路,减少元件数量,提高可靠性,并增添新功能。波斯湾战争开打时,铺路雷射导引炸弹已成为军方的首选武器,原因与整个电脑业普遍采用英特尔的微处理器相同:大家都懂这种炸弹,易于使用,成本较划算。铺路雷射导引炸弹一直很便宜,但在1970年代与80年代期间又变得更便宜了。由于成本低,每个飞行员在训练演习中都投过铺路雷射导引炸弹。此外,这种炸弹也有多种用途。目标不需要事先选定,可以在战场上选择。而且,击中率几乎和电视上看到的一样好。空军战后做的研究发现,非精准打击军火的命中率,远低于飞行员宣称的命中率;而像铺路雷射导引炸弹这种精准打击军火的命中率,其实比宣称的命中率还高。相较于无导引炸弹的同类飞机,使用雷射导引来投掷炸弹的飞机,5击中目标的机率是13倍。

事实证明,空军战力是美军在波斯湾战争中胜出的决定性因素,不仅摧毁了伊拉克军队,也把美国的伤亡降到最低。沃德因发明铺路雷射导引炸弹,改进其电子设备,以及降低其成本(如他最初承诺那样,不会比一辆老车还贵),而荣获奖项。美国军方以外的人过了几十年才意识到,铺路雷射导引炸弹与其他类似的武器是如何改变战争的。但用过这些炸弹的飞行员都知道,这种炸弹有多大的变革意义。一名空军军官在国防部的颁奖典礼上告诉沃德:「约有一万名美国人因你发明的这些炸弹6而免于丧命。」先进的微电子技术与炸弹上增添的尾翼,彻底改变了军力的性质。

裴瑞目睹波斯湾战争开打时,他知道雷射导引炸弹只是积体电路彻底改变的数十种军事系统之一。它们让系统提供更好的监视、通讯与运算力。波斯湾战争可说是裴瑞的「抵销战略」的第一次重大考验。那个战略是越战之后设计出来的,但从未在大规模的战役中部署过。

在越战之后的那几年,美国军方仍持续讨论军方的新能力,但许多人没把那些能力当一回事。指挥越战的魏摩兰将军等军事领导人承诺,未来的战场是自动化的。然而,尽管美国相对于北越有普遍的技术优势,美军在越战中依然惨败收场。既然如此,那为什么后来更强大的运算力会改变局势呢?1980年代,除了针对利比亚、格瑞那达等三流对手展开几次小规模的行动以外,美军基本上都待在军营里。没有人确切知道国防部的先进设备在真正的战场上会有什么表现。

精准打击武器摧毁伊拉克的建筑物、坦克、机场的影片,让人无法否认一件事:战争的性质正在改变。即便是以前在越战中错失多数目标的真空管型响尾蛇空对空飞弹(Sidewinder air-to-air missiles),现在也升级改采更强大的半导体导引系统。它们在波斯湾战争中的击中率是越战的6倍。

裴瑞在1970年代末期鼓吹国防部开发的新技术,效果甚至超出他自己的预期。伊拉克的军队配备了苏联的国防业所生产的一些最佳装备,但是面对美国的攻击时完全束手无策。裴瑞宣称:「7高科技奏效了。」一位军事分析家向媒体解释:「这是靠资讯化的武器取胜,而不是靠军火数量取胜。」《纽约时报》的新闻标题写道:「这是矽对钢的胜利」。另一篇报导的标题写道:8「电脑晶片或成战争英雄」。

苏联也感受到铺路雷射导引炸弹与战斧巡弋飞弹的爆炸威力,他们的感受跟巴格达现场的感受一样强烈。一位苏联的军事分析家宣称,这场战争是「技术行动」。另一位军事分析家指出,这是「一场有关无线电波的战争」。而战争的结果果然不出奥加可夫所料——伊拉克轻易被击败。苏联的国防部长德米特里.亚佐夫(Dmitri Yazov)坦承,波斯湾战争让苏联开始担心自己的防空能力。谢尔盖.阿赫罗梅耶夫元帅(Sergey Akhromeyev)原本预测这是一场旷日持久的冲突,但伊拉克的迅速投降证明他的预测有误,9让他相当尴尬。CNN的影片显示,美国的炸弹在空中自动导引,击穿伊拉克建筑物的墙壁,证明了奥加可夫对战争未来的预测。

28 「冷战结束,你们赢了」

 

 

1980年代,索尼的盛田昭夫忙着跑遍世界各地,与季辛吉共进晚餐,在奥古斯塔高尔夫球俱乐部打球,与三边委员会*1(Trilateral Commission)等组织里的全球精英密切交流。在全球舞台上,大家把他视为商业先知,以及日本这个正在崛起的世界经济强国代表。盛田昭夫觉得「日本第一」是一个很容易相信的概念,因为他正身历其境。拜索尼的随身听及其他的消费电子品所赐,日本蓬勃发展,盛田昭夫也成了富豪。

接着,1990年,危机来袭。日本的金融市场崩盘了,经济陷入严重衰退。不久,东京股市的交易价格暴跌至1990年的一半,东京的房地产跌得更厉害,日本的经济奇迹似乎戛然而止。与此同时,美国在商业与战争方面都在复兴。短短几年内,「日本第一」的概念似乎不再精确。日本经济低迷的研究案例,是曾被誉为日本工业实力典范的半导体业。

当时69岁的盛田昭夫眼睁睁地看着日本的财富与索尼的股价下滑。他知道日本这个国家的问题比其金融市场更为严重。在那之前的十年里,盛田昭夫一直告诫美国人,他们需要提高产品的品质,而不是把焦点放在金融市场的「金钱游戏」上。然而,随着日本股市的崩盘,该国自诩的长期思维看起来也不再那么有远见了。日本表面上的主导地位,是建立在政府支持的过度投资上,但这种基础是1不可能长久延续下去的。廉价资金让半导体业者可以持续兴建新厂,但也导致厂商比较少考虑获利,只在乎产出。即使美光与南韩三星等成本较低的厂商2削价竞争,日本最大的半导体公司仍在DRAM生产上加倍下注。

日本媒体也意识到半导体业有过度投资的问题,报纸标题警告「不计后果的投资竞争」及「他们停不了的投资」。日本记忆体晶片厂的执行长明知新厂没有盈利,却依然不断兴建新厂。日立的一位高管坦言:「如果你开始担心」过度投资,3「晚上就睡不着觉了」。只要银行继续放贷,执行长继续花钱建厂比承认他们找不到获利方法来得容易。1980年代,美国资本市场的利率很高,不像是一种优势,但这种失去融资的风险帮美国公司时时提高警觉。日本的DRAM厂商如果也有葛洛夫那种偏执心态,或像辛普洛那样了解大宗商品市场的波动,应该会受益良多。但他们都把资金倾注在同一市场中,这导致业者几乎都赚不到大钱。

索尼在日本半导体业中是独特的,它从来没有重押在DRAM上,而是开发出创新的新产品,例如影像感测器的专门晶片。光子撞击矽时,这些晶片会产生与光强度有关的电荷,让晶片把影像转换成数位资料。因此,索尼在引领数位相机革命方面处于有利的地位,该公司的影像感测晶片如今依然是世界一流的。即便如此,索尼4并未削减亏损部门的投资,所以1980年代初期的获利能力开始大幅下滑。

日本的大型DRAM厂商大多没有善用它们在1980年代的影响力来推动创新。1981年,在DRAM巨擘东芝,中阶工厂管理者舛冈富士雄开发出一种新型的记忆体晶片。这种晶片与DRAM不同,即使在断电后5仍可持续「记忆」资料。东芝忽视了这项发现,所以是英特尔把这种新型的记忆体晶片推向市场,这种晶片通常称为「快闪记忆体」或NAND。

不过,日本晶片公司犯的最大错误,是错过了个人电脑的崛起。日本没有一家晶片巨擘能模仿英特尔转型生产微处理器,或掌握个人电脑的生态系统。只有NEC一家日本公司真的尝试过,但它在微处理器市场上只获得极小的市占率。对葛洛夫与英特尔来说,从微处理器获利是攸关生死存亡的大事。日本的DRAM公司因为拥有庞大的市占率又没什么资金限制,而一直忽视微处理器的市场,直到为时已晚。因此,个人电脑革命的主要受益者是美国晶片公司。日本股市崩盘时,日本在半导体业的主导地位已经受到侵蚀。1993年,美国重新夺回半导体出货量的冠军宝座。1998年,南韩企业超越日本,成为全球最大的DRAM厂商,日本的市占率则从1980年代末期的90%,6降到1998年的20%。

日本在半导体领域的雄心,支撑了该国不断坐大的全球地位意识,但这个基础如今看来相当脆弱。在《一个可以说NO的日本》中,石原慎太郎与盛田昭夫认为,日本可以利用晶片优势来影响美国与苏联。但是战争最终在出乎意料的波斯湾战场上爆发时,美国的军力令多数的观察家感到震惊。在数位时代的第一场战争中,有28国派兵去波斯湾,将伊拉克的军队逐出科威特,但日本拒绝加入这28国的行列。相反的,日本参与的方式是为联军提供资金,以及7支持伊拉克的邻国。当美国的铺路雷射导引炸弹轰炸伊拉克的坦克纵队时,日本这种金融外交显得软弱无力。

1993年盛田昭夫中风,造成严重的健康问题。他淡出了大众的视线,在夏威夷度过余生的大部分时间,并于1999年过世。盛田昭夫的合著者石原慎太郎始终坚称,日本需要在世界舞台上确立自己的地位。他就像坏掉的唱盘一样,一再老调重谈,在出版《一个还是说NO的日本》(The Japan That Can Say No Again)几年后,又出版《一个可以说NO的亚洲》(The Asia That Can Say No)。但是,对多数的日本人来说,石原慎太郎的观点已经失去意义了。1980年代,他正确地预测到晶片会塑造军事平衡,并界定技术的未来。但他错误地认为,这些晶片会在日本制造。1990年代,面对美国的复兴,日本的半导体公司持续萎缩。日本挑战美国霸权的技术基础开始崩解。

与此同时,美国另一个仅剩的真正挑战者也正走向崩溃。1990年,苏联的领导人戈巴契夫意识到,透过命令与「抄袭」战略来克服技术落后已经无望了,他正式到矽谷参访。矽谷的科技大亨以沙皇等级的盛宴款待他。惠普的普克德与苹果的史蒂夫.沃兹尼亚克(Steve Wozniak)坐在戈巴契夫的旁边,与他共享美酒佳肴。戈巴契夫毫不掩饰他决定造访加州湾区的原因。他在史丹佛大学的演讲中宣称:「未来的概念与技术都是在加州诞生的。」这正是奥加可夫元帅十多年来一直提醒苏联领导人的事情。

戈巴契夫承诺从东欧撤出苏联军队、结束冷战,他希望美国拿技术出来作为交换条件。他会见美国的科技业高管时,鼓励他们到苏联投资。戈巴契夫造访史丹佛大学时,在校园里与观众击掌。「冷战已经过去了,」他在史丹佛对听众说,「8我们别再争论谁赢了。」

但究竟是谁赢了,以及为什么赢了,其实很显而易见。奥加可夫早在十年前就发现了这个趋势,虽然当时他希望苏联能克服那趋势。他就像苏联其他的军事领导人一样,随着时间的推移,变得愈来愈悲观。早在1983年,奥加可夫就曾私下告诉美国记者莱斯.盖尔布(Les Gelb):「冷战结束了,你们赢了。」苏联的火箭威力一如既往地强大,苏联仍然有全球最大的核武库。但它的半导体生产跟不上,电脑业落后,通讯与监控技术发展迟缓,如此衍生的军事后果惨不忍睹。奥加可夫向盖尔布解释:「所有的现代军力都建立在经济创新、技术、经济实力的基础上。军事技术是以电脑为基础。在电脑方面,你们远远超越我们。在你们的国家,每个小孩9五岁开始就有电脑了。」

美国轻松击地败伊拉克后,强大的新战斗力成了全球有目共睹的焦点。这在苏联军方与KGB内部引发了一场危机。他们觉得很尴尬,却又不敢承认自己在武器方面处于多明显的劣势。苏联的国安领导者主导了一场政变,想推翻戈巴契夫,但政变在三天后宣告失败。对一个曾经强大的国家来说,这是个可悲的结局,它无法接受自己军力的衰退。俄罗斯的晶片业也面临难堪的屈辱,1990年代一家晶片制造厂沦落到为麦当劳的快乐儿童餐生产10玩具的内建晶片。冷战结束了,矽谷赢了。


*1 国际性非政府组织,非党派的讨论性团体,目的是在美洲、欧洲、日本之间建立更紧密的合作关系。

第五部 积体电路,整合世界?


29 在台湾建立半导体产业

 

 

1985年,台湾位高权重的李国鼎部长请张忠谋到他的台北办公室。这时距离李国鼎当初说服德州仪器来台湾建立第一座半导体厂,已过了近20年。在那之后的20年间,李国鼎与德仪的领导者建立了密切的关系。每次他前往美国都会拜会海格底与张忠谋,并说服其他的电子公司效仿德仪来台湾设厂。1985年,他聘请张忠谋来领导台湾的晶片业。「我们想在台湾推动半导体业的发展,」他告诉张忠谋,「告诉我,1你需要多少钱。」

「全球化」一词是在1990年代开始被普遍使用,然而晶片业从快捷半导体成立不久之后就开始依赖国际生产与组装了。1960年代以来,台湾刻意融入半导体的供应链,以此提供就业机会、获得先进技术、强化台美安全关系。张忠谋在台湾政府的大力支持下创立了台积电。1990年代,在台积电崛起的推动下,台湾的重要性开始增加。

1985年,台湾政府请张忠谋来领导台湾最顶尖的电子研究机构时,台湾是组装半导体设备的亚洲领先国家之一(组装工作包括测试国外制造的晶片,并把晶片装在塑胶或陶瓷封装上)。台湾政府曾尝试从美国的RCA公司取得半导体制造技术的授权,并在1980年成立晶片制造厂联华电子(UMC),但该公司的能力2仍远远落后于先进技术。台湾有许多半导体业的就业机会,但只分到一小部分的利润,因为晶片业的多数利润是由设计及生产最先进晶片的公司获得。像李国鼎这样的官员知道,只有当台湾不再只是组装其他地方设计及制造的元件时,台湾的经济才会持续成长。

1968年,张忠谋第一次造访台湾时,台湾正与香港、南韩、新加坡、马来西亚竞争。到了1980年代,三星与南韩的其他大财团正把大量资金投入最先进的记忆体晶片。新加坡与马来西亚正试着复制南韩的转变(从组装半导体变成制造半导体),但成效不如三星。台湾必须不断地提升能力,才能维持它在半导体供应链最底层的地位。

最大的威胁是来自中国。在台湾海峡的对岸,毛泽东于1976年过世,降低了中国即将犯台的威胁。但中国现在构成了一种经济挑战。毛泽东过世后,新的领导阶层为了让中国融入全球经济,开始吸引一些当初台湾用来脱贫的基础制造与组装工作。由于中国的工资较低,又有成千上百万的乡下人渴望放弃勉强为生的农业,转往工厂工作,所以中国进入电子组装业可能导致台湾退出市场。台湾官员向来访的德仪高层抱怨道,中国的威胁3相当于「经济战」。台湾不可能在价格上与中国竞争,必须自己生产先进技术。

于是,李国鼎找上了当初帮忙把半导体组装带来台湾的张忠谋。张忠谋在德仪工作20多年后,于1980年代初期离开德仪。他后来说,他之所以离开德仪,是因为被排除在执行长接班人选之外,4「被派到不重要的职位」。他花了一年在纽约经营通用仪器公司(General Instrument),但因为对工作不满意,很快就辞职了。他在第一线参与建立全球的半导体业,德仪超高效率的制程是他在提高良率方面不断实验及运用专业的成果。他想在德仪担任的职位(执行长),可让他跻身整个晶片产业的领导者,与诺伊斯或摩尔的地位相当。因此,当台湾政府打电话请他为台湾打造晶片业,并开出空白支票要资助这项计划时,张忠谋觉得这个提议很有意思。当年54岁的张忠谋正在寻找新的挑战。

虽然多数人说张忠谋是「回到」台湾,但他与台湾最紧密的关连,是他帮忙设立的德仪组装厂,以及台湾自己宣称的中国正统政权:中华民国政府。张忠谋是在中华民国政府统治中国的时期,在中国成长,但他逃离中国近40年后才再度造访。直到1980年代中期,张忠谋居住最久的地方是德州,他因在德仪从事国防相关工作而握有美国的安全许可资格。可以说,他比较像德州人,而不是台湾人。他后来回忆道:「5台湾对我来说是个陌生的地方。」

然而,为台湾打造半导体业,听起来是令人振奋的挑战。台湾政府聘请他担任工业技术研究院的院长,使他处于台湾晶片开发的核心。政府提供资金的承诺,也使这项任务显得更有吸引力。身为台湾半导体业的实质负责人,张忠谋除了听命于李国鼎等部长以外,不必对任何人负责,而李国鼎也承诺给他6很大的发挥空间。德仪从未开过这种空白支票,张忠谋知道他需要很多资金,因为他的商业计划是以一个激进的概念为基础。那个概念要是成功的话,将会颠复电子业,并让他与台湾掌控全球最先进的技术。

早在1970年代中期,张忠谋还在德仪工作时就思索过一个概念:创立一家半导体公司,生产客户设计的晶片。当时,像德仪、英特尔、摩托罗拉等晶片公司大多生产自己设计的晶片。1976年3月,张忠谋向德仪的其他高层建议这种新的商业模式。他向德仪的同仁解释,「低成本的运算力,将打开大量的新应用,是7目前的半导体所无法支援的」,为晶片创造出新的需求来源。晶片很快就会运用到所有领域,从手机到汽车再到洗碗机,无一不包。他认为,生产这些产品的公司缺乏生产半导体的专业知识,所以他们比较希望把晶片制造外包给专业厂商。此外,随着技术的进步与电晶体的缩小,制造设备与研发的成本将会提高。只有生产大量晶片的公司才具有成本竞争力。

然而,德仪的其他高阶主管并未被他的概念说服。当时是1976年,每家设计晶片的公司都有晶圆制造厂,但张忠谋张预测「无晶圆厂」(fabless)的公司很快就会出现。那时德仪的获利很好,所以押注在还不存在的市场是很冒险的做法,所以那个概念后来不了了之。

但张忠谋从未忘记晶圆代工的概念。他认为,随着时间的推移,这种概念正渐趋成熟,尤其是在康维与米德的晶片设计革命,使晶片设计与晶片制造的分离变得更加容易以后(他们认为那将为半导体业创造出一个古腾堡时刻)。

台湾也有一些电子工程师抱持类似的概念。1980年代中期,协助管理台湾工研院的史钦泰曾邀请米德来台湾分享他对半导体业的古腾堡构想。因此,晶片设计与晶片制造分离的概念,在李国鼎开出空白支票请张忠谋来打造台湾的晶片业以前,8已经在台湾酝酿好几年了。

李国鼎履行了承诺,为张忠谋起草的商业计划筹集资金。台湾政府为台积电提供了48%的创业资金,唯一要求的条件是张忠谋必须找一家外国晶片公司提供先进的生产技术。德仪与英特尔的前同事都拒绝了张忠谋,摩尔告诉他:「你提过很多好主意,9但这个概念不算。」不过,张忠谋说服了荷兰的半导体公司飞利浦出资5800万美元,并转移其生产技术及授予智慧财产权,以换取10台积电27.5%的股份。

其余的资金是向台湾的富豪募集,他们是被台湾政府「要求」投资的。张忠谋解释:「通常是政府的部会首长打电话给台湾的企业家,请他投资。」政府请台湾几个最富有的家族出资,这些家族拥有专门从事塑胶、纺织、化工的公司。一位企业家跟张忠谋会面三次后,拒绝投资,台湾的行政院长直接打电话给那位吝啬的企业家,提醒他:「过去20年,政府一直对你很好,你最好现在就为政府做点什么。」张忠谋成立晶片代工厂的支票很快就到位了。政府也为台积电提供丰厚的税赋优惠,确保该公司有足够的资金做投资。打从创立之初,台积电就不是一家真正的民营企业,而是11台湾政府的专案。

台积电早期成功的一个关键因素,是12与美国晶片业的紧密关连。该公司的多数客户是美国的晶片设计公司,许多高层员工曾在矽谷工作。1991年至1997年,张忠谋聘雇德仪的另一位前高阶主管唐.布鲁克(Don Brooks)担任台积电的总经理。布鲁克回忆道:「向我汇报的下属,亦即我下面两级的员工,大多有在美国工作的经验。他们在美国时,曾在摩托罗拉、英特尔或德仪工作过。」1990年代的大部分时间,台积电有一半的业绩是来自美国公司。与此同时,台积电的多数高阶主管都在美国的大学拿过博士学位。

这种共生关系13让台湾与矽谷双双受惠。在台积电出现以前,几家主要位于矽谷的小公司曾尝试在晶片设计方面开创事业,它们把晶片制造外包,避免自己建造晶圆厂的成本。这些「无晶圆厂」的公司有时能说服有闲置产能的大型晶片制造商来生产他们的晶片。然而,大型的晶片制造商有自己的生产计划,这些小公司面对大厂时一直处于次要地位。更糟的是,它们始终面临一种风险:生产伙伴可能窃取他们的设计概念。而且各大晶片制造商的制程略有不同,它们也必须掌握那些差异。不建造晶圆厂可以大幅降低创业成本,但依赖竞争对手制造晶片始终是一种有风险的商业模式。

台积电的成立,让所有的晶片设计公司有一个可靠的合作伙伴。张忠谋承诺台积电永远不会设计晶片,只专注于制造晶片。台积电不与客户竞争,只要客户成功,台积电就会成功。十年前,米德预言晶片制造业会出现古腾堡时刻,但有一个关键差异。当时的德国印刷商曾试图垄断印刷业,但失败了。他无法阻止他的技术在欧洲迅速传播,让作家与印刷店都受益。

在晶片业,张忠谋的代工模式借由降低创业成本,促成了数十家新「作者」,也就是无晶圆厂的晶片设计公司,这些公司把运算力嵌入各种设备中,借此改变了科技业。然而,「创作」的普及与数位印刷术的垄断是一起发生的。晶片制造的规模经济需要不断的产业整合。哪家公司生产的晶片量最多,它就有内在的优势,可提升良率,并把资本投资的成本分摊给更多的客户。台积电的事业在1990年代蓬勃发展,其制程不断地改进。张忠谋想成为数位时代的古腾堡,最后他的影响力是更加无比地强大深远。当时几乎没有人意识到,张忠谋、台积电,以及台湾正逐渐主导世界最先进晶片的生产。

30 「所有人都必须制造半导体」

 

 

1987年,张忠谋创立台积电那年,在台积电西南方几百英里外的地方,当时还不为人知的工程师任正非成立了一家电子贸易公司,名叫华为。台湾是个抱负远大的小岛,它不仅与全球最先进的晶片公司有深厚的关连,还有成千上万名曾在史丹佛与柏克莱接受教育的工程师。相较之下,中国有庞大的人口,但贫困又技术落后。不过,新的经济开放政策使贸易蓬勃发展,尤其是透过香港进口或走私货物。华为的发源地深圳,就坐落在香港边境的另一端。

在台湾,张忠谋的目标是制造全球最先进的晶片,并把矽谷巨擘变成客户。在深圳,任正非是从香港购买廉价的电信设备,然后以较高的价格在中国各地出售。他交易的设备是使用积体电路,但是想自己生产晶片似乎是很荒谬的想法。1980年代,在电子工业部部长(后来的国家主席)江泽民的领导下,中国政府把电子产品列为优先产业。当时,中国国产最先进、应用最广的晶片是DRAM,其储存量与英特尔在1970年代初期向市场推出的第一款DRAM1大致相同,由此可见中国的技术落后先进科技十几年。

要不是共产党的统治,中国可能会在半导体业扮演更大的角色。积体电路发明时,中国拥有许多帮助日本、台湾、南韩吸引美国半导体投资的要素,例如庞大的低成本劳力、受过良好教育的科学精英。然而,中共于1949年获得政权后,对外国关系抱持怀疑态度。对张忠谋这样的人来说,在史丹佛大学完成学业后要是回到中国,不只会面临贫困,可能还会遭到监禁甚至丧命。革命前中国大学的许多优秀毕业生,最终在台湾或加州工作,为中国的主要竞争对手打造了电子实力。

与此同时,中国的共产党政府犯下了跟苏联一样的错误,但形式上更为极端。早在1950年代中期,中国官方就把半导体设备列为科研重点。不久,他们就开始号召北京大学与其他科学中心的研究人员贡献技术,其中包括革命前曾在柏克莱、麻省理工学院、哈佛或普渡大学求学的科学家。1960年,中国在北京成立第一个半导体研究所。约莫同一时间,中国开始制造简单的电晶体收音机。1965年,在诺伊斯与基尔比发明积体电路五年后,中国的工程师制造出2第一块积体电路。

然而,毛泽东的激进主义导致中国无法吸引外国投资或做任何先进的科学研究。中国制造出第一块积体电路的隔年,毛泽东把中国带入了文化大革命,他主张破坏社会主义平等的特权,就是来自专业知识。毛泽东的党羽对中国的教育系统开战,成千上万名科学家与专家被迫下乡务农,还有许多人遭到杀害。毛泽东在「在光辉的七二一指示」中强调*1:「学制要缩短,教育要革命,要无产阶级政治挂帅……要从有实践经验的工人农民中间选拔学生,到学校学几年以后,又3回到生产实践中去。」

以教育低落的员工来打造先进产业,这种想法简直是荒谬。更重要的是,毛泽东又把外国技术与思想阻隔在外。美国的限制阻止了中国购买先进的半导体设备,但毛泽东又自己增添了禁运。他希望中国完全自立自强,并指责政治对手试图以外国零组件来污染中国的晶片业,即便中国根本无法自产许多先进的零组件。他的宣传机器呼吁大家,支持「为电子业的独立与自力发展,4进行惊天动地的群众运动」。

毛泽东不只对外国晶片抱持怀疑的态度,有时他也担心所有的电子产品本质上都是反社会主义的。他的政治对手刘少奇赞同「现代电子技术」将「为我们的工业带来大跃进」,并「使中国成为第一个拥有一流电子技术的新工业化社会主义最强国」。毛泽东总是把社会主义与烟囱联想在一起,所以他抨击了这个想法。毛泽东的一位支持者认为,把电子产品视为未来是「反动的」,因为在中国打造一个社会主义的乌托邦时,显然5「只有钢铁业才应该发挥主导作用」。

在1960年代,毛泽东赢了中国半导体业的政治斗争,刻意淡化其重要性,切断中国与外国技术的连结。中国的科学家大多痛恨毛泽东毁了他们的研究与生活,因为毛泽东把他们送到农场去研究无产阶级政治,而不是半导体工程。一位被迫下乡的中国着名光学专家,在等待毛泽东的激进主义平息期间,靠粗粮、水煮白菜、偶尔烤蛇,熬过了农村再教育。当中国的一小批半导体工程师在中国的土地上耕耘时,毛派份子鼓吹中国的工人:「6所有人都必须制造半导体。」仿佛中国每个无产阶级的成员都可以在家里自制晶片似的。

中国有一小块领土逃过了文化大革命的浩劫。香港当时因殖民条款,仍由英国人暂时统治。当多数的中国人认真地背诵毛语录时,香港的工人正在俯瞰九龙湾的快捷工厂里勤奋地组装矽元件。在几百英里外的台湾,多家美国晶片公司的工厂雇用了数千名工人,他们的工作以加州的标准来看,工资算很低,但已经比下乡务农好多了。正当毛泽东把中国为数不多的技术劳工送到农村去接受社会主义再教育时,台湾、南韩,以及整个东南亚的晶片业正把农民拉出农村,让他们在制造厂中做更好的工作。

1970年代初期,随着毛泽东的健康恶化,文化大革命开始式微。共产党领导人终于把科学家从农村召回,他们试着在实验室里收拾残局。然而,中国的晶片业在文化大革命以前就远远落后矽谷,如今更是远远落后邻国。在中国陷入革命混乱的十年间,英特尔发明了微处理器,日本抢占了大部分的全球DRAM市场。中国除了骚扰最聪明的公民以外,什么也没做。因此到了1970年代中期,中国的晶片业深陷于愁云惨雾的状态。「我们生产的每千个半导体中,只有一个是合格的。」1975年,一位党领导者抱怨道,「7报废太多了。」

1975年9月2日,巴丁抵达北京。20年前,他因发明电晶体而与萧克利及布莱顿一起荣获第一座诺贝尔奖。1972年,他成为唯一两度荣获诺贝尔物理学奖的人,这次获奖是因为他在超导理论的研究。在物理界没有人比他更出名,但巴丁仍是1940年代末期那个被萧克利强行盖过锋芒的谦谦君子。临近退休时,他投入更多的时间为美国与外国的大学建立关系。1975年,美国著名的物理学家组成代表团造访中国时,巴丁也应邀参加了。

随着文化大革命接近尾声,中国的领导人试图抛开革命热情,与美国人交好。巴丁造访中国时,毛泽东重病,翌年过世。巴丁的代表团让中国人想起,中美友谊可为中国提供技术。这次美国代表团的访问,象征着中国自文化大革命以来有多大的变化。10年前,这位诺贝尔奖得主应该会被谴责是反革命分子,不会受到北京、上海、南京、西安的顶尖研究机构欢迎。不过即便是现在,毛主义留下的遗毒仍在。美国人被告知,中国科学家之所以没有发表研究成果,是因为他们8反对「自我荣耀」。

巴丁从他与萧克利的共事过程中,了解到一些科学家对自我荣耀的痴迷。萧克利擅自把发明电晶体的功劳全部归功于己,他是杰出的科学家,却是一位失败的企业家。他的例子显示,资本主义与自我荣耀之间的关连,并不像毛主义学说所指的那么简单。巴丁告诉妻子,尽管中国对外号称人人平等,但他发现中国社会的组织很严格,阶级森严。在矽谷找不到像那些监管中国半导体科学家9政治官僚。

巴丁与同行离开中国时,对中国的科学家印象深刻,但中国在半导体制造方面的雄心似乎是无望的。中国完全错过了亚洲的电子革命。从香港到台湾,从槟城到新加坡,矽谷的晶片公司雇用成千上万的工人,他们往往是华裔。1960年代中国一直在谴责资本家,而邻国则是拼命地吸引资本家。1979年的一项研究发现,中国几乎没有商业上可行的半导体生产,10全中国只有1500台电脑。

毛泽东在巴丁造访中国的隔年过世。几年后,邓小平取代旧的独裁者,承诺以「四个现代化」政策来改造中国。不久,中国政府宣布「科学技术」是「四个现代化的关键」。技术革命正在转变世界的其他地方,中国的科学家意识到晶片是这场变革的核心。1978年3月召开的全国科学大会,正值邓小平巩固权力之际。那场大会把半导体设为议程的核心,希望中国能运用半导体的进步,来帮忙开发11新的武器系统、消费电子与电脑。

政治目标很明确:中国需要自己的半导体,不能依赖外国人。《光明日报》在1985年定调,号召读者摒弃「『第一台机器进口,第二台机器进口,第三台机器进口』的套路」,变成「『第一台机器进口,第二台中国制造,12第三台机器出口』」。这种对「中国制造」的痴迷,根植于共产党的世界观,但中国在半导体技术方面已经落后太多了,那是毛泽东的群众动员与邓小平的命令都无法轻易改变的。

中国呼吁大家做更多的半导体研究,但是单靠政府法令,并无法催生科学发明或可行的产业。政府坚称晶片有战略重要性,这导致中国官员试图控制晶片制造,使该产业深陷官僚主义。当任正非这种新兴的企业家在1980年代末期开始创立电子企业时,他们别无选择,只能依赖外国的晶片。中国的电子组装业是建立在国外的矽基础上,那些矽晶片是从美国、日本进口的,而由台湾进口的矽晶片也愈来愈多。中国共产党仍认为台湾是「中国」的一部分,但台湾并不受其控制。


*1 七二一指示是1968年7月21日毛泽东在《人民日报》关于《从上海工具机厂看培养工程技术人员的道路(调查报告)》的编者按清样中加写的一段话,这段话对中华人民共和国高等教育体制产生了重大的影响。

31 「与中国人分享上帝的爱」

 

 

张汝京只是想1「与中国人分享上帝的爱」。《圣经》中并未提到半导体,但张汝京却以传教士般的热情,把先进的晶片制造技术带到了中国。张汝京是虔诚的基督徒,生于南京,长于台湾,曾在德州担任半导体工程师。2000年,他说服中国政府提供他巨额补贴,让他在上海建立半导体代工厂。那座工厂完全按照他的规格设计,甚至2还有一座教堂,这要感谢原本中国抱持无神论的政府给予特别的许可。只要张汝京最终为中国带来现代的半导体制造,中国的领导人愿意一反常态在反对宗教的立场上做出让步。然而,即使有政府的全面支持,张汝京依然觉得他是以小虾米之姿对抗半导体业的大鲸鱼,尤其是台湾的台积电。

晶片制造的版图在1990年代与2000年代发生了巨变。1990年,美国的晶圆厂生产的晶片占全球总量的37%,到了2000年,这个数字降至19%,到了2010年,3更进一步降至13%。日本在晶片制造业的市占率也大幅崩跌。韩国、新加坡、台湾都为本国的晶片业投入大量的资金,并迅速提高产量。例如,新加坡政府与德仪、惠普、日立等公司合作,资助晶圆制造厂与晶片设计中心,在新加坡建立了一个生气勃勃的半导体业。新加坡政府也试图仿效台积电,建立特许半导体(Chartered Semiconductor)4做晶圆代工,但该公司的表现始终不如台湾的竞争对手。

韩国的半导体业表现得更好。1992年,三星取代日本的DRAM厂商,成为世界领先的记忆体晶片制造厂后,在1990年代后面的时间迅速成长。三星因为有政府的正式支持,再加上韩国政府要求韩国银行提供信贷的非官方压力,在DRAM市场上击退了来自台湾与新加坡的竞争。银行的融资很重要,因为三星的主要产品(DRAM晶片)需要强大的财力才能达到每个连续的技术节点,即使在产业陷入低迷时,也必须持续支出。三星电子的一位高层解释:DRAM市场就像是5胆小鬼赛局*1。景气好时,世界各地的DRAM公司都投入资金建造新厂,导致市场产能过剩,压低价格。继续投资的成本高得惊人,但停止投资的话,即使只停一年,也有可能把市占率拱手让给竞争对手,所以没有人想先让步。在竞争对手被迫削减投资后,三星仍有资金继续投资,于是它的记忆体晶片市占率不断成长,6势不可挡。

中国最有可能颠覆半导体业,因为中国在组装电子设备方面角色日益重要,而那些电子设备里都装了晶片。到了1990年代,距离中国第一次投入半导体生产、却不幸被毛泽东的激进主义打断,已经过了几十年。这时的中国已经变成世界工厂,上海、深圳等城市成为电子组装中心,做着几十年前推动台湾经济发展的工作。然而中国的领导人知道,真正的商机在那些驱动电子产品的元件,尤其是半导体。

1990年代,中国的晶片制造力远远落后台湾与韩国,更遑论美国了。虽然中国的经济改革正如火如荼地展开,但走私者发现,把晶片装满行李箱,从香港非法带进中国,7还是有利可图。不过,后来随着中国的电子业日益成熟,走私晶片开始变得不像制造晶片那么有吸引力了。

张汝京觉得把晶片带到中国是他的人生使命。1948年,他生于南京的一个军人家庭,在中共取得政权后,全家逃离中国抵达台湾,当时他年仅一岁。他在台湾的眷村里成长,眷村里的人把台湾视为暂时的居留地,他们预期中华人民共和国将会崩解。然而,这个预期迟迟没有实现,使张汝京这样的人始终处于一种认同危机的状态——他们认为自己是中国人,却生活在一个政治上愈来愈远离自己出生地的岛上。大学毕业后,张汝京赴美,在纽约州水牛城取得硕博士学位后到德仪任职,与基尔比共事。他变成经营晶圆厂的专家,管理德仪从美国到日本、新加坡、8义大利等地的工厂。

中国政府资助国内半导体业的建设,但9早期的成果大多不太理想。有一些工厂建在中国,例如中国的华虹与日本的NEC在上海成立一家合资企业。NEC从中国政府获得丰厚的资金,条件是NEC必须10把技术引进中国。不过,NEC确保那家合资企业是由日本的专家掌权,中国的员工只能做基本的活动。一位分析师指出,「我们不能说这是中国的产业」,那只是一家11「位于中国的晶圆厂」。中国从合资企业中几乎没获得什么专业知识。

2000年,另一家晶片公司宏力半导体在上海成立。这家公司也有类似的组合,混合了外国投资、国家补贴,以及失败的技术转移。宏力半导体是中国国家主席江泽民的儿子江绵恒与台塑集团董事长王永庆之子王文洋12合资成立的。由于台湾在半导体业很成功,吸引台湾人加入中国的晶片业是很合理的想法。此外,有中国国家主席的孩子参与其中,更有助于获得政府支持。该公司甚至以每年40万美元的酬劳聘请小布希总统的胞弟尼尔.布希(Neil Bush)来担任13「商业策略」顾问。这个星光熠熠的领导团队,或许帮宏力半导体抵挡了一切政治麻烦,但公司的技术落后,14又难以获得客户,在中国代工业的市占率从未超过一小部分,在全球的市占率更是微乎其微。

如果说有人能在中国打造晶片业,那非张汝京莫属了。他不必依赖裙带关系或外国协助,打造一家世界级晶圆厂所需的所有知识都已经在他的脑子里了。在德仪工作期间,他为公司在世界各地开设了许多新厂,所以他何不在上海做同样的事呢?2000年,他创立了中芯国际(SMIC),从高盛、摩托罗拉、东芝等国际投资者筹集了15逾15亿美元的资金。一位分析师估计,中芯国际有一半的创业资金是16来自美国投资者。张汝京以这些资金雇用了数百名外国人来经营中芯国际的晶圆厂,其中17至少有400名是来自台湾。

张汝京的策略很简单:照着台积电的方式做。在台湾,台积电雇用它能找到的最佳工程师,最好是曾在美国或其他先进晶片公司任职的工程师。台积电也会购买它买得起的最佳机台,不断地以业界的最佳做法来培训员工。而且台积电也善用了台湾政府提供的所有赋税与补贴优惠。

中芯国际完全依循这套模式,积极从海外晶片制造商吸收人才,尤其是从台湾招募。在成立最初十年的大部分时间,中芯国际有三分之一的工程人员来自海外。分析师傅道格(Doug Fuller)指出,2001年中芯国际雇用了650名本地工程师;从海外招募了393名工程师,大多来自台湾与美国。到了2010年底,约三分之一的工程师是从海外招募。中芯国际甚至打出一句口号:「一个老员工带来两个新员工。」强调中芯国际需要经验丰富的外来人才来18帮助本地工程师学习。中芯国际的本地工程师学得很快,不久就让外界觉得他们的能力不错,开始有外国的晶片制造商来挖角。中芯国际之所以能把技术落实在国内,都要归功于那些曾在国外任职的人才。

中芯国际就像中国其他的晶片新创企业一样,也获得政府的大力支持,例如免征五年的企业所得税;在中国销售的晶片19可减销售税。中芯国际充分利用这些效益,但起初并不依赖这些好处。其他的竞争对手喜欢把焦点放在雇用更多的政要子弟,而不是专注于制造品质;张汝京跟他们不一样,他尽力提高产能,20采用接近顶尖的技术。到了2000年代末期,中芯国际在技术上仅落后全球最顶尖的企业两年,可望成为21世界一流的代工企业,或许最终还可能对台积电构成威胁。张汝京不久就获得一些合约,为前雇主德仪等业界领导者制造晶片。2004年,中芯国际于纽约证交所挂牌上市。

台积电面临着来自东亚数国代工厂的竞争。新加坡的特许半导体、台湾的联华电子与世界先进,以及2005年进入晶圆代工业的韩国三星,也与台积电抢着生产其他地方设计的晶片。这些公司大多获得政府的补贴,但这使晶片生产变得更便宜,受惠的是他们服务的无厂半导体设计业者(大多是美国业者)。与此同时,这种无晶圆厂的公司正处于推出一种革命性新产品的早期阶段,这种新产品内充满了复杂的晶片:智慧型手机。把晶片制造外移降低了制造成本,也激发了更多的竞争。消费者因低价而受惠,又可以享有以前所无法想像的装置。这不正是推行全球化的初衷吗?


*1 这是赛局理论的一个概念。在这个赛局模型中,两名车手沿着一条直线,面向彼此,驱车而行。两车相撞前,先转向的一方是「胆小鬼」,另一方则胜出。这个模型的逻辑是「不要命的最大」,因为如果双方放任两车相撞,最终是两败俱伤。所以,谁能坚持直行到最后、逼迫对方先转弯,谁就是赢家。

32 微影制程战

 

 

1992年,约翰.卡拉瑟斯(John Carruthers)坐在加州英特尔总部的会议室里,他没想到向英特尔的执行长葛洛夫要2亿美元竟然那么容易。身为英特尔研发部门的负责人,卡拉瑟斯很习惯做技术上的豪赌。有些赌注押对了,有些赌注泡汤了,但英特尔工程师押对宝的机率和业界其他人士差不多。到了1992年,英特尔再次成为全球最大的晶片制造商,主要是因为葛洛夫决定把英特尔的营运重心放在个人电脑的微处理器上。这时的英特尔有充裕的现金,也致力让摩尔定律延续下去。

然而,卡拉瑟斯的要求远远超出了一般的研发专案。卡拉瑟斯与业界的所有人都知道,下一代半导体所需的电路愈来愈小,现有的微影成像技术很快就无法产出那么精密的电路了。微影成像公司正推出使用深紫外光的机台,波长是肉眼看不见的248或193奈米,但不久晶片制造商就会要求更高的微影成像精密度,卡拉瑟斯想锁定波长为13.5奈米的「极紫外光」(EUV)。波长愈小,可刻在晶片上的细节愈小。只是有个问题:多数人认为极紫外光是不可能量产的。

葛洛夫怀疑地问道:「你的意思是说,你要把钱花在一个我们还不知道是否管用的东西上?」卡拉瑟斯回他:「是的,那叫研究。」葛洛夫转向仍在英特尔担任顾问的前执行长摩尔,问道:「摩尔,你会怎么做?」摩尔问道:「葛洛夫,你还有别的选择吗?」答案很明显:没有。晶片业非得学习使用更小的波长来做微影成像不可,不然电晶体就无法再继续缩小,摩尔定律也将停止。那样的结果将会重创英特尔的事业,对葛洛夫来说也是一大耻辱。于是,他给了卡拉瑟斯2亿美元1去开发EUV微影成像技术。最终,英特尔将在研发上投入数十亿美元,又额外投资数十亿美元在学习如何使用EUV来蚀刻晶片。英特尔从未打算制造自己的EUV设备,但它需要确保至少有一家全球顶尖的微影成像公司可在市场上推出EUV设备,这样英特尔才有机台可以蚀刻愈来愈小的电路。

自从莱斯罗普在美国的军事实验室里把显微镜颠倒过来以来,微影成像技术的未来从未像1990年代时那样受到质疑。当时的微影成像产业面临着三大问题:工程、商业、地缘政治。在晶片制造的早期,电晶体很大,微影成像机所用的光波长度几乎无关紧要。但后来摩尔定律已经进展到,光波长度(几百奈米,因颜色不同而异)足以影响蚀刻电路的精度。到了1990年代,最先进电晶体的衡量是以几百奈米(十亿分之一米)为衡量单位,但这时大家已经可以想像以后会出现更小的电晶体,精密度小到只有几十奈米。

研究人员大多认为,生产这种规模的晶片,需要更精确的微影成像机,才能对光阻剂曝光,并在矽片上蚀刻图案。一些研究人员试图使用电子束来蚀刻晶片,但电子束微影成像技术的速度永远不够快,无法量产。还有一些人是把赌注押在X光或极紫外光上,这两种光分别与不同的光阻剂发生反应。在微影成像专家齐聚的年度国际会议上,科学家针对哪种技术会胜出展开了辩论。一位与会者描述,那就好像几个相互竞争的工程师阵营爆发了2「微影制程战」。

然而,这场战争(寻找下一种对矽晶圆曝光最好的光束),只是当时为了微影成像技术的未来而展开的三场竞赛之一。第二场争战是商业上的:看哪家公司可以制造出下一代的微影成像机。开发新型微影成像设备的巨大成本,导致这个产业日益集中。一家或顶多两家公司将主导整个市场。在美国,GCA已经破产;由珀金埃尔默衍生出来的微影成像公司矽谷集团(Silicon Valley Group)则远远落后市场的领先者Canon与Nikon。美国的晶片制造商成功抵御了1980年代来自日本的挑战,但美国的微影设备制造商还是落败了。

Canon与Nikon唯一真正的竞争对手,是规模较小但正在成长的荷兰公司ASML。1984年,荷兰电子公司飞利浦把内部的微影成像部门拆分出去,成立了ASML。那次拆分正好碰到晶片价格暴跌,所以时机抓得很糟(GCA就是被那次价格暴跌拖垮的)。此外,距离荷兰与比利时边境不远的费尔德霍芬(Veldhoven),似乎也不太像世界级的半导体公司可能设址的地方。欧洲虽是主要的晶片生产区,但明显落后矽谷与日本。

1984年,荷兰工程师弗里兹.范霍特(Frits van Hout)刚取得物理学的硕士学位就加入ASML,当时公司的员工还问他是真的很想来,3还是别无选择了。范霍特回忆道,当时ASML除了与飞利浦有关连以外,4「既没有设施,也没有钱」,为微影成像设备建造庞大的内部制程根本不可能。所以ASML决定使用从世界各地的供应商精心采购的元件来组装系统。关键元件依赖其他公司有明显的风险,但ASML学会了管控这些风险。日本的竞争对手试图自己制造一切,ASML则是采购市场上最好的元件来组装。当ASML开始专注开发EUV机台时,它把不同来源的元件整合在一起的能力反而成了最大的优势。

令人意外的是,ASML的第二个优势竟然是它位于荷兰的地理位置。1980年代与1990年代,外界认为ASML在日美贸易争端是中立的。美国公司把它视为取代Nikon与Canon的可靠选项。例如,当美国的DRAM新创公司美光想买微影成像机台时,它是向ASML购买,而不是依赖两大日本供应商之一,因为那两大日商都与美光的日本DRAM竞争对手5有深厚的关系。

ASML从飞利浦拆分出来的历史,也以令人惊讶的方式促成了ASML与台积电的深厚关系。飞利浦曾是台积电创立时的主要投资者,它把制程技术与智慧财产权转给了台积电这家刚创立的代工厂。这为ASML创造了一个内建市场,因为台积电的晶圆厂就是根据飞利浦的制程设计的。1989年台积电的晶圆厂意外发生大火,那场火灾也帮了ASML一把,促使台积电添购了19台新的微影机台,费用由火险理赔承担。ASML与台积电都是从晶片业边缘起步的小公司,但他们一起成长,6形成了合作关系。没有这种合作,今天的运算发展就会停滞不前。

ASML与台积电的合作,成了1990年代的第三场「微影制程战」。这是一场政治竞赛,虽然鲜少业界或政府人士喜欢以那种方式思考。当时,美国正在庆祝冷战结束并善用和平红利。从技术、军事或经济实力来看,美国都称霸世界,傲视群雄(不分盟友或对手)。一位有影响力的评论家宣称,1990年代是7「单极时刻」,美国的主导地位毋庸置疑。波斯湾战争更是充分展现出美国惊人的技术与军力。

1992年葛洛夫准备批准英特尔对EUV微影研究的第一笔重大投资时,很容易理解为什么连晶片业这个从冷战时期的军工复合体中崛起的产业也认为政治不再重要了。那时管理学大师预言,未来将是一个8「无国界的世界」,在那个世界里,塑造全球商业版图的是获利,而不是权力。经济学家畅谈全球化加速,执行长与政界人士都欣然接受这种新的知识潮流。与此同时,英特尔再次成为半导体业的领导者。它击退了日本竞争对手,如今几乎垄断了个人电脑晶片的全球市场。自1986年以来,9英特尔每年都有获利,那又何必担心政治呢?

1996年,英特尔与美国能源部经营的几个实验室建立了合作伙伴关系,这些实验室在光学及其他促成EUV技术的领域拥有专业知识。英特尔召集其他六家晶片制造商加入这个联盟,但英特尔支付大部分的费用。一位参与者回忆道,英特尔在那个联盟里有如10「95%的大猩猩」。英特尔知道劳伦斯利佛摩国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)与桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)的研究人员有制造EUV系统原型的专业,但那些研究人员把焦点放在科学上,而不是量产。

卡拉瑟斯解释,英特尔的目标是「制造东西,而不仅是测量东西」,因此英特尔开始寻找一家公司来商业化及量产EUV机台。它后来的结论是,找不到任何美国公司可以做到。GCA已不复存在,而美国现有最大的微影成像公司矽谷集团(SVG)则是技术落后。美国政府对1980年代的贸易战依然很敏感,不想让Nikon、Canon等日本公司与美国的国家实验室合作,虽然Nikon本来就认为EUV技术行不通。于是,11ASML成了仅剩的微影成像公司。

让一家外国公司获得美国国家实验室最先进的研究成果,这个想法在华盛顿引发了一些问题。当时EUV技术在军事上还没有立即的应用,而且大家也不确定EUV是否可行。然而,如果EUV可行的话,美国将依赖ASML生产一种对所有运算都很关键的机台。除了国防部的一些官员以外,华盛顿12几乎没有人对此感到担忧。多数人认为,ASML与荷兰政府是可靠的合作伙伴。对政治领导人来说,更重要的是这项合作对就业的影响,13而不是地缘政治。美国政府要求ASML在美国设厂,为其微影成像机生产元件,为美国客户提供产品,也雇用美国员工。然而,ASML的核心研发大多还是留在荷兰。美国的商务部、国家实验室,以及相关公司的主要决策者说,他们不记得政府决定放行这项合作案时,14政治考量有发挥多大的效果。

这项EUV合作案虽然拖延了很久,又有巨额的成本超支,但还是有缓慢的进展。Nikon与Canon因为被排除在美国国家实验室的研究之外,决定不制造自己的EUV机台,这使得ASML成为世界上唯一的生产商。与此同时, ASML在2001年收购了美国最后一家主要的微影成像公司SVG。SVG已远远落后业界的领导者,但还是有人再次质疑这笔交易是否符合美国的安全利益。DARPA与国防部数十年来一直资助微影成像产业,所以在DARPA与国防部内部仍有些官员反对这笔交易。国会也提出担忧,有三位参议员写信给小布希总统说:「ASML最终将拥有美国政府15所有的EUV技术。」

这是无可否认的事实,但美国的实力正处于巅峰,华府多数人认为全球化是一件好事。美国政府的主流观点是,鼓励俄罗斯或中国等大国专注追求财富,而不是专注于地缘政治力量,可以扩大贸易与供应链的连结,促进和平。当时大家认为,宣称美国的微影成像产业衰落将危及国家安全,就表示你的想法与这个全球化、紧密相连的新时代已经脱节了。与此同时,晶片业只想尽可能以最高的效率生产半导体。在美国已经没有大型微影成像公司的情况下,他们除了押注在ASML以外,还有什么选择?

英特尔和其他的大型晶片制造商认为,把SVG卖给ASML对于开发EUV是很重要的一步,因此也对运算的未来有决定性的影响。英特尔的新任执行长克雷格.巴瑞特(Craig Barrett)在2001年表示:「这两家公司不合并的话,美国开发新机台的途径将会延误。」随着冷战结束,刚上任的布希政府希望放松对所有商品的技术出口管制,除了有直接军事用途的商品以外。政府把这项策略描述为「在最敏感的技术周围筑起高墙」,16而EUV并没有上榜。

因此,下一代EUV微影机台主要是在国外组装,虽然一些元件会继续在康乃狄克州的工厂制造。任何人质疑美国如何保证取得EUV机台,都会遭到指责,说他们在全球化的世界中却依旧固守着冷战时期的思维。然而,那些谈论技术在全球传播的商业大师,其实曲解了其中的动态。生产EUV的科学网络遍及全球,汇集了来自美国、日本、斯洛维尼亚、希腊等17不同国家的科学家,但EUV的制造并没有全球化,而是垄断的。由一家公司管理的单一供应链,将一手掌控微影成像技术的未来。

33 创新者的两难

 

 

在2006年的Macworld大会上,贾伯斯以一身招牌的蓝色牛仔裤配黑色高领衫,独自站在黑暗的舞台上。台下数百名科技迷殷切期盼着这位矽谷先知的开示。贾伯斯转向他的左侧,舞台的远端冒出蓝色的烟雾。一名穿著白色无尘衣(俗称兔子装,晶圆厂用来维持工厂极度清洁的工装)的男子穿过烟雾,穿过舞台走向贾伯斯。他摘下头套,咧嘴而笑:那是英特尔的执行长保罗.欧德宁(Paul Otellini)。他递给贾伯斯一大块晶圆。「贾伯斯,我想跟大家报告,1英特尔已经准备好了。」

这是经典的贾伯斯表演手法,也是典型的英特尔商业奇招。到了2006年,英特尔已经为大多数的个人电脑提供处理器,在过去十年成功地击败了AMD。当时市面上只有英特尔与AMD生产x86指令集架构的晶片,x86指令集架构是管理晶片运算方式的一套基本规则,是个人电脑的业界标准。苹果是唯一没采用x86晶片的大型电脑制造商。现在,贾伯斯与欧德宁宣布,这种情况将会改变,麦金塔电脑将内建英特尔的晶片。英特尔帝国将会更加壮大,这家公司对个人电脑业的掌控又更进一步了。

贾伯斯早已是矽谷的风云人物,他发明了麦金塔电脑,让大众发现电脑可以直觉好用。2001年,苹果发布了iPod,那是一款充满远见的产品,展现出数位科技可以如何改造任何消费装置。英特尔的欧德宁则与贾伯斯截然不同,他是公司雇来的高阶经理人,不是远见家。他与英特尔的前几任执行长(诺伊斯、摩尔、葛洛夫、巴瑞特)也不一样,他的背景不是工程学或物理学,而是经济学。他拿的是工商管理硕士学位,不是博士学位。他担任执行长期间,大家可以看到英特尔的影响力从化学家与物理学家的手上,转移到经理人与会计师的手上。起初这种转变几乎难以察觉,但员工注意到,高阶主管的衬衫愈来愈白了,2也愈来愈常打领带。欧德宁承接了一家利润极其丰厚的公司,他认为自己的首要任务是善用英特尔在x86晶片上的3垄断地位,尽可能维持最高的利润。他运用教科书传授的管理实务来捍卫这个优势

x86架构之所以主宰个人电脑,并不是因为它最好,而是因为IBM的第一台个人电脑碰巧就是使用这种架构。就像为个人电脑提供作业系统的微软一样,英特尔掌控了个人电脑生态系统的这个关键组成。这有部分是运气使然(IBM当初也可以为首批的个人电脑挑选摩托罗拉的处理器);有部分是因为葛洛夫的策略远见。在1990年代初期的员工会议上,葛洛夫画了一幅图,说明他对运算未来的愿景:一座有护城河包围的城堡。城堡是英特尔的获利能力,4保卫城堡的护城河是x86。

自从英特尔采用x86架构以来的后续几年间,柏克莱的电脑科学家设计了一种更新、更简单的晶片架构,称为RISC。这种架构提供更有效率的运算,因此功耗较低。相较之下,x86架构既复杂又笨重。在1990年代,葛洛夫曾认真考虑过把英特尔的主要晶片转换为RISC架构,但最终决定放弃。RISC比较有效率,但改变的成本很高,对英特尔的垄断地位威胁太大。电脑业是以x86为基础设计的,英特尔又主导这个生态系统。因此,x86界定了目前为止多数个人电脑的架构。

英特尔的x86指令集架构也主宰了伺服器事业。随着企业在2000年代建造愈来愈大的资料中心,以及亚马逊网路服务(AWS)、微软Azure、Google云端平台(Google Cloud)等企业建造庞大的伺服器仓库,创造出让个人与公司储存资料及运行程式的「云端」,伺服器事业开始蓬勃发展。1990年代与2000年代初期,英特尔在为伺服器提供晶片的事业中,只有很小的市占率,落后IBM与惠普等公司。但英特尔利用其设计及制造先进处理器晶片的能力,抢到资料中心的市占率,并让x86成了那个领域的业界标准。到了2000年代中期,就在云端运算刚出现的时候,英特尔在资料中心的晶片方面,5获得了近乎垄断的地位,只与AMD竞争。如今,几乎各大资料中心都使用英特尔或AMD的x86晶片。没有他们的处理器,云端就无法运作。

有些公司试图挑战x86作为个人电脑业界标准的地位。1990年,苹果与两个合作伙伴成立了合资公司ARM,总部设在英国剑桥。其目的是使用一种新的指令集结构来设计处理器晶片,那种架构是以更简单的RISC原则为基础,也就是英特尔曾考虑过但并未采用的那套架构。身为一家新创企业,ARM无须考虑从x86切换的成本,因为它没有业务,也没有客户。它希望取代x86,成为运算生态系统的核心。ARM的首任执行长罗宾.萨克斯比(Robin Saxby)对这家12人组成的新创企业有很大的抱负。「我们必须成为全球标准,」他对同仁说,6「这是我们唯一的机会。」

萨克斯比曾在摩托罗拉的欧洲半导体部门步步高升,后来转战一家欧洲的晶片新创企业,但那家企业后来因制程不佳而倒闭。他了解依靠内部制造的局限性。早期辩论ARM的策略时,他坚称:「矽就像钢铁,是一种大宗物资……我们绝对不该自制晶片。」ARM采用的商业模式是出售其架构的使用许可证,让晶片设计公司来购买授权。这为分立的晶片业提供了一种新愿景。英特尔有自己的架构(x86),并在那个架构上设计及生产许多不同的晶片。萨克斯比想把ARM架构卖给无晶圆厂的设计公司,让它们根据各自的目的来订制ARM架构,然后把晶片制造外包给台积电那样的代工厂。

萨克斯比不仅梦想与英特尔抗衡,也梦想颠覆英特尔的商业模式。然而,ARM在1990年代与2000年代未能获得个人电脑的市占率,因为英特尔与微软Windows作业系统的合作伙伴关系太强大了。然而,ARM的简化、节能架构,在必须节约电池使用的小型随身装置中流行了起来。例如,任天堂为其掌上游戏机选了ARM晶片,那是英特尔从未关注太多的小市场。英特尔在电脑处理器的寡占利润太高了,那种小众市场不值得考虑。英特尔直到太晚才意识到,它应该在另一个看似小众的随身运算装置市场上竞争:手机。

行动装置将会转变运算,这个概念并不新鲜。充满远见的加州理工学院教授米德早在1970年代初期就做出这样的预测。英特尔也知道,个人电脑不会是运算发展的最后阶段。在1990年代与2000年代,英特尔投资了一系列的新产品,例如7类似Zoom的视讯会议系统,领先了时代20年。但那些新产品几乎都没有流行起来,与其说是技术原因,不如说是它们的利润都远不如英特尔的核心业务:为个人电脑制造晶片。那些新产品从未获得英特尔内部的支持。

从1990年代初期以来(葛洛夫仍是执行长的时候),行动装置一直是英特尔内部经常讨论的话题。1990年代初期,在英特尔总部举行的一次会议上,一位高管把掌上型电脑Palm Pilot举起来挥着说:「这种装置会成长,取代个人电脑。」但是,当销售个人电脑的处理器可以赚更多钱时,把钱投入行动装置的开发8似乎是疯狂的赌注。因此,英特尔直到为时已晚才决定进军行动事业。

当初为葛洛夫提供建议的哈佛教授,可以轻易诊断出英特尔陷入的两难情境。英特尔里,人人都知道克里斯汀生,也知道他提出的「创新者的两难」概念。然而,英特尔的个人电脑处理器事业看起来似乎还可以像印钞机那样大量地印钞很久。1980年代,葛洛夫在英特尔亏损时,让英特尔抽离了DRAM业务。1990年代与2000年代并不相同,这时英特尔是美国最赚钱的公司之一。问题不在于没有人意识到英特尔应该考虑推出新产品,而是现况实在获利太好了。如果英特尔什么都不做,它仍然会拥有全球最有价值的两座城堡:个人电脑与伺服器晶片——这两座城堡都周边都围绕着x86这条深深的护城河。

苹果决定在麦金塔电脑中内建英特尔的晶片不久,贾伯斯又带着一个新概念去找欧德宁。他问道,英特尔能不能为苹果的最新产品——电脑化的手机——制造晶片?所有的手机都使用晶片来执行作业系统,以及管理与手机网路的通讯,但苹果希望它的手机能像电脑一样运作,因此需要一个类似电脑的处理器。欧德宁后来对记者亚历克西斯.马德里格(Alexis Madrigal)说:「他们想支付某个价格,不想多给一分钱……我实在不明白,那不是你能靠交易量来弥补的东西。事后看来,预测的成本是错的,9交易量是任何人所想的100倍。」英特尔拒绝了iPhone的合约。

于是,苹果往其他的地方寻找手机晶片。贾伯斯找上了ARM的架构。与x86不同的是,ARM架构是针对行动装置必须节约用电的特质来优化的。早期的iPhone处理器是由继台积电之后进入代工业的三星所生产。欧德宁当初预测iPhone只是一款小众产品,后来证明那是大错特错的预测。然而,他意识到错误时已经为时已晚。英特尔后来争抢智慧型手机的业务。尽管英特尔最终针对智慧型手机的产品投入了数十亿美元,但一直没有什么成果。在欧德宁与英特尔意识到发生什么状况以前,苹果已经在其获利丰厚的城堡周边挖了一条很深的护城河。

就在英特尔拒绝iPhone合约几年后,苹果在智慧型手机上的获利,比英特尔销售个人电脑处理器的获利还多。英特尔曾试图攀上苹果城堡的高墙好几次,但已经失去了先发优势。为了争夺第二名而投入数十亿美元也令英特尔提不起劲,尤其英特尔的个人电脑业务依然获利丰厚,而且资料中心业务也快速成长。因此,英特尔一直没找到10在行动装置领域站稳脚跟的方法。目前行动装置使用的晶片,占晶片总销量近三分之一,而英特尔在这个领域依然落后。

葛洛夫离开后,英特尔错失的几个机会都有一个共同的原因。从1980年代末期开始,英特尔的获利已突破2500亿美元。即使在通膨调整前,这种记录也很少有公司能与之匹敌。英特尔之所以有如此丰厚的获利,是因为它把个人电脑晶片与伺服器晶片的价格都订得很高。英特尔能持续开出这种高价,是因为葛洛夫不断改进设计流程与先进制程,并把这种精益求精的模式传给了继任者。英特尔的领导高层持续把利润最高的晶片生产放在首位。

这是一种理性的策略,毕竟没有人想要利润低的产品,但这也导致他们不可能尝试新的东西。这种对于达成短期利润目标的执着,开始取代长期的技术领先地位。权力从工程师转移到专业经理人,也加速了这个过程。2005年至2013年担任英特尔执行长的欧德宁坦言,他之所以拒绝了iPhone晶片的合约,是因为担心财务影响。对利润的执着深深渗透了这家公司——举凡人才招募、产品愿景蓝图、研发流程等等都受到影响。英特尔的领导人就是比较关注公司的资产负债表,而不是电晶体。一位英特尔的前财务主管回忆道:「公司有技术,也有人才,但就是不想放弃11些许的利润。」

34 跑得更快?

 

 

2010年,葛洛夫在帕罗奥图的一家餐厅用餐时,有人介绍他认识三名来矽谷参访的中国创投业者。他于2005年辞去英特尔的董事长一职,现在只是普通的退休人士。他建立及拯救的公司,如今仍获利丰厚。即使2008年与2009年矽谷的失业率飙升至9%以上,英特尔依然有获利。但葛洛夫认为,即使英特尔那么成功,也不该自满,他一如既往抱持着危机意识。看到中国的创投业者来帕罗奥图投资,他不禁纳闷:在大规模失业下,矽谷把生产移到海外是明智之举吗?

身为逃离纳粹与苏联军队的犹太移民,葛洛夫并非本土主义者。英特尔从世界各地招募工程师,在全球数个大陆设厂。然而,葛洛夫对于把先进制程移到海外感到担忧。3年前刚上市的iPhone就是这个趋势的例证,iPhone的零组件很少在美国制造。虽然工作外移是从低技术的工作开始,但葛洛夫认为,无论是半导体还是其他产业,外移都不会止步于此。他担心电动车所需的锂电池——尽管美国发明了很多核心技术,但在该领域的市占率很小。他提议的解决方案是:「对生产外移的产品额外课税。万一这样做引发了贸易战,那就把它当成一般战争看待:1为胜利而奋战。」

许多人把葛洛夫视为过往时代的代表人物。他在一个世代以前创立了英特尔,那个年代网际网路尚未出现。他的公司错过了行动电话的趋势,靠x86的垄断成果维生。在2010年代初期,英特尔仍握有全球最先进的半导体制程技术,比竞争对手更早推出更小的电晶体,维持着摩尔时代以来一贯的精进步调。然而,英特尔与台积电、三星等竞争对手之间的差距已开始缩小。

此外,采用不同商业模式的其他高科技业者,如今使英特尔的业务黯然失色。2000年代初期,英特尔曾是全球最有价值的公司之一,如今已被苹果超越,苹果新的行动生态系统并不依赖英特尔的晶片。英特尔错过了网路经济的崛起。脸书(Facebook)成立于2006年,2010年的脸书市值几乎是英特尔的一半,不久就会变成英特尔的好几倍。这家矽谷最大的晶片制造商可能会反驳说,网路上的资料是在其伺服器晶片上处理的,读取网路资料的个人电脑也是依赖它生产的处理器。然而,生产晶片的利润还不如在app上销售广告。葛洛夫推崇「破坏性创新」,但是到了2010年代,英特尔的事业正遭到破坏。所以,即使他哀叹苹果把装配线外移,大家也把他的话当成耳边风。

即使是在半导体界,葛洛夫这番充满危机意识的预言也普遍遭到驳斥。的确,像台积电这样的新半导体代工厂大多位于海外。然而,外国代工厂生产的晶片,主要是由美国的无晶圆厂公司设计的。此外,他们的晶圆厂里都是美国制造的设备。自从葛洛夫的第一个雇主快捷半导体在香港开设最早的组装厂以来,外包到东南亚一直是晶片业商业模式的核心。

但这些论调都无法说服葛洛夫,他宣称:「放弃今天的『大宗商品』制造,可能会把你排除在明天的新兴产业之外。」他指的是电池业。他写道,美国「30年前停止生产消费电子装置,失去了电池业的领先地位」。后来,美国错过了个人电脑的电池,如今在电动车的电池方面又远远落后,他于2010年预测:「2我怀疑他们永远也赶不上。」

即使在半导体业里,也可以轻易找到反驳这种悲观看法的论点。相较于1980年代末期日本竞争者在DRAM设计与制造方面痛击矽谷的情况,如今美国的晶片生态系统看起来更健全。不仅英特尔赚取庞大获利,许多无晶圆厂的晶片设计公司也是如此。美国的半导体制造设备公司,除了失去先进的微影成像技术以外,在2000年代普遍蓬勃发展。应用材料公司(Applied Materials)仍是全球最大的半导体机台制造商,制造的设备包括在矽晶圆加工过程中在上方沉积化学薄膜的机器。科林研发公司(Lam Research)在矽晶圆蚀刻电路方面拥有世界一流的专业技术。同样位于矽谷的科磊公司(KLA)拥有世界上最好的机台,可以在晶圆与微影成像光罩上找出奈米级的误差。这三家设备制造商正推出能够以原子尺度沉积、蚀刻、衡量细节的新一代设备,这对制造下一代的晶片非常重要。有几家日本公司拥有媲美美国设备制造商的一些能力,尤其是东京威力科创公司(Tokyo Electron)。然而,不用一些美国机台的话,基本上不可能制造出先进的晶片。

晶片设计也是如此。2010年代初期,最先进的微处理器在每个晶片上有310亿个电晶体。能够布局这些电晶体的软体是由益华(Cadence)、新思科技(Synopsys)、明导国际(Mentor)三家美国公司提供,它们囊括了4约四分之三的市场。不使用这些公司的至少一种软体,就不可能设计出晶片。此外,多数提供晶片设计软体的小公司也是美国公司,其他国家都无法匹敌。

华尔街的分析师与华府的人士关注矽谷时,看到的是一个获利丰厚且技术不断进步的晶片业。当然,如此依赖台湾几家工厂来制造全球很大一部分的晶片确实有一些风险。1999年,台湾发生了一场5芮氏7.3级的地震,导致全台大部分地区停电,包括两座核电厂。台积电的晶圆厂也停电了,威胁到该公司的生产与全球许多晶片的产出。

张忠谋很快致电台湾的官员,确保公司能优先获得电力供应。台积电花了一周的时间,使五座晶圆厂中的四座复工,6第五座的复工时间较长。不过,7中断的影响有限,消费电子品市场在一个月内就恢复正常了。然而,1999年那场地震只是台湾在二十世纪遭遇的第三强震,未来爆发更强大地震并不难想像。台积电告诉客户,该公司的设施可承受芮氏9级的强震。自1900年以来,8全球共经历了五次这种强度的地震。没有人想验证台积电对客户宣称的说法。不过台积电总是可以说,矽谷就坐落在圣安德列斯断层上,因此把晶片制造迁回加州也没有安全多少。

一个更困难的问题是,对于半导体技术的海外销售,美国政府该如何调整它对这些销售的掌控,因应日益国际化的供应链。除了几家为美国军方生产专业半导体的小型晶片制造商以外,矽谷巨擘在1990年代与2000年代都缩减了与国防部的关系。1980年代,矽谷的执行长面对日本的竞争时,花了很多时间在国会。现在,他们认为不需要政府的协助了,他们主要关切的是,政府最好能与其他国家签署贸易协定及取消出口管制,不要阻挡他们。华盛顿的许多官员支持晶片业呼吁的「放松管制」。中国有像中芯国际那样野心勃勃的公司,但华府的共识就像有影响力的外交官劳勃.佐利克(Robert Zoellick)所说的,贸易与投资将鼓励中国在国际体系中成为9「负责的利益关系者」。

此外,当时流行的全球化理论,使美方几乎不可能实施严格的管控。在冷战时期,实施控制措施已经够难了,而且常导致美国与盟友为了哪些设备可卖给苏联而起争端。2000年代的中国与苏联不同,它远比苏联更融入全球经济中。美国政府的结论是,出口管制是弊大于利,既损害美国产业,又无法阻止中国向其他国家的公司购买商品。日本与欧洲都亟欲向中国出售几乎所有的东西。美国政府里根本没有人愿意为了出口管制问题而与盟友发生冲突,尤其当时美国的领导人还把重心放在友善对待中国的领导人上。

这时华府形成了一种新的共识:最好的政策是比美国的竞争对手「跑得更快」。一位美国专家预测:「美国在任一产品,尤其是半导体产品,依赖任一国家的可能性极小,10更遑论依赖中国了。」美国甚至还给予中国的中芯国际「最终民用厂商」(Validated End-User,简称VEU)的11特殊地位,证明该公司没有向中国军方出售产品,因此不受某些出口管制的约束。除了少数几位议员以外(主要是美国南方的共和党人,他们看待中国的方式,仿佛冷战从未结束似的),华盛顿几乎所有人士都支持12比竞争对手「跑得更快」的策略。

「跑得更快」是个巧妙的策略,只是它有一个问题:从一些关键指标来看,美国并没有跑得更快,而是节节败退。政府内部几乎没有人费心去分析,但葛洛夫对于专业外移的悲观预测,有部分已经变成现实。2007年,国防部委托前国防部官员理查.范阿塔(Richard Van Atta)与几个同仁做了一项研究,评估半导体业「全球化」对军方供应链的影响。范阿塔在国防微电子领域工作了几十年,经历过日本晶片业的兴衰。他个性冷静沉着、不太会反应过度,而且深知跨国供应链可以让晶片业更有效率。在和平时期,这套系统运行得很顺利。然而,国防部必须考虑最坏的情况。范阿塔的报告指出,国防部很快就会依赖外国以取得先进晶片,因为很多先进制造都移到国外了。

在美国陷入单极时刻的傲慢时,几乎没有人愿意倾听。华盛顿的多数人甚至连证据也不看一眼,就直接认定美国现在「跑得更快」。然而,我们可以从半导体业的历史看到,美国并不保证永远领先。1980年代美国没有超越日本,虽然1990年代迎头赶上了。在微影成像技术方面,GCA并没有超越Nikon或ASML。美光是唯一能跟上东亚竞争对手的DRAM厂商,许多美国的DRAM厂商都破产了。直到2000年代末期,英特尔在生产小型电晶体方面一直领先三星与台积电,但差距已经缩小。英特尔因起跑点超前而受惠,但如今跑速变慢了。美国在多数类型的晶片设计方面是领导者,但台湾的联发科证明了其他国家也可以设计晶片。范阿塔认为,美国没多少理由展现自信,更没有理由自满。2007年,他提出警告:「未来十年,美国的领导地位可能严重削弱。」13但没人听进这番警讯。

▲ 张忠谋在德仪未能晋升到执行长之后,移居台湾,创立了台积电,并建立了台湾的晶片业。台积电是亚洲最有价值的公司之一。(Bloomberg/Getty Images)

▲ 贾伯斯提议,由英特尔为苹果的手机制作晶片,但英特尔拒绝了,后来证明这是天大的错误。英特尔的执行长欧德宁后来表示:「我当时还不明白。」(Karl Mondon/Abaca Press)

第六部 创新外移?


35 「真男人要有晶圆厂」

 

 

AMD的创办人桑德斯常戴着劳力士名表,开着劳斯莱斯名车,他喜欢把拥有半导体制造厂比喻成在游泳池里养鲨鱼当宠物。鲨鱼的喂养成本很高,需要时间与精力照顾,1可能还会咬死你。尽管如此,桑德斯对一件事深信不疑:永远不要放弃半导体制造厂。他曾在伊利诺大学读电机系,但他从来不搞制造。他在快捷半导体是做业务与行销,在那里步步高升,成为该公司最耀眼、2最成功的业务员。

桑德斯的专长是销售,但从没想过放弃AMD的制造厂,即使像台积电那样的代工厂崛起,让大型晶片公司可能考虑把制程外包给亚洲的代工厂,他依然不为所动。1980年代与日本争夺DRAM的市占率、1990年代与英特尔争夺个人电脑市场后,桑德斯一直守住晶片厂,他认晶片厂对AMD的成功非常重要。

但就连他也承认,拥有并经营晶圆厂又要同时追求获利,已经愈来愈难。问题很简单:每一代技术的进步,都会推高晶圆厂的成本。张忠谋早在几十年前就得出类似的结论,这也是他认为台积电的商业模式比较优越的原因。台积电这种代工厂可以为许多晶片设计公司制造晶片,从庞大的产量中获得其他公司难以复制的效率。

晶片业里并不是每个领域都面临类似的动态,但许多领域确实是如此。2000年代,大家常把半导体业分成三大类别。「逻辑」是指驱动智慧型手机、电脑、伺服器的处理器。「记忆体」是指DRAM与快闪记忆体(又称NAND),DRAM提供电脑运行所需的短期记忆,NAND则是长时间记忆资料。第三类晶片比较广泛,包括类比晶片(例如把视讯或音讯转换为数位资料的感测器)、无线射频晶片(与手机网路通讯),以及管理设备用电方式的半导体。

第三类晶片主要不是依靠摩尔定律来驱动性能改善,精明的设计比缩小电晶体更重要。如今,这类晶片中,约四分之三是在180奈米3或更大的处理器上生产,这种制造技术是在1990年代末期率先出现。因此,这种晶片不需要像逻辑晶片与记忆体晶片那样靠不断地缩小电晶体来维持先进地位,所以生产这类晶片的晶圆厂不必每隔几年就竞相生产最小的电晶体,成本因此低得多,平均资本投资是生产逻辑晶片或记忆体晶片的先进晶圆厂的4四分之一。如今最大的类比晶片制造商是美国、欧洲或日本厂商。他们的生产也大多位于这三个地区,仅一小部分外移到台湾与南韩。目前最大的5类比晶片制造商是德州仪器,德仪并未在个人电脑、资料中心或智慧型手机的生态系统中建立像英特尔那样的垄断地位,但仍是一家中等规模、利润丰厚的晶片制造商,拥有多元的类比晶片与感测器产品。现在还有许多总部位于美国的类比晶片制造商,例如安森美(OnSemi)、思佳讯(Skyworks)、亚德诺(Analog Devices),欧洲与日本也有一些类似的公司。

相较之下,记忆体市场主要是由一股势力主导:不断地把生产外移到少数几家工厂,那些工厂大多位于东亚。DRAM与NAND这两种主要的记忆体晶片只由几家公司生产,而不是由位于先进国家的分散供应商生产。1980年代导致矽谷与日本激烈竞争的半导体是DRAM记忆体晶片,兴建一个先进的DRAM制造厂要花200亿美元。以前有几十家DRAM厂商,但现在只有三家主要厂商。1990年代末期,日本几家苦撑的DRAM厂商合并成尔必达(Elpida),试图与爱达荷州的美光及韩国的三星与SK海力士(SK Hynix)竞争。2000年代末期,这四家公司囊括了6约85%的市占率。然而,7尔必达还是生存困难,在2013年被美光收购。三星与SK海力士主要是在南韩生产DRAM,美光则不同,它因连串的收购案,在日本、台湾、新加坡、美国等地都有DRAM厂。8新加坡等国的政府补贴,鼓励美光维持及扩大当地的晶片厂产能。因此,虽然美国公司是世界三大DRAM厂商之一,但其DRAM生产大多位于东亚。

另一种记忆体晶片NAND的市场,也是以亚洲为中心。三星是最大的业者,9囊括35%的市占率,其余的市场是由南韩的SK海力士、日本的铠侠(Kioxia),以及美光与威腾(Western Digital)这两家美国公司瓜分。韩国公司几乎只在南韩或中国生产晶片,但美光与威腾的NAND生产仅一部分在美国,大多是位于新加坡与日本。与DRAM一样,尽管美国公司是生产NAND的要角,但在美国本土制造的比例很低。

不过,美国在记忆体晶片产量方面区居第二,并不是新鲜事。这可以追溯到1980年代末期,当时日本的DRAM产量首次超越美国。近年的大转变是,美国境内生产的逻辑晶片比例大幅下滑。如今,建造一个先进的逻辑晶片厂需要200亿美元,很少公司负担得起这种巨额的资本投资。就像记忆体晶片一样,一家公司生产的晶片量与良率之间有相关性。由于规模经济的效益,制造先进逻辑晶片的公司数量持续减少。

除了英特尔这个明显的例外,许多关键的美国逻辑晶片制造商已经放弃拥有晶圆厂,把制造外包出去。摩托罗拉、国家半导体等以前的主要业者相继破产,或遭到收购,或眼睁睁地看着市占率缩小。取而代之的是无晶圆厂的公司,他们往往是从传统的半导体公司招募晶片设计师,再把晶片制造外包给台积电或其他的亚洲代工厂。这让无晶圆厂的公司可以专注于他们的强项,也就是晶片设计,不需要同时具备制造半导体的专业知识。

只要桑德斯仍担任AMD的执行长,他创立的AMD公司就会守住制造逻辑晶片(例如个人电脑的处理器)的业务。老派的矽谷执行长持续坚称,把半导体的制造与设计分开会导致效率低下。然而,真正促使晶片设计与晶片制造长期整合在一起的是文化,背后并没有什么商业道理。桑德斯还记得诺伊斯在快捷半导体的实验室里研发的日子。他主张AMD应该继续保留制造业务,这个论点是靠男子气概撑起来的,但那种气概很快就过时了。1990年代,他听到一位记者打趣地说:「真男人要有晶圆厂。」他一听就把那句话收编己用。在一场半导体业大会上,他对听众说:「请听我说,好好听我讲完,10真男人要有晶圆厂。」

36 无厂革命

 

 

「真男人」可能有晶圆厂,但矽谷新一代的半导体企业家可没有。1980年代末以来,无晶圆厂的晶片公司暴增,那些公司自己设计半导体,把制造外包出去,通常是请台积电代工。1984年,高登.坎贝尔(Gordon Campbell)与达多.巴拿道(Dado Banatao)合创晶片技术公司(Chips and Technologies,简称C&T),一般认为那是第一家无晶圆厂的公司。当时,他们的一位朋友说C&T1「不是一家真正的半导体公司」,因为它没有自己制造晶片。然而,事实证明,他们为个人电脑设计的绘图晶片很受欢迎,媲美业界一些大公司的产品。最终,C&T逐渐衰落,被英特尔收购。但它证明无晶圆厂的商业模式是可行的,只需要一个好概念与几百万美元的创业资金就能运作,创业成本只需要建晶圆厂的一小部分。

对半导体新创企业来说,电脑绘图一直是个充满吸引力的小众市场,因为绘图领域不像个人电脑的处理器那样,有英特尔垄断整个市场。从IBM到康柏,每家个人电脑厂商的中央处理器都必须使用英特尔或AMD的晶片,因为这两家公司实质上垄断了个人电脑所需的x86指令集。在萤幕上显现图像的晶片市场,竞争激烈很多。半导体代工厂的出现以及创业成本的下降,意味着不只矽谷的贵族阶层有资格竞相制造最好的图形处理器。后来称霸绘图晶片市场的辉达(Nvidia),并不是从帕罗奥图的时髦咖啡馆发迹的,而是从圣荷西比较混乱的一区里的2Denny’s连锁餐厅起步。

1993年,克里斯.马拉科夫斯基(Chris Malachowsky)、柯蒂斯.普里姆(Curtis Priem)及黄仁勋合力创办了辉达,黄仁勋如今仍是辉达的执行长。普里姆在IBM任职时,做过如何运算图形的基础工作,接着他转往升阳(Sun Microsystems),与马拉科夫斯基共事。黄仁勋生于台湾,幼时3移民到肯塔基州,曾在矽谷的晶片制造商巨积(LSI)任职。后来他担任辉达的执行长,成为辉达的代言人,总是穿着深色牛仔裤、黑色衬衫与黑色皮衣,散发出类似贾伯斯的气场,显示他已预见运算的未来。

辉达的第一批客户是影片与电玩公司,可能看起来不是最先进的客户,但辉达认为图像的未来是显示4复杂的3D立体图像。早期的个人电脑是一个单调乏味的2D平面世界,因为显示3D图像所需的运算量很大。1990年代,微软Office推出一款名为Clippy的回纹针动画,它可以坐在萤幕旁边提供建议,那代表着图形技术的大跃进,只是它经常导致电脑当机。

辉达不仅设计了能够处理3D图形的晶片,并称之为图形处理器(graphics processor unit,简称GPU),也为图形处理器设计了一套软体生态系统。制作逼真的图像需要使用一种名叫着色器(shaders)的程式,它会告诉图像中的所有画素该如何表现,例如在某种光照色调之下。着色器会套用在图像的每个画素上,形同于对数千个画素做比较简单的运算。辉达的图形处理器可以迅速绘出图像,因为它不像英特尔的微处理器或其他通用的中央处理器(CPU),它的设计是同时进行大量简单的运算,例如画素上色。

2006年,辉达发现高速平行运算可套用在电脑绘图以外的用途,于是发布了CUDA软体,让人能以标准的程式设计语言来设计GPU,完全不涉及图像。辉达在量产顶级的绘图晶片的同时,黄仁勋也在这款软体上5投入大量的资金。根据该公司2017年的估计,为了让任何程式设计师都能使用辉达的晶片,而不限于绘图专家,黄仁勋投入了至少100亿美元。黄仁勋免费提供CUDA给用户,但那套软体只能在辉达的晶片上运行。借由让晶片不止适用于绘图业,辉达为平行处理发现了6庞大的新市场,从运算化学到天气预报等等都适用。当时,黄仁勋还只能依稀看见平行处理的未来:人工智慧后来成为平行处理的最大用例。

今天,辉达的晶片主要是由台积电制造,在最先进的资料中心里都可以看到辉达的晶片。辉达不需要建立自己的晶圆厂是一件好事。在创立初期,要募集建厂资金也许不太可能。面对一群窝在Denny’s餐厅里创业的晶片设计师,投资几百万美元已经是一种赌注。即使是矽谷最勇于冒险的投资者,也不太可能一下子就拿出上亿美元(当时兴建一座晶圆厂的成本)。此外,诚如桑德斯所说的,经营晶圆厂既昂贵又耗时。光是像辉达那样设计出最先进的晶片,就已经够难了。如果还要自己管理制程,公司可能就没有资源或余裕把资金拿去开发一套软体生态系统。

辉达不是唯一为专用逻辑晶片开创新用例的无晶圆厂公司。1970年代初期在学术大会上高举微处理器,并宣称「这就是未来」的通讯理论教授雅各布,现在相信未来已经到了。行动电话(装在汽车仪表板或地板上的黑色大塑胶砖)即将迈入第二代(2G)技术。电话公司正在协议一种技术标准,让他们的电话能互通。多数公司想用「分时多工」(time-division multiple access)系统,在这种系统中,来自多个电话的资料是在相同的无线电波频率上传输。当别的电话有片刻沉默时,某电话的资料就会插入无线电波频谱中。

雅各布一直很相信摩尔定律,他认为另一种比较复杂的跳频系统会更好。他建议在不同的频率之间移动通话资料,而不是把某通电话固定在特定频率上,就可以把更多的通话塞入可用的频谱空间中。多数人认为那种系统理论上是对的,但实务上永远行不通。他们认为那样做的语音品质很差,通话会断线。在不同频率之间移动通话资料,并由另一端的手机解读资料,这种处理量似乎非常大。

但雅各布不认同他们的看法, 1985年他创立了高通公司,就是要证明这点。他建造了一个有两座手机基地台的小型网路,想证明自己的想法是可行的。不久,整个产业都意识到,只要依靠摩尔定律来执行演算法,判断周遭所有的无线电波,高通的系统就有可能把更多的手机通话塞入现有的频谱空间。

高通为2G以后的每一代手机技术,贡献了如何透过无线频谱传输更多资料的关键概念,并出售具备解读这种杂讯的运算力的专用晶片。高通的专利非常根本,没有那些专利,就7不可能生产手机。不久高通又拓展了一条新的事业线,不仅设计手机中与行动网路通讯的数据机晶片,也设计启动智慧型手机核心系统的应用程式处理器。这些晶片设计是重大的工程成就,每个都建立在8数千万行的程式码上。高通借由出售晶片及智慧财产权的授权,赚进数千亿美元,但它9没有制造任何晶片。那些晶片是高通自己设计,再交由三星或台积电等公司制造。

要哀叹半导体制造业的外移很容易,但是像高通那样的公司,要是每年都必须投资数十亿美元兴建晶圆厂,可能无法生存下去。雅各布和高通的工程师擅长把资料塞进无线电波频谱,并设计出愈来愈精明的晶片来解读那些讯号的意义。就像辉达一样,他们不必努力成为半导体的制造专家,这是一件好事。高通曾多次考虑兴建自己的晶片制造厂,但考虑到建厂成本与复杂性后,每次都决定作罢。多亏了台积电、三星,以及其他愿意为他们生产晶片的公司,高通的工程师可以专注在管理频谱及半导体设计方面的10核心优势。

还有许多其他的美国晶片公司也因无晶圆厂模式而受惠,那种模式让他们推出新的晶片设计,但不必花数十亿美元建厂。于是,市面上出现全新的晶片类别,那些晶片只在台积电与其他的代工厂制造,不在晶片设计公司的内部制造。赛灵思(Xilinx)、阿尔特拉(Altera)等公司首创的现场可程式化逻辑闸阵列(Field-programmable gate arrays),可以用程式设计出不同用途的晶片。而这两家公司从创立初期就把晶片制造外包。不过,无晶圆厂公司所带来的最大变化,不单只是开发出新型的晶片而已。它们因促成了行动电话、高阶显卡,以及平行处理,而开创出全新的运算类型。

37 张忠谋的大同盟

 

 

桑德斯可能承诺他永远不会放弃晶圆厂,但以前用小刀与镊子设计晶片的那一代工程师正在离开这个领域。他们的后继者受过电脑教育,许多人主要是透过1980年代与1990年代出现的新晶片设计软体来了解半导体。对矽谷的许多人来说,桑德斯对晶圆厂的执念,似乎跟他那种大男人气概一样不合时宜。2000年代与2010年代接掌美国半导体公司的新一代执行长,说的通常是企管硕士(MBA)与博士的语言,可以在法说会上与华尔街的分析师闲谈资本支出与利润。以多数的衡量标准来看,这种新世代的管理人才比创建矽谷的化学家与物理学家专业多了。但相较于以前的产业巨擘,他们往往显得乏味。

以前的半导体业会疯狂押注于看似不可能的技术,如今这种疯狂押注被较有组织、专业、合理的东西所取代了。此外,精算的风险管理也取代了豪赌。这难免让人觉得过程中失去了某种东西。晶片业的创办者中,只剩张忠谋还留在业界,他在台湾的办公室里抽着烟斗(他辩称这个习惯对他的健康有益,或至少对他的情绪有益)。2000年代,连张忠谋也开始考虑接班计划。2005年,74岁的他辞去执行长一职,但仍担任台积电的董事长。很快地,就不会再有人记得和基尔比一起在实验室里工作,或和诺伊斯一起喝啤酒的那段历史了。

晶片业高层的更迭,加速了晶片设计与制造的分拆,晶片的制造大多转移到海外。桑德斯从AMD退休五年后,AMD也宣布要1拆分晶片设计与制造业务,华尔街为此欢呼雀跃。他们认为新的AMD少了资本密集的晶圆厂,获利将会更好。AMD把晶圆厂分拆出去,成立了一家新公司,新公司会是像台积电那样的代工厂,不仅为AMD生产晶片,也为其他的客户生产晶片。阿布达比政府的主权基金穆巴达拉(Mubadala)变成那家新代工厂的主要投资者,对一个以石油闻名、而不是以高科技闻名的国家来说,这是一项令人意外的投资。负责审查外国收购策略资产的美国外资投资委员会(CFIUS)批准了这笔交易,它认为这不会影响国家安全。但AMD产能的命运最终将塑造晶片业,并确保最先进的晶片制造将在海外进行。

格芯(GlobalFoundries)这家承袭AMD晶圆厂的新公司,进入了这个一如既往竞争激烈又无情的产业。2000年代与2010年代,摩尔定律持续推进,迫使先进的晶片制造商投入愈来愈多的资金,大约每两年就得推出更先进的新制程。智慧型手机、个人电脑、伺服器晶片迅速移转到新的「节点」,善用更密集的电晶体所带来的更高处理力与更低功耗。每次的节点转移,都需要更昂贵的机器来生产。

多年来,每一代制造技术都是以电晶体的闸极长度来命名(闸极是矽晶片的一部分,其导电性会开启与关闭,从而连接与中断电路)。180奈米制程(180nm)的节点是在1999年首次出现,随后出现的是130奈米、90奈米、65奈米、45奈米,每一代电晶体的体积都缩小到足以在同一区域容纳约两倍的电晶体。这降低了每个电晶体的功耗,因为更小的电晶体需要更少的电子流过它们。

约莫是2010年代的初期,想透过在二维空间上缩小电晶体来塞进更多电晶体,已经不可行了。一个挑战是,当电晶体根据摩尔定律缩小时,导电通道的狭窄偶尔会导致电路漏电,即便开关是关闭状态也会。最重要的是,每个电晶体顶部的二氧化矽层变得很薄,以至于「穿隧」(tunneling)之类的量子效应开始严重影响电晶体的性能(穿隧是指跳过经典物理学认为应该无法逾越的障碍)。到了2000年代中期,每个电晶体上面的二氧化矽层只有几个原子厚,因为实在太小了,无法盖住矽里的所有电子。

为了更好地控制电子的移动,需要新的材料与电晶体设计。22奈米的节点与1960年代以来使用的2D设计不同,它导入了一种新的3D电晶体,称为鳍式场效电晶体(FinFET)。它把电路的两端以及连接它们的半导体材料通道放在矽片上方,看起来像鲸鱼的背鳍。因此,连接电路两端的通道不仅可以从顶部施加电场,也可以从鳍片的侧面施加电场,从而增强对电子的控制,并克服威胁新一代电晶体性能的漏电问题。这些奈米级的3D结构,对于延续摩尔定律非常重要,但制造难度极高,在沉积、蚀刻、微影成像方面都需要更加精密。这也增加了不确定性:主要的晶片制造商都能完美地切换成FinFET架构吗?还是有晶片厂商可能会落后呢?

2009年格芯成为独立公司时,业界分析师认为格芯在这场朝着3D电晶体迈进的竞赛中,很有机会抢到市占率。台积电的前高层坦言,2连台积电都担心落后。格芯在德国承接了一座巨大的晶圆厂,也正在纽约兴建一座先进的新厂。它与竞争对手不同,选择把最先进的产能设在已开发国家,而不是亚洲。格芯与IBM及三星建立了合作伙伴关系,共同开发技术,使客户可以直接与格芯或三星签约生产晶片。此外,无晶圆厂的晶片设计公司迫切需要一个可以与台积电抗衡的可靠代工者,因为台积电这家台湾巨擘已经囊括了3全球约一半的代工市场。

另一个唯一的主要竞争对手是三星,其代工业务的技术与台积电大致相当,但产能远低于台积电。不过,由于三星的部分业务是制造三星自己设计的晶片,这导致情况变得更加麻烦。像台积电这样的公司,为数十家客户生产晶片,而且竭尽所能让客户满意,但三星有自己的智慧型手机和其他的消费电子产品,因此它本身就在与许多客户竞争。这些公司担心,他们向三星代工厂透露的想法,可能最终会显现在三星的产品上。台积电与格芯则没有这种利益冲突。

格芯创立时,正巧遇到晶片业切换成FinFET电晶体,这个巧合不是晶片业唯一遇到的冲击。台积电的40奈米制程面临严重的制造问题,这也让格芯有机会在面对强敌下4脱颖而出。此外,2008至2009年的金融危机也正威胁着晶片业的排序。消费者不再购买电子产品,科技公司也因此不再订购晶片。半导体的采购量下滑,台积电的一位高层回忆道,感觉5就像电梯沿着空井滑落。如果说有什么事情能扰乱晶片业,那应该就是全球金融危机了。

不过,张忠谋并不打算放弃代工业务的主导地位。自从他的老同事基尔比发明积体电路以来,他经历过晶片业的每个景气循环,他确信经济衰退终究会结束。过度扩张的公司将被迫退出市场,而那些趁景气低迷时投资的公司,则可以抢到市占率。此外,张忠谋很早就意识到,智慧型手机将如何改变运算,进而改变晶片业。媒体关注的是脸书的祖克柏(Mark Zuckerberg)这样的年轻科技大亨,但77岁的张忠谋拥有几乎无人匹敌的观点。他对《富比士》(Forbes)表示,行动装置将改变晶片业的游戏规则。他认为行动装置带来的改变,将与个人电脑带来的改变一样重大。他会不惜一切代价,致力抢占这项业务的6最大市占率。

张忠谋意识到,台积电可以在技术上领先竞争对手,因为它是一个中立的参与者,其他的公司是围绕着它来设计产品,他把这个模式称为台积电的「大同盟」。这是一个由数十家公司所组成的合作关系,他们分别设计晶片、销售智慧财产权、生产材料或制造机台。这些公司中,有许多公司相互竞争,但由于没有一家生产晶圆,所以没有一家与台积电竞争。因此,台积电可以在这些公司之间协调,制定晶片业的多数公司都同意使用的标准。他们别无选择,因为与台积电的制程相容,对几乎每家公司都非常重要。对无晶圆厂公司来说,台积电是它们最有竞争力的制造服务来源。对设备公司与材料公司来说,台积电往往是他们最大的客户。智慧型手机市场的蓬勃发展,推高了大家对晶片的需求,张忠谋就处于中心的位置,他表示:「台积电知道,利用每个业者的创新很重要。我们的创新、设备制造商的创新、客户的创新,以及智慧财产权授权者的创新。这就是大同盟的威力所在。」这种策略对财务有深远的影响,他表示:「台积电与其十大客户的研发支出加起来,就超过了三星与英特尔的总和。」当业内的其他公司绕着台积电凝聚起来的时候,整合设计与制造的老旧模式7将难以与之匹敌。

台积电在半导体业的中心地位,使它必须拥有为所有的大客户生产晶片的能力。要做到那样的程度,成本并不低。在金融危机期间,张忠谋精心挑选的继任者蔡力行,做了几乎所有的执行长都会做的事:裁员及削减成本。但张忠谋想做相反的事。要让台积电40奈米的晶片制造回归正轨,需要投资人力与技术。要争取更多的智慧型手机业务,就需要大举投资晶片制造的产能——尤其是苹果的iPhone(于2007年推出,最初是向台积电的主要竞争对手三星购买关键晶片)。张忠谋认为蔡力行削减成本的做法是失败主义。「那时投资非常非常少,」张忠谋事后告诉记者,「我一直认为这家公司有能力做得更多……但这没有发生,8公司陷入停滞不前的状态。」

于是,张忠谋撤换了继任者,9亲自重掌兵符。当天台积电的股价下跌,因为投资者担心他会推出报酬不确定的高风险支出计划。张忠谋认为,真正的风险是接受现状,他不会让一场金融危机威胁到台积电竞逐业界的领导地位。他在晶片制造业有长达半个世纪的辉煌记录,从1950年代中期就开始琢磨出这番声誉。因此,在危机最严重的时刻,张忠谋召回了那些被前执行长裁员的员工,并加倍投资于新产能与研发。即使面临金融危机,他在2009年与2010年仍增加了数十亿美元的资本支出。他说,10「产能太多比产能不足」更好。在台积电抢占蓬勃发展的智慧型手机晶片市场时,任何想打入晶片代工业的公司,都会面临台积电的全力竞争。2012年,张忠谋在半导体业跨入第60个年头之际表示:「11我们才刚刚开始。」

38 苹果矽

 

 

台积电等代工厂的崛起,最大受益者是一家多数人甚至没意识到也有在设计晶片的公司:苹果。贾伯斯创立的公司一向专注于硬体,所以苹果很自然会想追求自家装置的完备,包括控制内部的矽晶片。贾伯斯从草创苹果开始,就已经深入思考软体与硬体之间的关系。1980年,还留着及肩头发、胡子盖住上唇的贾伯斯在一场演讲中提出一个问题:「1什么是软体?」他回答:「我唯一能想到的回答是,软体是变化太快的东西,或你还不确切知道你想要什么的东西,或你没时间融入硬体的东西。」

贾伯斯没有时间把他的所有想法都放入第一代iPhone的硬体中,那支手机是使用苹果自己的iOS作业系统,但把晶片的设计与生产外包给三星。这款革命性的新手机还有许多2其他的晶片:英特尔的记忆体晶片、欧胜(Wolfson)设计的音讯处理器、德国英飞凌(Infineon)生产的数据机晶片、CSR设计的蓝牙晶片、Skyworks的信号放大器等等,都是其他公司设计的。

随着贾伯斯推出新版的iPhone,他开始把他对智慧型手机的愿景刻在苹果自己的矽晶片上。iPhone上市一年后,苹果收购了矽谷的小型晶片设计公司PA Semi,该公司有节能处理方面的专业。不久,苹果开始雇用一些业内最好的晶片设计师。两年后,苹果宣布已经设计出自己的应用处理器A4,将会用在3新的iPad与iPhone 4中。设计像智慧型手机处理器那样复杂的晶片,成本非常高昂,这也是多数中低端智慧型手机的厂商从高通等公司购买现成晶片的原因。然而,苹果在德国的巴伐利亚与以色列的研发与晶片设计厂都投入了大量的资金,也在矽谷斥资请工程师设计最新的晶片。现在,苹果不仅为其多数装置设计主要处理器,也为AirPods等配件设计辅助晶片。这种对专用晶片的投资,可以解释为什么苹果的产品4运作得那么顺畅。iPhone上市四年内,苹果就囊括了全球智慧型手机获利的5六成以上,击败诺基亚(Nokia)、黑莓机(BlackBerry)等竞争对手,使东亚的智慧型手机制造商只能在利润低的廉价手机市场上竞争。

就像高通与其他启动行动革命的晶片公司一样,苹果虽然设计了愈来愈多的矽晶片,但它并没有制造任何晶片。众所皆知,苹果把其手机、平板电脑、其他装置的组装,都外包给中国组装厂的数十万名工人,那些工人负责把微小的零组件6组装在一起。中国的组装厂生态系统是全球制造电子设备的最佳地点。富士康、纬创等台湾公司在中国为苹果经营这些组装厂,这些厂房特别擅长生产手机、个人电脑,以及其他电子产品。虽然东莞、郑州等中国城市的电子组装厂是全球效率最高的,但它们并非无可取代。世界上还是有上亿名勉强为生的农民,他们很乐于以每小时一美元的价格,把零组件装在iPhone上。苹果大部分的产品是富士康在中国组装的,但也有一些是7在越南与印度组装。

然而,智慧型手机内建的晶片与装配线的工人不同,晶片很难更换。随着电晶体的缩小,制造晶片变得更加困难。能够制造先进晶片的半导体公司愈来愈少。到了2010年,也就是苹果推出第一款晶片时,顶尖的代工厂已屈指可数:台湾的台积电、韩国的三星,或许格芯也算(这要看它能不能抢到市占率而定)。英特尔在缩小电晶体方面仍居全球领先地位。它依然专注为个人电脑与伺服器制造自己的晶片,而不是为其他公司的手机制造处理器。中芯国际等中国代工厂试图迎头赶上,但技术依然落后多年。

因此,智慧型手机的供应链看起来与个人电脑的供应链截然不同。智慧型手机与个人电脑大多是在中国组装,内建的高价值元件大多是在美国、欧洲、日本或南韩设计。个人电脑处理器大多是来自英特尔,在该公司设于美国、爱尔兰或以色列的晶圆厂生产。智慧型手机则不同,它塞满了晶片,不是只有主处理器(苹果自己设计),还有用于连接行动网路的数据机晶片与无线射频晶片、连接WiFi与蓝牙的晶片、相机的图像感测器、至少两个记忆体晶片、感应动作的晶片(手机才能察觉到你何时把它横放了),以及管理电池、音讯、无线充电的半导体。这些晶片构成了制造智慧型手机所需的大部分材料。

随着半导体的制造产能转移到台湾与南韩,生产这些晶片的能力也随之转移。应用处理器是每部智慧型手机内的电子大脑,主要是在台湾与南韩生产,然后再送到中国,装进手机的塑胶外壳与玻璃萤幕内。苹果的iPhone处理器完全是在台湾制造。如今除了台积电以外,没有一家公司有制造苹果所需晶片的技术或产能。所以每部iPhone背面刻的文字「加州苹果公司设计,中国组装」其实很容易让人误会。苹果手机最不可替代的元件确实是在加州设计,在中国组装,但只能在台湾制造。

39 极紫外光微影制程

 

 

在半导体业中,苹果不是唯一一家供应链极其复杂的公司。到了2010年代末期,荷兰的微影成像公司ASML已花了近20年的时间,试图让极紫外光(EUV)微影成像技术发挥作用。要做到这点,需要在世界各地寻找最先进的元件、最纯的金属、最强大的雷射、最精确的感测器。EUV可说是这个时代最大的科技赌注之一。2012年,在ASML产出可运行的EUV机台之前的好几年,英特尔、三星、台积电都直接投资ASML,确保该公司有必要的资金继续为自家未来的晶片制程开发出EUV机台。英特尔光是在2012年就向ASML投资了140亿美元,那是英特尔有史以来押过最大的赌注之一。而且英特尔在那之前就在EUV投入了数十亿美元的补助与投资,时间可溯及葛洛夫时代。

诚如一位参与专案的科学家所述,英特尔与其他的晶片公司组成一个联盟,为了2「解决一个不可能的问题」,而向几个美国的国家实验室「提供感觉像无穷无尽的资金」。EUV微影成像设备(台湾俗称曝光机)背后的概念,从那时开始到现在几乎没什么改变。那个概念与莱斯罗普把显微镜颠倒过来,大致上是相同的:使用「光罩」挡住部分光线来转印图案,然后曝光到涂在矽晶圆的光阻剂上。光与光阻剂产生反应,于是可以沉积材料或蚀刻成完美的图案,进而产出晶片。

莱斯罗普是使用简单的可见光,以及柯达公司生产的现成光阻剂。如今则是使用更复杂的透镜与化学物质,最终在矽晶圆上转印出小至几百奈米的图案。可见光本身的波长是几百奈米,视颜色而定,所以随着电晶体愈来愈小,最终会达到极限。晶片业后来改用波长为248奈米与193奈米的不同类紫外线。这些波长可蚀刻的图案比可见光精确,但它们也有极限,因此业界又把希望寄托在波长为13.5奈米的极紫外光上。

使用EUV带来了几乎不可能解决的新困难。莱斯罗普是使用显微镜、可见光,以及柯达生产的光阻剂;相反的,所有关键的EUV元件都必须特制,你无法直接买到EUV灯泡。为了产生足够的EUV,需要用雷射粉碎一个小锡球。西盟(Cymer)是加州大学圣地牙哥分校的两位雷射专家创立的公司,自1980年代以来一直是微影成像光源领域的主要参与者。该公司的工程师发现最佳做法是发射一个直径为3000万分之1米的小锡球,使它以时速约200英里的速度穿过真空。然后以雷射照射那颗锡球两次,第一次是加热它,第二次是以约50万度的温度(太阳表面温度的好几倍)把它轰击成电浆体。这种轰击锡滴的过程,每秒重复5万次,就能产生制造晶片所需的EUV量。莱思罗普的微影成像技术只需要一个简单的灯泡作为光源。从那时起,这个流程的复杂度已暴增到令人难以置信的程度。

不过,西盟的光源之所以能够运作,是因为一种新的雷射功率足以粉碎锡滴。这需要一种比过去任何雷射都要强大的二氧化碳雷射器。2005年夏天,西盟的两名工程师找上德国精密模具公司创浦(Trumpf),询问它们能不能制造出这种雷射器。创浦当时制作的二氧化碳雷射器已是全球最好的,用于精密切割等工业用途。这些雷射器在德国的工业传统中是机械加工的重要基础。由于二氧化碳雷射器产生的能量中约80%是热能,仅20%是光,从机器中抽出热量是一大挑战。创浦之前设计了一种附风扇的鼓风机系统,每秒旋转一千次,因为速度太快而无法使用物理轴承。于是该公司学会使用磁铁,让风扇飘浮在空中,从雷射系统中3吸出热量,又不会磨损其他元件而危及可靠性。

创浦在提供西盟所需的精确度与可靠性方面颇负盛名,而且有优良纪录,但它能提供西盟需要的强度吗?EUV需要的雷射器比创浦目前生产的雷射器强大许多。此外,西盟要求的精确度,也比创浦之前处理的任何东西还要精密。创浦提出一种由四个元件组成的雷射器:两个低功率但对每个脉冲精确计时的「种子」雷射器,使雷射每秒可命中五千万颗锡滴;四个谐振器,增加光束的功率;一个超精确的「光束传输系统」,把光束引导到30多米外的锡滴室;一个最终聚焦装置,确保雷射4每秒直接命中数百万次。

每一步都需要新的创新。雷射室中的特殊气体必须维持在恒定的密度。锡滴本身会反光,可能会反射回雷射而干扰系统。为了避免这种情况发生,就需要特殊的光学装置。该公司需要工业钻石来提供「窗口」,让雷射可以透过「窗口」离开雷射室,因此必须与合作伙伴一起开发新的超纯钻石。创浦花了10年克服这些挑战,并产出有足够功率与可靠性的雷射器。5每个雷射器都需要457,329个元件。

在西盟与创浦找到轰击锡滴的方法,使它发出足够的EUV以后,下一步是制造镜子来收集光,并把光导向矽晶片。制造全球最先进光学系统的德国蔡司公司,早在珀金埃尔默与GCA的时代就为微影成像系统制造镜子与透镜。然而,过去使用的光学元件与EUV所需要的不同,两者之间的差异就像莱斯罗普的灯泡和西盟轰击锡滴系统之间的差别那么大。

蔡司面临的主要挑战是EUV难以反射。EUV的13.5奈米波长比较接近X光线,而不是可见光。就像X光线那样,许多材料会吸收EUV,而不是反射EUV。蔡司开始开发由100层钼与矽交替制成的镜子,每层都只有几奈米厚。劳伦斯利佛摩国家实验室的研究人员在61998年发表的一篇论文中指出,这是最佳的EUV反射镜,但事实证明,打造这样一面奈米级精度的反射镜几乎是不可能的事。最终,蔡司制造出有史以来最光滑的镜子,杂质几乎小到难以察觉。蔡司表示,如果把EUV系统中的反射镜放大到德国那么大,其最大的不规则度仅0.1毫米。为了精确地导引EUV光,它们必须完全静止不动,这需要非常精确的机械与感测器,蔡司号称那些机械与感测器甚至可以导引雷射,7击中远在月球的高尔夫球。

对2013年接管ASML EUV事业的范霍特来说,EUV微影成像系统最关键的投入不是任何个别的元件,而是公司本身在供应链管理方面的技能。范霍特解释,ASML设计这个商业关系网络8「就像设计一台机器」一样,形成一个由数千家公司组成的精心调整系统,能够满足ASML的严格要求。他估计,ASML本身只生产EUV机台的15%元件,其余都从其他公司采购。这让ASML可以取得全球最精密的产品,但也需要持续的监控。

ASML别无选择,只能依赖单一来源提供EUV系统的关键元件。为此ASML深入了解供应商的供应商,以了解风险。ASML会投资某些供应商,例如在2016年支付10亿美元9资助蔡司的研发流程。然而,ASML也要求这些公司必须遵守严格的标准。ASML的执行长彼得.温宁克(Peter Wennink)对一家供应商说:「你们不守规矩的话,我们会10直接把你们的公司买下来。」这不是开玩笑。ASML评估后发现自己管理这些供应商的效果更好后,就干脆收购了几家供应商,其中就包括西盟。

如此衍生的结果是一台有数十万个组件的机台,花了数百亿美元及几十年的时间才开发出来。而且更奇迹的是,不仅EUV微影成像技术可行,它还可以可靠地运作,生产出符合成本效益的晶片。对EUV系统中的任何元件来说,极度可靠非常重要。ASML设定的目标是,每个元件在需要维修之前,11平均至少使用3万个小时,也就是约4年。实务上,维修还是比较频繁,因为不是每个元件都在同一时间损坏。每台EUV机台的成本超过1亿美元,因此每台只要停机1小时,晶片制造商就损失数千美元的生产。

EUV机台之所以能够运作,有部分要归功于软体。例如,ASML使用预测性维护演算法来预测元件何时需要在损坏之前先更换。它也用软体做所谓的「运算微影成像」流程,以便更精确地转印图案。光波对光阻剂的反应有原子级的不可预测性,那也为EUV带来了新的问题(以前的较大波长几乎没有这种问题)。为了调整光折射方式的异常,ASML机台曝光的图案与晶片制造商希望印在晶片上的图案是不同的。例如,要印一个X,需要用形状完全不同的图案,但是光波照在矽晶圆上时,12最终会产生一个X。

最终的产品(晶片)之所以能可靠地运作,是因为它们只有单一组成:一块矽上覆盖着其他金属。晶片中没有可移动的部件(除非你把内部快速移动的电子也算在内)。然而,生产先进的半导体,一直是依赖一些有史以来最复杂的机器。ASML的EUV微影成像设备,是史上最昂贵的量产机台。它极其复杂,用户没有接受ASML人员的广泛培训,根本不可能使用。在机台的整个生命周期,ASML的人员都会在现场。每个EUV扫描器的侧边都有一个ASML的标志。但ASML欣然承认,该公司的专业其实是组织一个由光学专家、软体设计师、雷射公司,以及许多其他人所组成的网络,这些人的能力是实现EUV梦想所必需的。

要哀叹制造的外移很容易,就像葛洛夫生前那几年那样。美国的经济民族主义者要是知道微影成像技术或EUV技术的历史,发现荷兰公司ASML把美国国家实验室首创的一项技术加以商业化,而且主要还是由英特尔资助,肯定会气得半死。然而,ASML的EUV机台并不是真正的荷兰产品,虽然它们主要是在荷兰组装。关键元件是来自加州的西盟与德国的蔡司和创浦。即使是德国公司,也要依赖13美国生产的关键设备。重点是,这些神奇的机台是许多国家的产物,没有一个国家能宣称自己拥有一切。这个由数十万个元件构成的机台,是许多国家的心血结晶。

葛洛夫把第一笔2亿美元的资金投入EUV以前,曾问卡拉瑟斯:「这可行吗?」经过30年及数十亿美元的投资、一系列的技术创新,以及打造出世界上最复杂的供应链以后,到2010年代中期,ASML的EUV机台终于准备好部署在全球最先进的晶片制造厂了。

40 「没有替代方案」

 

 

2015年,有人问严涛南,万一ASML正在开发的新EUV微影成像设备无法运作,会发生什么事。过去25年,严涛南一直致力投入最先进的微影成像技术。1991年,他从麻省理工学院毕业后就到德仪工作,在那里接触到GCA破产前生产的最后一批微影成像机台。他在1990年代末期加入台积电,当时产生193奈米波长的深紫外线微影成像技术才刚问世。近20年来,晶片业依靠这些机台来制造愈来愈小的电晶体,并运用一系列的光学技巧(例如让光穿过水或穿过多个光罩)来让193奈米的光波能够形成只有其几分之一大小的图案。这些技巧让摩尔定律得以延续,晶片业因此不断地缩小电晶体,从1990年代末期的180奈米节点,进化到3D FinFET晶片的早期阶段(2010年代中期,FinFET晶片已准备好量产)。

然而,能帮193奈米刻出更小细节的光学技巧是有限的。每个新的变通方法都会增加时间与成本。到了2010年代中期,一些小幅改善也许勉强还能做到,但摩尔定律需要更好的微影成像机台来刻更小的形状。现在唯一的希望是,从1990年代初期就开始开发但严重耽搁的EUV机台,最终能以商业规模运作。还有别的选择吗?严涛南知道:1「没有替代方案。」

张忠谋押在EUV上的赌注,比半导体业里的任何人都大。台积电的微影成像团队对于EUV机台是否已经准备好量产,意见分歧。但说话温和的台积电研发高层蒋尚义确信,EUV是唯一的前进道路。蒋尚义领导台积电的研发,一般普遍认为他是台积电顶尖制造技术的功臣。他生于重庆,跟张忠谋一样在二战期间为逃离日军攻击而举家迁徙。他在台湾成长,后来在史丹佛大学攻读电机,毕业后先后在德州的德仪及矽谷的惠普工作。当台积电突然打电话给他,提供一份工作机会及丰厚的签约奖金时,他于1997年搬回台湾,帮助建立公司。2006年,他退休回到加州,但2009年台积电在40奈米制程面临延宕时,张忠谋感到有点沮丧,趁他回台湾之际,以一碗牛肉面打动他,让他回到台积电重掌研发大计。

蒋尚义曾在德州、加州、台湾工作过,总是受到台积电的雄心壮志与工作态度所感召。那股雄心壮志源自于张忠谋对世界一流技术的愿景,这点从他愿意投下巨资,把台积电的研发团队从1997年的120人扩大到2013年的7000人,即可见得。这种渴望弥漫着整个公司,蒋尚义解释:「台湾人工作勤奋很多。」由于制造机台占先进制造厂成本的很大一部分,因此维持设备运行对获利非常重要。蒋尚义指出,在美国,如果凌晨一点发生故障,工程师会等到清晨再修理。在台积电,他们凌晨两点前就修好了。他说:「他们不会抱怨,2他们的配偶也不会抱怨。」蒋尚义回锅重掌研发后,台积电开始毅然迈向EUV。他可以轻易找到愿意通宵工作的员工。他要求在台积电的最大厂之一Fab 12的中间安装三台用来测试的EUV扫描器。在公司与ASML的合作关系中,他也不惜重金,一再地3测试与改进EUV机台。

格芯为7奈米节点做准备时,也跟台积电、三星、英特尔一样考虑采用EUV。从创立之初,格芯就知道,公司如果想蓬勃发展,就需要壮大。格芯承接了AMD的晶圆厂,但那些晶圆厂远比竞争对手的小。为了壮大,格芯于2010年收购了新加坡的晶圆代工厂4特许半导体。几年后的2014年,又收购了IBM的微电子事业,承诺为IBM生产晶片(IBM决定出售晶圆厂的理由跟AMD一样)。IBM高阶主管过去常分享一张运算生态系统的图:5一个倒金字塔,底部是半导体,上面的其他运算都依赖它。然而,IBM虽然在半导体业务的成长中扮演根本要角,但该公司的领导者认为制造晶片在财务上没有意义。当他们面对究竟要投资数十亿美元来建造先进晶圆厂,还是投资数十亿美元打造高利润软体的决定时,他们选择了后者,6把晶片部门卖给了格芯。

2015年,拜这些收购所赐,格芯成了美国最大的代工厂,也是全球最大的代工厂之一,但与台积电相比仍是小巫见大巫。格芯与台湾的联电竞争世界第二大代工厂的地位,两家公司都拥有7约10%的代工市占率,而台积电拥有50%以上的全球代工市场。2015年,三星在晶圆代工市场的市占率只有5%,但是如果把三星生产自己设计的晶片也算进去的话(例如记忆体晶片、智慧型手机的处理器晶片),三星生产的晶圆比任何公司都多。业界标准是以每月千片晶圆为单位来衡量,台积电的产能为180万,三星为250万,8格芯仅70万。

台积电、英特尔、三星肯定会采用EUV,虽然它们对于何时及如何采用EUV有不同的策略。格芯则不是那么肯定,该公司在28奈米制程方面一直不太顺利。为了降低延迟的风险,格芯决定从三星取得914奈米制程的授权,而不是内部开发,这项决定显示他们对自己的研发不太有信心。

到了2018年,格芯已采购一些EUV微影成像机台,并安装在最先进的Fab 8晶圆厂中。但这时格芯的高管却下令停工,10取消EUV计划。格芯放弃了先进的新节点,不采用以EUV微影成像技术为基础的7奈米制程(那个制程的开发已投入15亿美元,若要上线运作还需要再投入差不多的金额)。台积电、英特尔、三星的财务状况足以让他们豁出去豪赌一番,并希望EUV能顺利运作。格芯则判断自己身为中型代工厂,永远不可能让7奈米制程获利。因此格芯宣布停止生产更小的电晶体,把研发支出削减三分之一,并在经历几年亏损后迅速转亏为盈。除了全球最大的晶片制造商,制造先进的处理器对一般业者来说太昂贵了。连拥有格芯股权的波斯湾王室也嫌财力不够雄厚。于是,有能力制造先进逻辑晶片的公司再从四家减为三家。

41 英特尔如何忘了创新

 

 

美国至少可以依靠英特尔。该公司在半导体业有无与伦比的地位。虽然英特尔老一辈的领导层早就不在了(葛洛夫于2016年去世,现年90几岁的摩尔则是到夏威夷颐养天年了),但把DRAM商业化及发明处理器的声誉依然存在。在结合创新晶片设计与制造能力方面,找不到比英特尔声誉更好的公司了。英特尔的x86架构仍是个人电脑与资料中心的业界标准。个人电脑市场停滞不前,因为目前看来几乎每个人都有个人电脑了,但这对英特尔来说仍是获利很好的事业,每年带来数十亿美元的获利,可再投资于研发。整个2010年代,英特尔在研发上的支出逾100亿美元,是台积电的四倍,也是DARPA全部预算的三倍。世界上只有几家公司的研发支出超越英特尔。

随着晶片业进入EUV时代,英特尔看来已准备好称霸市场。在EUV技术的兴起方面,英特尔扮演关键要角,这要归功于葛洛夫在1990年代初期对这项技术投入最初的2亿美元。如今,经过数十亿美元的投资(其中有很大一部分来自英特尔),ASML终于开发出这项技术。然而,英特尔并没有把握这个电晶体不断缩小的新时代,而是浪费了领先优势,错过了AI所需半导体架构的重大转变,接着又延误了制程,未能跟上摩尔定律的步调。

如今,英特尔仍享有丰厚的利润,它仍是美国最大、最先进的晶片制造商。然而,自1980年代葛洛夫决定放弃记忆体,把一切都押在微处理器以来,英特尔的未来比过去的任何时点更不确定。它仍有机会在未来五年重新夺回领导地位,但也可能轻易消亡。这一切攸关的不单只是一家公司,而是美国晶片制造业的未来。没有英特尔,就再也没有一家美国公司——或者台湾或韩国以外的工厂——有能力制造先进处理器了。

英特尔跨入2010年代时,可说是矽谷的异类。投入逻辑晶片市场的多数美国公司,包括英特尔的主要竞争对手AMD,都已经出售自己的晶圆厂,只专注于设计。英特尔坚持固守整合化的模式(把半导体设计与制造整合在一家公司里),因为英特尔的高层认为这种模式仍是量产晶片的最佳做法。英特尔的领导人认为,该公司的设计与制程可相互优化。相较之下,台积电别无选择,只能采用通用制程,这种制程适用于AMD的伺服器晶片,也适用于高通的智慧型手机处理器。

英特尔正确地掌握了这种整合模式的一些好处,但这也有很大的缺点。由于台积电为许多不同的公司制造晶片,它现在每年制造的矽晶圆数量几乎是英特尔的三倍,因此1有更多的机会可以精进制程。此外,英特尔把设计晶片的新创企业视为威胁,台积电则把它们视为潜在客户,可为它们提供制造服务。由于台积电只有一个价值主张——有效制造——其领导高层不断地追求以更低的成本,制造愈来愈先进的半导体。英特尔的领导者则不得不把注意力分散在晶片设计与晶片制造上,结果两边都顾不好。

英特尔的第一个问题是人工智慧。到了2010年代初期,该公司的核心市场,也就是供应个人电脑的处理器,已经停滞不前。如今,除了游戏玩家以外,几乎没有人会在新型处理器问世时兴奋地升级个人电脑,多数人也不太去想电脑里装的是哪种类型的处理器。英特尔的另一个主要市场(卖伺服器处理器给资料中心)在2010年代蓬勃发展。亚马逊网路服务、微软Azure、Google云端平台,以及其他的公司构建了巨大的资料中心网络。这些资料中心的运算力构成了「云端」。我们在网路上使用的多数资料,就是在这些公司的资料中心处理的,而每个资料中心都装满了英特尔的晶片。但在2010年代初期,就在英特尔称霸资料中心这一块事业后,处理需求开始发生变化。新兴趋势是AI,而英特尔的主要晶片在设计上无法很好地因应这项任务。

自1980年代以来,英特尔一直专注于CPU晶片,亦即中央处理器,个人电脑中的微处理器就是一例。这些晶片有如电脑或资料中心的「大脑」,是通用的工作主力,可以打开网路浏览器,也可以执行微软的Excel软体。CPU可以做多种不同的运算,用途多元,但它们是连续地逐一处理这些运算。

在通用CPU上执行任何AI演算法是有可能的,但AI需要的运算规模导致采用CPU的成本高得吓人。训练单一AI模型的成本(它使用的晶片及晶片消耗的电力)可能2高达数百万美元。比如说,要训练一台电脑辨识猫,你必须向那台电脑展示大量的猫与狗,这样它才能学会区分猫狗。你的演算法要求区分的动物愈多,需要的电晶体就愈多。

由于AI经常需要重复执行相同的运算,每次使用不同的资料,所以想办法为AI演算法订制晶片,才能让AI变成经济上可行的运用。多数公司的演算法是放在亚马逊、微软等大型云端运算公司所经营的资料中心里,所以这些云端业者每年斥资数百亿美元购买晶片与伺服器。他们为这些资料中心所支付的电费也非常惊人。当他们竞相向各种公司出售云端空间时,尽可能从晶片中撷取效率就很必要。相较于英特尔的通用CPU,针对AI优化的晶片运作得更快,占用的空间更少,也更省电。

2010年代初期,设计图形晶片的公司辉达开始听到传闻,史丹佛大学的博士生把辉达的图形处理器(GPU)用于图形以外的其他用途。GPU的运作方式异于一般的英特尔或AMD的CPU。CPU有无限的灵活性,但所有的运算是逐一执行。相反的,GPU是同一运算同时多次反覆执行。很快大家就发现,这种「并行处理」不止可用来控制电玩中的图像画素,还有其他的用途,例如有效地训练AI系统。CPU只能向演算法提供一份接一份的资料,GPU则可以同时处理多份资料。为了学习辨识猫的图像,CPU是逐一处理每个画素,GPU则是一次「看」多个画素。因此,训练一台电脑辨识猫所需的时间大幅减少了。

此后,辉达开始把公司的未来押在AI上。从创立之初,辉达就把晶片制造外包(主要是外包给台积电),专注于设计新一代的GPU,并定期精进其特殊的程式设计语言CUDA,这种语言让人更容易设计使用辉达晶片的程式。投资者臆测,资料中心将会需要愈来愈多的GPU,辉达因此成了3美国最有价值的半导体公司。

然而,辉达的崛起并不是那么确定的事,因为大型云端运算公司(如Google、亚马逊、微软、脸书、腾讯、阿里巴巴等)除了采购辉达的晶片,也开始针对自己的处理需求设计专用的晶片,并把焦点放在AI与机器学习上。例如,Google设计了张量处理器(Tensor processing unit,简称TPU),这种晶片的优化是配合Google的TensorFlow软体库一起使用。你可以用每月3000美元的价格租用Google最简单的TPU(位于其爱荷华州的资料中心)。不过,更强大的TPU价格可达4每月10万美元以上。云端可能听起来虚无缥缈,但帮我们储存所有资料的矽晶片是非常真实、也非常昂贵的。

最终无论是辉达还是大型云端运算公司胜出,英特尔近乎垄断资料中心处理器的局面都将结束。如果英特尔已找到新的市场,失去这个主导地位就不是那么严重的问题。然而,英特尔在2010年代中期进军代工业务,试图与台积电正面竞争,但终告失败。英特尔试图向任何寻求晶片制造服务的客户开放其生产线,等同于承认整合与制造的模式并不像英特尔高层宣称的那么成功。英特尔具备成为一家主要代工厂的一切要件,包括先进技术与巨大产能,但成功需要重大的文化变革。台积电对智慧财产权的态度是开放的,反之英特尔是封闭且保密的。台积电是服务导向,英特尔认为客户应该遵循它的规则。台积电不与客户竞争,因为它没有设计任何晶片;英特尔是晶片业的巨擘,其晶片几乎与所有的同业竞争。

2013年至2018年担任英特尔执行长的布莱恩.科再奇(Brian Krzanich)公开坚称:「过去几年,我基本上一直在经营5我们的代工事业。」他也描述这项业务「策略上很重要」,但客户看来并非如此,他们认为英特尔并未优先看待代工客户。在英特尔内部,代工业务6并未获得优先考量。相较于制造个人电脑与资料中心的晶片(仍是利润丰厚的业务),英特尔这项新的代工事业几乎得不到内部支援。因此,2010年代英特尔投入代工业务时,只获得一个大客户,代工业务7经营短短几年后就关闭了。

随着2018年英特尔50周年纪念日的来临,这家公司也开始衰颓,市占率萎缩,官僚气息令人生厌,创新不再。压倒一切的最后一根稻草,是英特尔使摩尔定律无法延续,规划的制程改善一再延误,目前仍难以修正。2015年以来,英特尔一再宣布推迟10奈米与7奈米的制程,而台积电与三星已经领先。

英特尔几乎没有解释8出了什么问题。这五年来,英特尔一再宣布「暂时的」生产延期,技术细节都掩藏在员工的保密协议中。多数业内人士认为,英特尔的许多问题源自于9延迟采用EUV机台。到了2020年,英特尔长年资助开发的EUV微影成像机台中,有半数已经10安装在台积电。相反的,英特尔才刚开始在制程中使用EUV。

随着2010年代的结束,仅两家公司有能力制造最先进的处理器:台积电与三星。对美国来说,这两家公司都有同样的问题:它们的地理位置。现在,全球最先进的处理器都在台湾与南韩生产,而这两国都与美国正在崛起的战略对手——中国——近在咫尺。

▲ 荷兰的ASML公司制造最先进的微影成像机,这种机器是用来制作数百万个微型电晶体的图案,每个电晶体都远比人体的细胞还小。每台机器的成本都超过1亿美元,由数十万个元件组成。(ASML)

▲ 如今,先进晶片有微小的3D立体电晶体,每个电晶体都比新冠病毒还小,仅几奈米宽(1奈米等于1米的十亿分之一)。(IBM)

第七部 中国的挑战


42 中国制

 

 

2014年,中共中央总书记习近平宣称:「没有网络安全就没有国家安全,没有信息化1就没有现代化。」习近平的父亲是中国早期的共产党领导人之一,习近平在大学读的是工程,后来他在政坛崭露头角,是凭着如变色龙一般的身段,能展现出特定受众想要的任何形象。对中国的民族主义者来说,他的「中国梦」计划承诺了民族复兴与大国地位。对于企业,他誓言推动经济改革。有些外国人甚至觉得习近平其实是民主主义者,《纽约客》在他上台后立即表示,习近平是一位「意识到中国必须进行2真正的政治改革的领导人」。大家唯一可以确定的是,习近平确实有从政的天赋。他的观点就隐藏在紧闭的嘴唇与伪装的微笑之后。

在那微笑的背后,是一种挥之不去的不安全感。在习近平统治中国的10年里,那种不安全感持续推动着他的政策。他认为最主要的风险在于数位世界。多数观察家都认为,在保障他个人的数位安全方面,习近平没什么好担心的。中国领导人拥有全球最有效的网路控制系统,雇用数千名审查员来监管3网路上的交流内容。中国的防火墙使中国公民无法造访网路上的大片区域,断然推翻了西方对网路的预测。西方预测网路将成为一股解放的政治力量,传播民主价值观。然而,习近平觉得自己在网路上强大到可以嘲笑西方的这种信念。他宣称「4互联网让世界变成了地球村,」却避而不谈中国直接禁止许多世界上最受欢迎的网站,如Google与脸书。他心目中的全球网路,与网路初期的乌托邦不同。他心目中的全球网路是中国政府可用来恣意展现权力的网路。他在另一个场合宣布:「我们要鼓励和支持我国网信企业走出去,深化互联网国际交流合作,积极参与『一带一路』建设。」这是指让世界融入中国建造的基础建设,这些基础建设不仅包括道路与桥梁,也包括网路设备与审查工具。

利用数位世界达到专制目的,中国是做得最成功的国家。中国驯服了美国的科技巨擘。Google与脸书遭到屏蔽,由百度、腾讯等本土公司所取代,这些公司在技术上与美国的竞争对手不相上下。苹果、微软等获准进入中国市场的美国科技公司,也是因为同意配合中国的审查工作。中国让网路顺从其领导人所愿的程度,远远超过了其他国家。外国的网路与软体公司必须服从共产党想要的任何审查规则,否则只能放弃进入那个庞大的市场。

既然如此,习近平为什么还担心数位安全呢?中国领导人对中国的技术能力了解得愈多,就愈察觉到他们的网路公司重要性似乎不那么高。靠1与0运作的中国数位世界,主要都是在进口的半导体上处理与储存。中国的科技巨擘需要资料中心,而资料中心里都是外国的晶片,大多是美国生产的。爱德华.史诺登(Edward Snowden)逃往俄罗斯以前所泄露的档案,显示出美国的网路窃听能力,甚至连中国的网路监听专家也感到讶异。中国公司在开发电子商务、线上搜寻、数位支付等软体方面复制了矽谷的专长,但这些软体都需要依赖外国的硬体。说到支撑运算的核心技术,中国极其依赖外国的产品,其中有许多产品是矽谷设计的,而且几乎所有的产品都是由美国公司或其盟友生产的。

习近平认为这是一种难以防守的风险。2016年,习近平宣称:「一个互联网企业即便规模再大、市值再高,如果核心元器件严重依赖外国,供应链的『命门』就5掌握在别人手里。」习近平最担心的核心技术是什么?一是软体产品:微软Windows。尽管中国一再努力开发有竞争力的中国作业系统,中国大多数的个人电脑还是使用微软Windows。然而,习近平认为更重要的核心技术,是启动中国的电脑、智慧型手机、资料中心的晶片。他提到:「微软的视窗操作系统6只配对英特尔的芯片。」因此,中国的多数电脑7都需要美国的晶片才能运行。在2000年代与2010年代的多数时间,中国进口半导体的支出,8比进口石油的支出还多。在推动中国的经济成长方面,强大的晶片与石油一样重要。然而,与石油不同的是,晶片的供给遭到中国的地缘政治对手所垄断。

多数的外国人很难理解中国为什么会紧张。这个国家不是已经建立了价值数千亿美元的大型科技公司了吗?报纸头条一再宣称中国是领先全球的科技强国之一。前Google大中华区总裁李开复写的书《AI新世界》(AI Superpowers)亦指出,中国是全球两大AI超级大国之一。中国打造了一个融合AI与威权主义的二十一世纪系统,9充分利用监控技术。但即使是追踪中国异议人士与少数民族的监控系统,也是依赖10英特尔与辉达等美国公司的晶片。中国所有最重要的技术,都是建立在进口矽晶片这块脆弱的基础上。

中国领导人深知他们的国家应该在国内制造更多的晶片。这不单只是为了避免供应链的脆弱。中国与邻国一样,唯有生产中国领导人所谓的「核心技术」(世界其他地区不可或缺的产品),才有可能获得更有价值的业务。否则中国可能只能延续苹果手机那种低利润的营运模式。数以百万计的中国人参与了手机的组装,但这些装置卖给最终用户时,苹果赚走了大部分的钱,其余的利润大多归属每部手机内建晶片的制造商。

中国领导人面临的问题是,如何转型成有能力生产出全球梦寐以求的晶片。当日本、台湾、南韩想打入晶片业复杂又高价值的环节时,他们为本土的半导体公司挹注了大量的资金,号召政府投资,但也对民间银行施压,要求银行放贷。再者,他们试图吸引在美国大学求学以及在矽谷工作的科学家与工程师返国。第三,他们与外国公司建立合作伙伴关系,但要求外国公司转移技术或培训本土劳工。第四,他们促使外国人相互较劲,利用矽谷公司之间的竞争(后来又利用美国公司与日本公司之间的竞争)为自己争取最好的条件。李国鼎在协助创立台积电时曾对张忠谋说:「我们想在台湾11建立半导体产业。」习近平当然也想建立半导体产业,这一点也不令人意外。

43 「把冲锋号吹起来」

 

 

2017年1月,就在川普就任美国总统的三天前,习近平获邀到瑞士达沃斯(Davos)举行的世界经济论坛上演讲,阐述中国的经济愿景。当他承诺以「充满活力、创新导向的成长模式」来创造「双赢」时,现场的执行长与亿万富豪都礼貌地鼓掌。他也宣称:「1没有人会成为贸易战的赢家。」这一席话毫不隐晦地挖苦了即将上任的美国总统。三天后,川普在华盛顿发表了措辞出奇激进的就职演说,他谴责「其他国家制造我们的产品,窃取我们的公司,摧毁我们的就业机会」。川普不支持贸易,而是宣称2「保护将带来蓬勃与强大」。

习近平的演说,是那种全球领导人对商业大亨演讲时该说的场面话。习近平捍卫经济开放与全球化、反对川普与英国脱欧等民粹冲击的说法,获得了媒体的吹捧。名嘴伊恩.布蓝默(Ian Bremmer)在推特上发文:「他听起来3比美国总统当选人更像总统。」《金融时报》的头版头条写道:「4习近平力捍全球化。」《华盛顿邮报》宣称:「在民粹主义的反抗中,世界各国领导人在达沃斯找到了5全球化的希望。」世界经济论坛的主席克劳斯.史瓦布(Klaus Schwab)说:「国际社会都6把目光投向了中国。」

习近平首次出席达沃斯盛会的几个月前,他在北京举行的「网络安全和信息化」会议上对中国的科技巨擘与共产党领导人发表了一场基调全然不同的演讲。现场听众包括华为创办人任正非、阿里巴巴执行长马云、知名解放军研究人员,以及中国的多数政要。习近平敦促中国应该「尽快在核心技术上取得突破」。最重要的是,「核心技术」就是在说半导体。习近平没有呼吁贸易战,但他的愿景听起来也不像贸易和平。「推动强强联合、协同攻关。要打好核心技术研发攻坚战……不仅要把冲锋号吹起来,而且要把集合号吹起来,也就是要把最强的力量积聚起来共同干,7组成攻关的突击队、特种兵。」看来川普不是唯一把军事比喻与经济政策混为一谈的世界领导人。晶片业面临着来自世界第二大经济体及统治该经济体的一党专政国家的组织化攻击。

中国的领导人指望透过市场与军事手段的结合,在国内开发先进的晶片。虽然习近平把对手关进牢里,成为毛泽东以来最有权势的中国领导人,但他对中国的控制并非绝对的。他可以关押异议份子,甚至审查网路上最隐晦的批评,但他的经济议程在许多方面,从产业结构调整到金融市场改革等等,依然胎死腹中,被偏好维持现状的8共产党官僚与地方政府官员所阻挠。官员面对来自中央的讨厌指示,经常拖拖拉拉,不愿行动。

不过,习近平的军事言论不单只是为了动员那些官僚而采取的计策。随着时间经过,中国技术地位的不稳定变得日益明显。中国的半导体进口量连年增加。晶片业正以对中国不利的方式转变。中国国务院在一份科技政策报告中指出:「投资规模迅速上升,9市场份额加速向优势企业集中。」这些主导企业(主要是台积电与三星)将很难被取代。然而,中国的领导者也意识到,在「云端运算、物联网、大数据」的推动下,晶片的需求正「爆炸性增长」。这些趋势很危险:晶片变得更加重要,但最先进晶片的设计与生产却由少数几家公司垄断,而且这些公司都不在中国。

中国的问题不止在晶片制造而已。在生产半导体的过程中,中国几乎每一步都极其依赖外国技术,而且这些技术几乎都由中国在地缘政治上的对手(台湾、日本、韩国或美国)所掌控。乔治城大学安全与新兴技术中心的学者汇整的10资料显示,用于设计晶片的软体工具是由美国公司主导,中国在全球软体工具市场的市占率不到1%。核心智慧财产权是电晶体模式的基石,许多晶片都是利用那些模式设计出来的,而中国在这方面的市占率是2%,其余大多是由美国或英国公司囊括。在矽晶圆及其他的晶片制造材料方面,中国的市占率是4%;在晶片制造机台方面,中国的市占率是1%;在全球晶片设计市场方面,中国的市占率是5%。在晶片制造业务中,中国只有7%的市场,而且这些制造都不涉及高价值的先进技术。

乔治城大学的那份研究显示,在整个半导体供应链中,加总晶片设计、智慧财产权、机台、制造、其他步骤的影响,中国企业的市占率为6%,而美国是39%,南韩是16%,台湾是12%。中国生产的几乎每块晶片,都可以在其他地方制造。在先进的逻辑、记忆体、类比晶片方面,中国非常依赖美国的软体与设计;依赖美国、荷兰、日本的机器;也依赖南韩与台湾的制造。这也难怪习近平会担心。

随着中国的科技公司进一步向云端运算、自驾车、AI等领域推进,他们对半导体的需求势必会增加。仍是现代资料中心主力的x86伺服器晶片,依然是由AMD与英特尔主导。中国没半家公司生产有商业竞争力的GPU,所以中国必须依靠辉达与AMD11取得这类晶片。如果中国真的如中国支持者所承诺以及中国政府所希望的那样,成为AI超级大国,中国对外国晶片的依赖只会愈来愈高,除非中国找到自己设计及制造晶片的方法。习近平呼吁「组成攻关的突击队、特种兵」,这项呼吁看来非常紧迫。中国政府制定一项名为《中国制造2025》的计划,计划在2025年以前把中国进口的晶片比率从85%降至30%12(亦即把晶片自给率提升至70%)。

自中华人民共和国成立以来,每位中国领导人都想发展半导体业。毛泽东的文化大革命梦想每个工人都能自己生产电晶体,结果彻底失败。几十年后,中国领导人招募张汝京来创立中芯国际,「与中国人分享上帝的爱」。他打造了一个可运作的代工厂,但难以获利,又遭到台积电祭出连串的智慧财产权诉讼所冲击。最终,张汝京黯然离去,13中国政府取代了民间投资者。到了2015年,中国工业和信息化部的一名前官员被任命为中芯国际的董事长,巩固了中芯国际与中国政府的关系。中芯国际在制造实力方面,仍持续明显落后台积电。

不过,中芯国际在中国的晶片制造业中,还算是一个比较成功的例子。华虹与宏力这两家中国代工厂几乎没有市占率可言,主要是因为掌控它们的国有企业与市政府不断地干预它们的商业决策。一家中国代工厂的前执行长解释,每位省长都希望在自己的省建一座晶片制造厂,为了确保工厂建成,他们提供各种补贴,也祭出隐晦的威胁。因此,中国的代工厂最终变成一批14遍布全国的低效小厂。外国人以为中国晶片业有巨大的潜力,但前提是要先解决那些糟糕的公司治理与营运流程。一位欧洲半导体公司的高层解释:「一家中国公司说:『我们来开一家合资企业吧。』我觉得听起来是在说:15『我们一起来赔钱吧。』」那些确实成立的合资企业,普遍沉迷于政府补贴中,很少产出有意义的新技术。

2000年代,中国的补贴策略并未创造出一个领先的国内晶片业。然而,中国在政治上无法容忍毫无作为,也就是放任对外国半导体的持续依赖。因此早在2014年,中国政府就为了支持晶片业的新跃进,决定加倍补贴半导体,推出后来所谓的「大基金」*1。这项基金的主要「投资者」包括中国财政部、国有的中国国家开发银行,以及其他国有公司,包括中国烟草公司,以及北京、上海、武汉16市政府的投资机构。一些分析师称赞这是一种17国家支持的「创投」新模式,但迫使中国国有的烟草公司来资助半导体业,其实与矽谷的创投营运模式相去甚远。

中国政府得出中国晶片业需要更多资金的结论是正确的。2014年该基金成立时,先进晶圆厂的成本远远超过100亿美元。据报导,整个2010年代,中芯国际的营收每年才20几亿美元,不到台积电的十分之一。光靠民间资金,不可能复制台积电的投资计划,18只有政府有本钱冒这种风险。中国投入晶片补贴与「投资」的金额难以估量,因为大部分的支出是由地方政府与不透明的国有银行提供,但一般普遍认为规模可达数百亿美元。

然而,中国政府不想与矽谷有任何关连,而是希望摆脱矽谷,这导致中国处于不利的地位。日本、南韩、荷兰、台湾借由与美国晶片业的深度融合,在半导体制程的重要环节中占据了主导地位。台湾代工业的繁荣,是受惠于美国的无晶圆公司。而ASML的最先进微影机台之所以能运作,全靠该公司圣地牙哥子公司所生产的专用光源。这些国家之间的贸易关系虽然偶尔出现紧绷,但它们有相似的利益与世界观,因此它们把晶片设计、机台、制造服务方面的相互依赖,当成为全球化生产的效率付出的合理代价。

如果中国只是想在这个生态系统中扮演更大的角色,那种野心原本是有可能实现的。然而,中国并不想在一个由美国及其盟友主导的系统中寻找更好的位置。习近平呼吁「打好攻坚战」,并不是要求中国略微提高市占率。他是要求改造全球的半导体业,而不是与之融合。中国一些经济政策的制定者与半导体业的高层可能更想要深入融合的策略,但中国领导人对安全的重视更胜于效率,他们认为相互依赖是一种威胁。《中国制造2025》计划并未提倡经济整合,而是相反,它呼吁减少中国对进口晶片的依赖。《中国制造2025》的首要目标,是19降低中国使用的外国晶片比例。

这个经济愿景有可能改变贸易流动与全球经济。自从快捷半导体在香港设立第一家工厂以来,晶片贸易协助推动了全球化。中国改造半导体供应链的愿景所涉及的美元价值非常惊人。2017年中国的晶片进口额是2600亿美元(也就是习近平首次出席达沃斯那年),远远超越了沙乌地阿拉伯的石油出口额,或德国的汽车出口额。中国每年花在购买晶片上的金额,比全球飞机的交易总额还多。在国际贸易中,找不到比半导体更重要的产品了。

这个愿景所牵涉的利益,不单只是矽谷的获利而已。如果中国实现了在半导体领域自给自足的愿景,邻国都会蒙受更大的损失,因为那些邻国的经济大多仰赖出口。2017年,积体电路占南韩出口的15%,新加坡的17%,马来西亚的19%,菲律宾的21%,台湾的36%。《中国制造2025》对这些数字都提出了质疑。这事关全球最密集的供应链与贸易流动网络。电子业在过去半个世纪,支撑了亚洲的经济成长与政治稳定。

当然,《中国制造2025》只是一个计划,政府的计划往往是以惨败告终,而且中国在推动先进晶片的生产方面,实在是乏善可陈。然而,中国可利用的工具,例如巨额的政府补贴、国家支持的商业机密窃取,利用进入全球第二大消费市场的机会来胁迫外国公司遵守其规定等等,这些都让中国拥有无与伦比的能力,足以塑造晶片业的未来。如果说这世上有哪个国家能够做到如此雄心勃勃的贸易转型,也只有中国有此能耐了。那个地区有许多国家都认为,中国有可能成功。台湾的科技业开始担心台湾所谓的20「红色供应链」——中国公司强行进入台湾以前主导的高价值电子元件领域。不难想像,半导体可能是下一个。

习近平呼吁中国政府及中国公司「要打好核心技术研发攻坚战」。早在它撼动西方以前,这个呼吁就已经在东亚掀起反响。川普在推特上发表的保护主义声明,引起了数百万人转发。但中国有一项计划,有强大的工具,还有40年以来以经济与技术能力震惊世界的惊人记录。中国想在半导体业独立的愿景,有可能颠覆全球化,并转变全球交易最广泛、最有价值的商品的生产。2017年习近平在达沃斯演讲时,现场没有人注意到他那番陈腔滥调的背后所涉及的利害关系,但即使是川普这样的民粹主义者,都无法想比那更激进的全球经济改造。


*1 全名是「国家集成电路产业投资基金」。

44 技术转移

 

 

中国发展论坛是中国政府在北京举办的年度盛会。在2015年的中国发展论坛上,IBM执行长罗睿兰(Ginni Rometty)对观众说:「如果你是一个像中国这样有13亿人口的国家,你会想要一个IT产业。我想,有些公司可能会觉得那很可怕。不过1IBM觉得那是很好的机会。」在所有的美国科技公司中,没有一家公司与美国政府的关系比IBM更密切。近一个世纪以来,IBM为美国最敏感的国家安全应用程式打造了先进的电脑系统。IBM的员工与国防部及美国情报机构的官员有深厚的私人关系。史诺登在逃往莫斯科以前,窃取并泄露了有关美国对外情报行动的档案。那些档案显示,IBM疑似2与美国的网路监控单位有合作关系,这个发现并不令人意外。

在史诺登泄密事件爆发后,中国公司转向其他的业者购买伺服器与网路设备,IBM在中国的业绩因此暴跌了20%。IBM的财务长马丁.施罗特(Martin Schroeter)告诉投资者:「中国正在经历3一系列重大的经济改革。」这个说法巧妙地解释了中国政府借由限制IBM的销售来惩罚IBM。罗睿兰决定利用半导体技术,主动和中国官方和解。2014年后的那几年,她多次造访中国,会见了国务院总理李克强、北京市市长王安顺、国务院副总理马凯等4中国高层官员,马凯曾负责推动中国晶片业的转型升级。据路透社报导,IBM对媒体表示,罗睿兰多次造访北京的目的是为了「强调这家科技巨擘对当地的合伙关系、未来合作、5资讯安全的承诺」。中国的官媒新华社在谈到交换条件时更是直言不讳。该报指出,罗睿兰与马凯讨论了6「加强集成电路领域的合作交换」。

中国在推动半导体自给自足的过程中,伺服器晶片是一大重点领域。2010年代中期和现今非常类似,全球的资料中心主要是使用x86指令集架构的晶片,虽然辉达的GPU正开始抢攻市占率。仅三家公司拥有生产x86晶片所需的智慧财产权:美国的英特尔与AMD,以及台湾的小公司威盛。实务上,英特尔主导了市场。IBM的Power晶片架构曾在企业伺服器领域扮演重要的角色,但在2010年代失去地位。一些研究人员认为,在行动装置上很热门的ARM架构,可能也会在未来的资料中心里扮演要角,但当时以ARM架构为基础的晶片在伺服器市场的7市占率很小。无论是什么架构,中国国内几乎都没有能力生产有竞争力的资料中心晶片。中国政府决心取得这项技术,对美国公司施压,迫使那些公司把技术转移给中国的合作伙伴。

主导伺服器晶片市场的英特尔,几乎没有动机与中国政府在资料中心处理器上达成协议(但英特尔在地位较弱的行动晶片与NAND记忆体晶片市场上,分别与中国政府支持的公司及地方政府达成协议)。不过,在资料中心市场上输给英特尔的美国晶片制造商,正在寻找竞争优势。例如,IBM的罗睿兰宣布了一项吸引中国政府的策略改变。她宣布IBM将向中国的合作伙伴开放其晶片技术,而不是试图向中国客户销售晶片与伺服器。她解释,这将使中国的合作伙伴有能力「创造一个充满活力的新生态系统,由中国公司为本地与国际市场生产8国产的电脑系统」。IBM决定以技术换取市场,这个决定在商业上很有道理。一般认为IBM的技术普通,要是没有中国官方的批准许可,不太可能扭转史诺登事件后的市场萎缩。此外,IBM同时也正努力把其全球业务从销售硬体转为销售服务,因此分享其晶片设计似乎很合理。

然而,对中国政府来说,这种合作不单只是商业考量。据《纽约时报》报导,参与取得IBM新晶片技术的中国人员之一,是中国核弹武器库的前网路安全长沈昌祥。一年前,沈昌祥还警告,与美国公司合作有9「巨大的安全风险」。现在他似乎认为,IBM主动提议转移晶片技术,是支持中国的半导体策略与中国的国家利益。

IBM不是唯一愿意帮助中国公司开发资料中心晶片的公司。约莫同一时间,专门生产智慧型手机晶片的高通公司,也试图使用ARM架构打入资料中心晶片事业。与此同时,高通正与中国的监管机关抗争,因为中国的监管机关希望高通削减它向中国的公司收取的智慧型手机晶片技术授权费,但授权费是高通的10主要收入来源。中国是高通晶片的最大市场,所以中国对高通有很大的谈判筹码。高通与中国官方解决价格纠纷后不久,就同意与中国企业华芯通成立合资公司,共同开发伺服器晶片,有一些产业分析师看出了其中的关联,他们指出,华芯通之前并没有设计11先进晶片的经验,但其总部位于贵州省,省委书记是当时前景看好的中共官员陈敏尔。

高通与华芯通的合资企业并没有持续很久。因为几乎没有产出价值,该合资企业于2019年关闭。但有一些研发出来的专业技术似乎已经转移给其他制造ARM型资料中心晶片的中国公司。例如,华芯通参与了一个开发省电晶片的联盟,另一家制造ARM型晶片的中国公司飞腾(Phytium)也是12该联盟的一员。至少有一名晶片设计师似乎在2019年离开华芯通,13跳槽到飞腾,后来美国指控飞腾帮中国军方设计高超音速武器之类的先进武器系统。

不过,最有争议的技术转移例子,是英特尔的主要竞争对手AMD。在2010年代中期,AMD陷入财务困境,个人电脑与资料中心的市占率皆被英特尔抢走。AMD从未濒临破产边缘,但离破产也不远了。随着AMD推出新产品上市,公司为了争取生存时间也不断在寻找现金。例如,2013年,AMD为了募集资金而出售了德州奥斯丁的企业总部。2016年,AMD以3.71亿美元的价格,把它在马来西亚槟城及中国苏州的半导体组装、测试、封装厂的85%股份,卖给一家中国公司。AMD称这些设施都是14「世界级的」。

同年,AMD与一个由中国公司及政府机构所组成的联盟15达成一项协议,授权生产为中国市场修改的x86晶片。这笔交易在业内与华府都引起极大的争议,因为这笔交易的设计不需要获得CFIUS的批准(CFIUS是负责审查外国收购美国资产的美国政府委员会)。AMD把这笔交易提交给商务部的相关部门审查,但诚如一位业内人士所言,商务部16「对微处理器、半导体或中国一无所知」。据报导,英特尔曾经针对这笔交易向美国政府发出警讯,暗示那笔交易损害了美国的利益,并将威胁到英特尔的事业。然而,政府欠缺直接的阻止方式,因此那笔交易最终还是通过了,并引发了国会与国防部的愤怒。

就在AMD敲定协议之际,它开始推出新的处理器系列Zen,扭转了公司的命运,因此AMD最终得以存续也17并不是依赖授权协议的资金。然而,合资企业已经签约,技术已经转移。《华尔街日报》刊登了多篇报导,声称AMD出售了「压箱宝」及「王国密钥」。其他的产业分析师表示,那笔交易的目的是为了让中国公司向中国政府宣称,他们正在中国设计先进的微处理器,但实际上他们18只是在微调AMD的设计。英文媒体把这笔交易描写成次要的授权合约,但中国的主要专家告诉官方媒体,那笔交易帮中国实现了「核心技术」的国产化,这样一来,「我们就再也不会被牵着鼻子走了」。反对这笔交易的国防部官员也认为,AMD严格遵守了法律条文,但他们仍不相信这笔交易像辩护者所说的那样无害。一位国防部的前官员表示:「我依然非常怀疑我们是否有从AMD获得完整的详情。」据《华尔街日报》的报导,这家合资企业涉及中国的超级电脑公司曙光(Sugon),那家公司把「为中国的国防与安全做出贡献」列为其19「根本使命」。AMD在2017年发布的新闻稿中称曙光为「策略伙伴」,这20肯定会引起华府的怀疑。

显然,就像美国商务部长吉娜.雷蒙多(Gina Raimondo)于2021年所解释的,曙光希望获得协助来打造世界领先的超级电脑,这些电脑通常是用来开发21「核武与高超音速武器」。美国著名的解放军研究专家埃尔莎.卡尼亚(Elsa Kania)指出,曙光本身就有标榜22它与中国军方的关连。即使川普政府决定把曙光列入黑名单,切断其与AMD的关系后,晶片业分析师安东.西洛夫(Anton Shilov)仍发现曙光电路板上安装了曙光应该买不到的AMD晶片。AMD告诉记者,他们并没有为那电路板提供技术支援,也不确定曙光23是如何取得AMD晶片的。

中国市场非常诱人,对企业来说,要避免技术转移几乎不可能。一些公司甚至是在诱导下,转让了中国子公司的所有掌控权。2018年,设计晶片架构的英国公司ARM把其中国部门拆分出去,并把ARM中国部门的51%股份出售给一群投资者,只保留其余49%的股份。两年前,ARM被日本公司软银收购,软银在中国的科技新创企业投资了数十亿美元。因此,软银的投资成功与否,有赖中国监管部门的优惠待遇。ARM面临美国监管机构的审查,美方担心ARM在中国的业务会导致它很容易受到24中国政府的政治施压。软银在2016年以400亿美元的价格收购ARM,但仅以7.75亿美元的价格出售ARM中国部门2551%的股份——据软银统计,ARM中国部门占ARM全球销售额的五分之一。

把ARM的中国部门拆分出去的逻辑是什么?没有确切的证据显示中国官员对软银施压,要求软银出售ARM的中国子公司。不过,ARM的高层倒是很坦白地描述其中的逻辑。ARM的一位高层告诉《日经新闻》:「如果有人正在为中国军方或中国的监控系统打造晶片系统,中国会希望那个系统只在中国内。有了这种新的合资企业,这家公司就可以发展出那样的系统。26以前,那是我们做不到的。」那位主管继续说:「中国想要安全且可控的东西。最终,他们希望掌控自己的技术……如果它是以我们带来的技术为基础,我们可以从中受益。」无论是监管软银的日本官员,还是监管ARM的英国官员,或是对ARM很大一部分的智慧财产权拥有管辖权的美国官员,都没有选择调查这件事的影响。

晶片公司根本无法忽视这个全球最大的半导体市场。当然,晶片制造商小心翼翼地保护着自己的关键技术。但几乎每家晶片公司在他们没有领先的子领域都拥有非核心的技术,而他们很乐意以某个价格分享那些技术。此外,当公司失去市占率或需要融资时,他们其实没有余裕放眼长期。这给了中国很多的筹码来诱使外国晶片公司转移技术、开放生产设施,或授权智慧财产权,即便外国公司明明知道他们正在帮忙培育竞争对手。对晶片公司来说,在中国募集资金通常比在华尔街来得容易。接受中国资本可能是在中国做生意的一个隐性要求。

IBM、AMD、ARM在中国达成的交易,从它们自己的角度来看是由合理的商业逻辑推动的。整体而言,这些公司冒着技术外泄的风险。美国与英国的晶片架构和设计以及台湾的代工厂,在中国的超级电脑开发计划中扮演重要的角色。与10年前相比,尽管中国的能力仍明显落后于顶尖科技,但中国在设计及生产资料中心所需的晶片方面,对外国的依赖程度已经大大降低。IBM的执行长罗睿兰认为,与中国达成技术转移协议是「很好的机会」,这想法确实没错,她唯一的错误是以为她的公司会是受益者。

45 「合并势必会发生」

 

 

对赵伟国来说,从中国西部边疆喂猪养羊的童年,到中国媒体誉为1晶片亿万富豪,是一条曲折的漫漫长路。他的父亲在文革期间因创作颠覆性的诗歌而被发放新疆,他从小在新疆成长,但从不打算一辈子在乡间放牧。后来他考上中国名校清华大学,取得电机学位。从中国开始投入半导体以来,清华大学一直引领着中国半导体业的发展。不过,赵伟国在学生时代究竟学了多少电晶体与电容器方面的专业知识,则不得而知。取得学士学位后,他在一家科技公司工作,后来转往投资界发展,成为紫光集团的副总裁。这家公司是由他的母校清华大学建立的,目的是把大学的科学研究转为营利事业,但这家公司似乎在房地产领域投入大量资金。赵伟国在这里获得了撮合企业交易的声誉,并2踏上累积亿万财富之路。

2004年,赵伟国成立自己的投资基金:北京健坤投资集团,投资房地产、矿业与其他产业。在那些领域,投资获利的关键通常是与政治高层的关系。丰厚的财务报酬随之而来,据报导,赵伟国把100万人民币的初始投资,变成了45亿人民币。2009年,赵伟国用那些财富买下了前雇主紫光集团的49%股份,清华大学继续持有另51%的股份。这是一笔奇怪的交易:一家私人的房地产投资公司如今竟然拥有一家公司近半数的股份,而这家公司原本应该把中国一流研究型大学研发的技术加以商业化变现,但紫光从来都不是一家「普通」的公司。中国前国家主席胡锦涛的儿子据传3与赵伟国有私交,曾在拥有紫光集团的控股公司里担任党委书记。与此同时,2000年代的清华大学校长则是4习近平的大学室友。

2013年,购买紫光集团的股份四年后,就在中国共产党宣布向中国的半导体公司提供巨额补贴的新计划之前,赵伟国觉得投资晶片业的时候到了。他否认紫光的半导体策略是为了迎合政府的期望。2015年他接受《富比士》采访时表示:「大家都认为政府在推动晶片业的发展,但事实并非如此。」他认为自己才是吸引中国官方关注晶片业的功臣。「我们公司先做了一些事情,后来政府才注意到……我们5所有的交易都是市场导向的。」

然而,大多数的分析师并不会以「市场导向」来描述赵伟国的策略。他没有投资最好的晶片公司,而是看到市场上有什么就买什么。他口中的紫光投资策略,既看不出精妙之处,也没有太复杂的内容。「你带着枪上山时,不会知道那里有没有猎物,」报导引用他的说法,「也许你会抓到一只鹿,或一只山羊,6但你不会知道。」但他是个充满自信的猎人,全世界的晶片公司都是他的猎物。

即使拥有据估计20亿美元的身家,赵伟国花在建立晶片帝国上的金额7依然令人咋舌。2013年,紫光开始在国内启动收购狂潮,斥资数十亿美元收购了中国最成功的两家无晶圆厂的晶片设计公司:展讯通信公司(Spreadtrum Communications)与锐迪科微电子(RDA Microelectronics),这两家公司是为智慧型手机设计低阶晶片。赵伟国宣称合并将会「在中国与海外产生巨大的综效」,但近十年来,几乎没有证据显示8任何综效已经出现。

一年后的2014年,赵伟国9与英特尔达成一项协定,以英特尔的无线数据机晶片搭配紫光的智慧型手机处理器。英特尔希望这个组合可以带动其在中国智慧型手机市场的销售,而赵伟国则希望他的公司学习英特尔的晶片设计专业。他公开了紫光的目标,指出半导体是10中国的「国家重点」。与英特尔合作将「加速技术发展,进一步强化中国半导体公司的竞争力与市场地位」。

赵伟国与英特尔的合作背后有一定的商业逻辑,但许多其他的决定似乎不是为了盈利。例如,紫光主动资助试图打入NAND记忆体晶片市场的中国公司新芯(后来被长江储存收购)。该公司的执行长在一次公开场合上坦承,他最初为了兴建一座新晶圆厂而要求150亿美元的资金,但后来被要求11接受240亿美元,「理由是,如果他们真的想成为世界领导者,投资的规模就要与世界的领导者相当」。即使是在中国西部边疆和赵伟国一起长大的牧羊人,应该也看得出来他是在乱开数十亿美元的支票。后来有消息指出,紫光除了投资半导体外,12也投资房地产与线上博奕,这个消息曝光时,一点也不令人意外。

与此同时,中国政府所支持的「大基金」宣布向紫光投入首批资金13逾10亿美元的计划,这代表政府认可该公司的策略。于是,赵伟国把目光转向海外,只拥有中国的无晶圆厂公司或吸引外国公司到中国投资是不够的,他想掌控世界晶片业的制高点。他雇用了几位14台湾半导体业的高管,包括台湾第二大代工企业联华电子的前执行长。2015年,赵伟国亲自造访台湾,敦促台湾取消对中国在晶片设计与制造等领域的投资限制。他购买了组装及测试半导体的台湾力成科技(Powertech Technology)的25%股份,这是台湾法规允许的交易。他也寻求入股台湾几家大型的晶片组装业者,或与它们15成立合资企业。

然而,赵伟国真正感兴趣的是购买16台湾的重要企业:联发科(美国以外的顶尖晶片设计公司)与台积电(全球几乎所有无厂房晶片公司都依赖的代工企业)。他提议购买台积电的25%股份,并主张合并联发科与紫光的晶片设计事业。根据台湾现有的外商投资规定,这两笔交易都不合法,但赵伟国从台湾返回中国后,在北京举行的一场公开大会上建议中国,如果台湾不改变那些法令限制,就应该17禁止进口台湾的晶片。

这场施压行动使台积电与联发科承受了不小的压力,这两家公司都很依赖中国市场。台积电生产的大部分晶片,是在中国各地的厂房内装进电子产品中。把台湾最重要的科技公司卖给一个有政府资助的中国投资者完全不合理,而且将导致台湾受制于中国。除了废除台湾军队或欢迎中国人民解放军占领台湾以外,很难想像还有什么方式比这种交易更严重破坏台湾的自主权了。

台积电与联发科都发表声明,含糊地表达了对中国投资的开放态度。张忠谋表示,他唯一的准则是「只要价格合适,18而且对股东有利」——对一笔可能破坏台湾经济独立的交易来说,大家几乎没料到这样的回应。但张忠谋也警告,如果中国的投资者能够任命台湾公司的董事,「想保护智慧财产权19就不是那么容易了」。联发科表示支持「携手提升中国与台湾企业20在全球晶片业的地位与竞争力」的努力,但前提是获得台湾政府的许可。然而,台湾政府的立场似乎摇摆不定。台湾的经济部长邓振中建议放宽台湾对于中国投资晶片业所设下的限制。在中国的压力下,他暗示,中国加强对台湾晶片业的控制是无可避免的。他告诉记者:「你21无法逃避这个议题。」不过,当时台湾面临一场竞争激烈的总统选举,政府延迟了任何政策调整。

不久,赵伟国把目光转向美国的半导体业。2015年7月,紫光提议以230亿美元收购美国的记忆体22晶片厂商美光,那将是中国在任何产业中收购美国企业的最大购并案。与台湾科技巨擘及台湾的经济技术官僚不同的是,紫光收购美光的提议遭到坚决的拒绝。美光表示,有鉴于23美国政府的安全考量,它认为那笔交易不切实际。不久之后,2015年9月,紫光再次尝试,提议24以37亿美元收购另一家生产NAND记忆体晶片的美国公司的15%股份。负责评估外国投资的美国政府机构CFIUS以安全为由,否决了那项提议。

接着,2016年的春季,紫光悄悄地收购了另一家美国晶片公司莱迪思半导体(Lattice Semiconductor)的6%股份。赵伟国接受《华尔街日报》采访时表示:「这纯粹是一项金融投资,我们完25没有想要收购莱迪思的意图。」投资消息公布不到几周,紫光就开始出售其26莱迪思的持股。此后不久,莱迪斯收到加州的投资公司凯桥(Canyon Bridge)的收购提案。路透社的记者揭露,27凯桥获得中国政府的秘密资助。美国政府坚决反对该收购提案。

凯桥也同时收购了陷入财务困境的英国晶片设计公司28进想科技(Imagination)。那笔交易在精心安排下排除了进想科技的美国资产,以免交易29遭到美国政府的阻挡。英国监管机构批准了那笔交易,但三年后,当新东家试图以中国政府投资基金所任命的官员来30重组董事会时,英国人就后悔当初的决定了。

问题不止在于那些与中国政府有关的基金正在收购外国的晶片公司。他们的做法根本违反了市场操纵与内线交易的法规。凯桥设法收购莱迪思半导体时,该公司的一位共同创办人向北京的一位同事透露了消息,并在微信及北京一家星巴克所举行的会议上传递了交易细节。他的同事根据那些内线消息买了股票,凯桥的高管因此31被判内线交易罪。

赵伟国认为,他只是一个认真投入的企业家,他宣称:「美国与中国的大公司合并,势必会发生。大家应该从商业角度看待它们,而不是从民族主义或32政治脉络来看待。」然而,紫光的活动根本无法从商业逻辑的角度来理解。有太多的中国国有公司与国家出资的「私募股权」公司绕着世界上的半导体公司打转,说这不是政府主导收购外国的晶片公司,实在没有人相信。习近平曾公开呼吁「把冲锋号吹起来」。赵伟国、紫光,以及政府支持的其他「投资」机构只是在遵循那些公开的指示罢了。在连串的疯狂交易中,2017年紫光宣布获得了33新的「投资」:来自中国开发银行约150亿美元,以及来自集成电路产业投资基金的70亿美元——两者都是由中国政府拥有及掌控的。

46 华为的崛起

 

 

在华为总部接受媒体采访的任正非,剪裁俐落的西装与长裤、没扣上的衣领、充满活力的笑容,让他看起来跟矽谷的高阶主管没什么两样。某些方面来说,他确实是如此。华为的电信设备(基地台的无线电设备,可在智慧型手机之间传输电话、图像、电邮)构成了全球行动网路的支柱。而且直到最近,华为的智慧型手机部门一直是全球最大的智慧型手机业者之一,在手机销量上与苹果及三星不相上下。此外,华为也提供其他类型的科技基础设施,从海底光缆到云端运算都有。在许多国家,使用手机一定会用到华为的设备,就好像使用个人电脑很难不碰到微软产品,或在中国境外上网很难不碰到Google一样。然而,华为与世界上其他的大型科技公司有一个主要的不同点:华为与美国的国安部门对抗了20年。

美国媒体报导了华为在中国政府的间谍活动中所扮演的角色。从那些报纸头条很容易推论,华为是中国国安机构的附庸。华为与中国政府之间的关系1确实有据可查,但那些资料很少解释华为究竟是如何打造出跨越全球的事业。为了了解这家公司的扩张,把华为的发展轨迹与另一家专注于科技的企业集团——韩国三星——拿来比较,可能更有帮助。任正非比三星的李秉喆晚一个世代,但这两位企业大亨的经营模式很像。李秉喆从贩售鱼干起家,靠着三大策略,把三星从一家鱼干贸易商,发展成量产全球最先进处理器与记忆体晶片的科技公司。第一,努力培养政治关系,获得有利的法规与廉价资本。第二,找出西方与日本率先开发的产品,并学会以同等的品质及更低的成本来生产。第三,不断追求全球化,不仅要寻找新客户,也要与全球最好的公司竞争,借此从中学习。执行这些策略使三星成为全球最大企业之一,营收相当于南韩总GDP的10%

中国公司也能执行类似的策略吗?多数的中国科技公司尝试的做法不同,没那么专注在全球上。虽然中国有强大的出口实力,但中国网路公司的获利几乎都来自国内市场,它们在国内受到监管与审查机制的保护。腾讯、阿里巴巴、拼多多、美团等公司如果不是因为称霸了国内市场,就只是无足轻重的公司罢了。中国科技公司走出国门后,往往难以竞争。

相反的,华为从成立之初就积极面对海外竞争。任正非的商业模式与阿里巴巴或腾讯的商业模式有根本上的差异。他借鉴国外首创的概念,以较低的成本来生产优质的版本,然后销往世界各地,从国际竞争对手的手中抢走国际市占率。这种商业模式使三星的创办人致富,也让三星在世界科技生态系统的中心站稳了脚跟。最近以前,华为似乎也是走在同样的道路上。

华为自1987年创立,其国际导向的定位就显而易见。任正非在中国南部的贵州省乡下成长,家人都是高中教师。他入伍当兵以前曾在四川省会重庆受过工程训练。他描述自己在当兵时是在一家生产2服装合成纤维的工厂工作。离开军队后*1(有些怀疑者怀疑当时的情况,也怀疑他是否真的与军方完全断绝了关系),任正非搬到深圳,当时深圳只是一个与香港接壤的小镇,香港仍由英国统治。在依然贫穷的中国南部沿海,香港有如一个繁荣的小前哨。中国领导人从大约十年前开始实施经济改革,尝试让个人成立民营企业,刺激经济成长。中国政府挑了几个城市作为「经济特区」,深圳就是其一。经济特区里取消了限制性法律,并鼓励外国投资。随着香港的资金大量流入深圳,以及中国内地有志经商的创业人士纷纷涌入深圳寻求不受监管的自由,深圳因此蓬勃发展了起来。

任正非看到了进口电信交换机的机会(电信交换机是连接通话者的设备)。他以5000美元的创业资金,开始从香港进口这种设备。当香港的合作伙伴发现他靠转卖那些设备获利丰厚时,干脆与他断绝合作关系,改成自己销售。于是任正非决定自己生产设备。到了1990年代初期,华为有几百人从事研发工作,主要是专注于3制造交换设备。从那时起,电信基础设施与数位基础设施已经合并。传输电话的基地台也可以用来传输其他类型的资料。因此,华为的设备如今在全球的资料传输中扮演要色,甚至在许多国家扮演非常关键的角色。现在,华为与芬兰的诺基亚及瑞典的爱立信(Ericsson)并列为全球三大基地台设备供应商。

华为的批评者常声称,华为的成功是靠窃取智慧财产权而来,但这只有部分属实。华为坦承过去有过一些侵犯智慧财产权的行为,而且遭到的指控远不止于此。例如,2003年华为承认公司的某款路由器中有2%的程式码是直接抄自4美国竞争对手思科(Cisco)。同时,加拿大的报纸亦报导,加国的情报机构认为,加拿大的电信巨擘北电(Nortel)在2000年代曾遭中国政府支持的骇客与间谍活动的侵犯,5据传华为因此受益。

窃取智慧财产权很可能为华为带来了好处,但这无法完全解释它的成功。窃取再多的智慧财产权或商业机密,都不足以打造出像华为那样庞大的事业。华为开发出高效率的制程,降低了成本,并产出客户认为优质的产品。与此同时,华为的研发支出也是世界上数一数二的,它在研发方面的投入是其他中国科技公司的好几倍。华为的6年度研发预算约为150亿美元,仅少数几家公司能与之匹敌,包括Google、亚马逊等科技公司,还有默克(Merck)等制药公司,以及戴姆勒(Daimler)或福斯汽车(Volkswagen)等汽车制造商。即使考量到华为窃取智慧财产权的纪录,该公司数十亿美元的研发支出也显示,华为与苏联的泽列诺格勒,或许多试图靠廉价打入晶片业的中国公司所采取的「抄袭」策略是截然不同的。

华为的高层表示,他们之所以投资于研发,是从矽谷学来的。据报导,1997年时任正非带着一群华为高阶主管7到美国参访,他们参观了惠普、IBM、贝尔实验室等公司。他们离开时,不仅认为研发很重要,也相信有效的管理流程也很重要。1999年起,华为聘请IBM的顾问部门来教他们如何像世界级的公司那样营运。IBM的一名前顾问表示,1999年华为花了5000万美元的顾问费,当时公司的总营收还不到10亿美元。华为一度聘请了100名IBM的员工来改造商业流程。那位IBM的前顾问表示:「工程任务对华为来说并不难,但他们觉得自己在经济知识与商业知识方面8落后了一百年。」拜IBM与其他的西方顾问所赐,华为学会了管理供应链,预测客户需求,发展出一流的行销,并把产品销往全世界。

华为把这些成果与其推崇的军国主义精神(所谓的「狼性文化」)结合在一起。据《纽约时报》报导,该公司的研究实验室挂着一幅书法,上面写着:「牺牲是军人的最高付出。9胜利是军人的最大奉献。」不过在晶片业,任正非的军国主义思想并不是那么独特。葛洛夫写过一本畅销书,谈无时无刻战战兢兢的偏执力有什么好处。张忠谋也说过,他曾研究二战中最血腥的史达林格勒战役(Stalingrad),10从中学习商业启示。

除了西方的顾问公司,华为也获得另一个强大体制的帮助,那就是中国政府。华为在发展的不同阶段,分别获得深圳的地方政府、国有银行、中央政府的支持。《华尔街日报》统计了中国政府提供的补贴,11总额高达750亿美元,形式包括补贴土地、国家担保的信贷、税赋减免等等,规模远大于多数西方公司从祖国政府所获得的补贴。华为获得的好处,可能与其他东亚国家的政府扶持重点企业的方式没多大的差别。

中国政府对这家看似民营企业的支持规模,引发了外界的警觉,尤其是美国。中国领导人确实一直很支持华为的全球扩张。甚至早在1990年代中期,华为的规模还小时,国务院副总理吴邦国等中国高官就12曾造访该公司,并承诺给予支持。吴邦国还与任正非一起出国访问,协助华为在非洲销售电信设备。然而,考虑到中国对国际贸易的重商主义态度,以及公私财产之间的模糊界限,外界很难区分这究竟是政府对华为的特别支持,还是只是标准的运作程序。

任正非当初从中国人民解放军退伍后创办华为,这中间的转移过程并不明朗,至今依然令人费解。华为的股权架构复杂又不透明,也引发了合理的质疑。华为的高阶主管胡厚昆在接受美国国会的质询时辩称,任正非的中国共产党党员身份,就像「一些美国企业家是13民主党或共和党」一样。对美国的分析人士来说,这种说法是故意混淆共产党在公司治理中的角色。然而,外界一直找不到强而有力的证据,无法证实华为是中国政府特地打造出来的。

不过,华为的崛起符合中国政府的利益,因为华为抢了市占率,并把自家设备嵌入世界各地的电信网络。多年来,即使美国的情报机构发出警讯,华为仍在世界各地迅速扩张。随着华为的成长,销售电信设备的老字号西方公司被迫合并或退出市场。例如,加拿大的北电破产了;阿尔卡特—朗讯公司(Alcatel-Lucent,承接AT&T贝尔实验室的公司)把事业卖给了芬兰的诺基亚。

华为在事业遍及全球后,野心只增不减。除了提供电话通讯的基础设施,也开始销售手机。不久,华为的智慧型手机已畅销全球,2019年的手机销量仅次于三星。华为每支手机的获利仍远低于三星或苹果,苹果的行销与生态系统使它能够收取高出许多的价格。然而,华为进军智慧型手机市场并迅速抢得领先地位的能力,也引起了苹果与三星的注意。

此外,华为在为自家手机设计一些关键晶片方面也有所进步。华为的内部人士指出,2011年3月,日本东海岸发生地震,引发海啸冲击时,华为加快了晶片设计的雄心。当全世界把焦点放在遭到海啸冲击的福岛第一核电站时,华为的高层则是担心那场天灾可能威胁到公司的供应链。华为和各大电子厂商一样,自家电信设备与智慧型手机的关键元件都依赖日本供应商,所以华为担心那场灾难可能造成很大的供给延误。最终,华为很幸运,他们的零组件供应商只有很少部分真正面临长期停产。但华为还是请顾问来研判其供应链的风险。顾问的报告指出,华为有两个关键弱点:一是使用Google的Android作业系统,这是非苹果的智慧型手机都采用的核心软体;二是每支智慧型手机都需要的半导体供应。

华为找出其产品所需的250种最重要的半导体,并开始14尽量改由内部设计。这些晶片主要是与建立电信基地台的事业有关,但也包括该公司智慧型手机的应用处理器(这些半导体极其复杂,需要最先进的晶片制造技术)。华为就像苹果及多数顶尖的晶片公司,选择把这些晶片的制造外包出去,因为晶片的制程顶多只有两三家公司能够提供,台湾的台积电是很自然的选择。

到了2010年代末期,华为旗下的海思半导体(HiSilicon)已经为智慧型手机设计了一些世界上最复杂的晶片,并15成为台积电的第二大客户。华为的手机仍需要其他公司的晶片,比如记忆体晶片或多种讯号处理器。但掌握手机处理器的生产,确实是一项令人刮目相看的成就。美国对全球获利最好的晶片设计业,原本拥有近乎垄断的地位,如今开始受到威胁。这更进一步证明,华为正成功地复制韩国三星或日本索尼几十年前做过的事:学习生产先进技术,赢得全球市场,投资研发,挑战美国的科技领先者。此外,随着下一代电信基础设施5G的推出,全球将进入运算随处可见的新时代。华为似乎已经为了这个新时代,做了得天独厚的准备。


*1 1983年,中国进行重大的军队改革,裁撤了50万名工程兵。任正非经过深思熟虑后,选择了退伍。

47 5G未来

 

 

任正非开始从香港进口电话交换机时,线路设备只能让电话通话。在电话发展的早期,交换是手工完成,一排排的妇女坐在一整墙的插塞(plug)前,根据通话者的不同,以不同的组合来拔插电话交换板上的电线,再把他们连接起来。到了1980年代,接线员已被电子开关取代,那些电子开关通常是使用半导体装置。尽管如此,管理一栋大楼的电话线,仍需要一个1如衣柜大小的开关设备。如今,电信业者比以往更依赖矽晶片,但现在一整柜的设备可以处理电话、简讯、影片的传输,而且通常是透过无线网路传输,而不是透过固网。

华为已掌握了透过无线网路传输电话与资料的最新一代设备,也就是5G。然而,5G的关键其实不是电话,而是攸关运算的未来,因此也攸关半导体。5G中的G是generation(代)的缩写。我们已历经四代的行动网路标准,每代标准都需要在手机与基地台安装新的硬体。诚如摩尔定律让我们在晶片上塞入更多的电晶体一样,透过无线电波往返手机的1与0数量也稳定增加。2G手机可传输图文,3G手机可打开网站,4G几乎可以从任何地方串流影片,5G也可以提供类似的技术大跃进。

如今多数人觉得使用智慧型手机是再自然不过的事情,多亏了功能愈来愈强大的半导体,我们觉得手机上的图文没什么大不了的,影片串流只要稍稍延迟,我们就会不耐烦。管理手机无线上网的数据机晶片,使手机天线可以透过无线电波,传输更多的1与0。

内建于行动网路与基地台的晶片也发生了类似的变化。透过空中传输1与0,又要尽量减少通话中断或影片串流延迟,是极其复杂的流程。无线电波频谱的可用空间有限。世界上的无线电波频率就只有这么多,其中许多频率并不适合用来发送大量资料或远距传输。因此,电信公司依赖半导体,把愈来愈多的资料塞入现有的频谱空间中。亚德诺公司(Analog Devices)专门生产管理无线电传输的半导体,该公司的晶片专家大卫.罗伯森(Dave Robertson)解释:「频谱远比矽还昂贵。」因此,半导体一直是无线传输更多资料的基础。高通等晶片设计公司找到了透过无线电频谱优化资料传输的新方法,而亚德诺等晶片制造商则是制造了名为「无线射频收发机」(radio frequency transceiver)的半导体,那种收发机可以更精准地收发无线电波2而且更省电。

下一代的网路技术5G可以无线传输更多的资料,这有部分是透过更复杂的方法来共用频谱空间。要做到这点,需要靠更复杂的演算法,手机与基地台也要有更强大的运算力,才能在无线频谱的最小闲置空间中插入1与0。此外,5G网路将使用一种新的无线频谱来发送更多的资料,以前大家认为使用那种频谱不切实际。先进的半导体不仅可以在某个频率的无线电波中塞入更多的1与0,也可以把无线电波传得更远,并以前所未有的精准度锁定它们的传输。无线网路将辨识手机的位置,并使用波束成形(beamforming)的技术,直接向手机发送无线电波。典型的无线电波(例如传到汽车收音机的音乐电波),是向四面八方发送讯号,因为它不知道你的汽车在哪里。这种无线电波不仅浪费了电力,也产生更多的波与干扰。相反的,使用波束成形时,基地台可以辨识装置的位置,只往该方向发送所需的讯号。结果是,对每个人来说,干扰更少,讯号更强。

能够传输更多资料的更快网路,不止可以让现有的手机运作得更快,还会改变我们看待行动运算的方式。在1G时代,手机太贵了,多数人买不起。到了2G时代,我们开始知道手机可以传输简讯和语音。如今,我们认为手机与平板电脑应该拥有个人电脑的几乎所有功能。当我们可以透过无线网路传输更多资料时,就会让更多装置连线上网。我们拥有的装置愈多,它们产出的资料愈多,当然就需要更多的处理力来解读那些资料。

可以让更多装置连线上网并从中获取更多资料,这样的前景听起来可能没有什么革命性。你可能觉得,5G网路又不能泡出更好喝的咖啡,但不久的将来,你的咖啡机就会收集及处理它泡每杯咖啡的温度与品质的相关资料。在商业与工业上,更多的资料与更多的装置连线,将以多种方式带来更好的服务与更低的成本,例如优化拖拉机在田间的行驶、协调装配线上的机器人等等。医疗装置与感测器将会追踪及诊断更多的症状。世界上可感测的资讯,远比我们目前能够数位化、传输、处理的还多。

伊隆.马斯克(Elon Musk)的汽车公司特斯拉(Tesla)是说明连线力与运算力将如何把旧产品转化为数位化机器的最佳案例。特斯拉的狂热拥护者及飙升的股价吸引了大量的关注,但较少人注意到的是,特斯拉也是顶尖的晶片设计公司。该公司聘请吉姆.凯勒(Jim Keller)等知名的半导体设计师,专门为其自驾需求开发晶片,那些晶片是以顶尖的技术制造。早在2014年,一些分析师就指出,特斯拉的汽车3「类似智慧型手机」。大家常把特斯拉拿来与苹果相比,苹果也是自己设计半导体。就像苹果的产品一样,特斯拉精心微调的用户体验,以及看似毫不费力地把先进运算整合到汽车(20世纪的产品)中,这一切都是靠订制的晶片才有可能办到。1970年代以来,汽车就已经采用简单的晶片了。然而,电动车需要专门的半导体来管理电源。电动车的普及,再加上自驾功能的需求增加,预示着一辆典型汽车内的晶片数量与晶片成本将大幅增加。

收发更多资料的能力,将会在处于网路「边缘」的装置上、在无线网路本身,以及在巨大的资料中心里,创造出更多的运算力需求,汽车只是证明这点的最明显例子而已。2017年左右,随着世界各地的电信公司开始与设备供应商签署建设5G网路的合约,中国的华为处于领先地位,提供业界认为高品质、4价格又有竞争力的设备。华为似乎可能在5G网路的建设中,扮演比其他公司更大的角色,超越仅剩的两家无线基地台的主要供应商:爱立信与诺基亚。

与竞争对手一样,华为在无线基地台的设备里内建了大量的晶片。日本媒体《日经新闻》对华为的无线部门5做了一项研究,发现华为非常依赖美国制的晶片,例如莱迪思半导体公司的现场可程式化逻辑闸阵列(莱迪思就是几年前紫光在俄勒冈收购的公司,后来紫光又出售了该公司的少数股权)。德仪、亚德诺、博通(Broadcom)、赛普拉斯(Cypress Semiconductor)也设计及制造了华为的无线设备所依赖的晶片。该研究显示,美国的晶片与其他元件,占华为每个系统的近30%成本。不过,主处理器晶片是由华为旗下的海思半导体在国内设计的,并在台积电制造。华为尚未实现技术上的自给自足,它依靠多家外国晶片公司来生产专用半导体,也依靠台积电来制造其内部设计的晶片。然而,华为自己生产每个无线系统中一些最复杂的电子元件,也知道如何整合所有元件的细节。

随着华为的设计部门证明自己有世界级的实力,不难想像,未来中国的晶片设计公司也会像矽谷巨擘一样,成为台积电的重要客户。如果以2010年代末期的趋势来展望未来,到2030年,中国晶片业的影响力可能与矽谷匹敌。这不单只是颠覆科技公司与贸易流动而已,也会使军力平衡重新洗牌

48 下一个抵销

 

 

从成群的无人机,到网路与电磁频谱中的隐形战,未来的战争将由运算力定义。美国军方不再是所向无敌的领导者。美军凭着精准导弹与全能感测器,长驱直入全球海域与领空的时代,早已一去不复返。据一家媒体报导,1991年波斯湾战争后,世界各国的国防部普遍感到震撼,也担心消灭海珊军队的精准攻击可能被用来对付世界上的任何军队。对中国政府来说,这种震撼与担忧有如经历了一场1「心理核战」。此后的30年间,中国投入大量资金发展高科技武器,放弃了毛泽东时代发动低技术人民战争的教条,积极接纳未来战争将依靠先进的感测器、通讯、运算技术的概念。如今,中国正在发展先进作战部队所需的运算基础设施。

中国的目标不单只是在系统上与美国匹敌,更要发展出「抵销」美国优势的能力——这招是借鉴美国国防部1970年代的概念,并拿它来反制美国。中国已经部署了一系列可以系统化削弱美国优势的武器。中国的精准反舰飞弹,使美国的水面舰艇在战时行经台湾海峡变得极其危险,因此牵制了美国的海军力量。中国新的防空系统,对美国在战争中控制领空的能力也构成了挑战。中国的远距攻陆飞弹,威胁着从日本到关岛的美军基地网络。中国的反卫星武器,可能瘫痪通讯与GPS网路。中国的网路战争能力还没经历过战争的考验,但中国会想办法摧毁美国整个军事系统。与此同时,在电磁频谱上,中国可能会干扰美国的通讯及蒙蔽美国的监视系统,使美军无法看到敌人,或无法与盟友通讯。

支持这一切能力的是中国军方的一个信念:战争不仅变得「资讯化」,也变得「智慧化」(这个军事术语不太贴切,它的意思是把AI应用在武器系统上)。当然,过去半个世纪以来,运算力一直是战争的核心,尽管可用来支持军事系统的1与0数量已是几十年前的数百万倍。如今面对的新情况是,美国现在面临一个实力坚强的挑战者。苏联在飞弹数量方面可与美国匹敌,但在位元组方面比不上美国。中国则认为自己在这两方面都可以与美国较劲。中国半导体业的命运,不单只是商业问题而已。哪个国家能产出更多的1与0,就拥有更大的军事优势。

哪些因素将决定这场运算竞赛呢?2021年,以Google前执行长艾力克.施密特(Eric Schmidt)为首的一群美国科技与外交政策大老发布了一份报告,预测「中国可能超越美国,2成为全球AI超级大国」。中国领导人似乎也认同这个看法。诚如中国军事专家卡尼亚所言,解放军谈论「AI武器」3已经至少10年了,这是指使用「AI来自动追踪、辨识、摧毁敌方目标」的系统。习近平也曾敦促中国人民解放军,「加快军事智慧化的发展」,作为国防优先要务。

军事AI的概念,容易让人联想到杀手机器人的形象。然而在许多领域里,应用机器学习可以让军事系统变得更好。例如,预测性维护(了解机器何时需要维修)已经在帮助飞机持续在空中飞行,船舰继续在海上航行。AI启动的潜艇声纳或卫星图像,可以更精确地辨识威胁。新的武器系统可以更快被设计出来。炸弹与飞弹可以更准确地瞄准目标,尤其是移动的目标。空中、水中、陆面的自动运载工具,已经在学习如何操纵、辨识对手并加以摧毁。上述一切不全然像「AI武器」这个词所暗示的那么有革命性。例如,几十年前美国就已经有自主导引飞弹了。但随着武器变得更有智慧、更自主,它们对运算力的需求只会增加。

在开发及部署AI系统的竞赛中,中国不见得一定会赢,部分原因在于这场竞赛不是只靠单一技术,而是攸关复杂系统。值得记住的是,冷战时期的军备竞赛并不是由第一个把卫星发射到太空的国家获胜的。然而,中国的AI实力无疑令人刮目相看。乔治城大学的班.布坎南(Ben Buchanan)指出,驾驭AI需要资料、演算法、运算力等4三大要件。运算力除外,中国的能力可能已经与美国相当。

在取得可输入AI演算法的资料类型方面,中国与美国都没有明显的优势。中国的支持者认为,中国的监视体制及庞大的人口,使其可以收集更多的资料,虽然收集中国民众资料的能力可能在军事领域没有多大的帮助。例如,中国即使拥有再多上网购物习惯或中国13亿公民脸部结构的资料,也无法训练电脑辨识潜伏在台湾海峡的潜艇声音。中国在收集有关军事系统的资料方面,并5没有任何的先天优势。

在设计聪明的演算法方面,很难说中美哪一方有优势。以AI专家的数量来看,中国的能力似乎与美国相当。马可波罗(MacroPolo)是一个专门关注中国的智库,其研究人员发现,全球顶尖的AI研究人员中,有29%来自中国,20%来自美国,18%来自欧洲。然而,这些专家中有惊人的比例最终留在美国工作,美国雇用了全球59%的6顶尖AI研究人员。新的签证与旅行限制,再加上中国努力留住更多的研究人员,可能会抵销美国从地缘政治对手夺走最聪明人才的技能。

至于布坎南所谓「三大要件」的第三部分:运算力,美国仍遥遥领先,虽然近年来这方面的优势已明显削弱。中国仍非常依赖外国的半导体技术(尤其是美国设计、台湾制造的处理器)来做复杂的运算。不止中国的智慧型手机与个人电脑依赖外国的晶片而已,中国大多数的资料中心也是如此,这也解释了为什么中国那么努力地从IBM、AMD等公司取得技术。例如,一项中国的研究估计,在中国执行AI任务的伺服器上,有高达95%的GPU是7由辉达设计。英特尔、赛灵思、AMD和其他公司的晶片,在中国的资料中心里也非常重要。即使采用最乐观的预测,中国也需要5年的时间,才能设计出有竞争力的晶片及其周边的软体生态系统;至于在国内生产这些晶片,那又需要更长的时间了。

然而,对许多的中国军事系统来说,取得美国设计、台湾制造的晶片并不难。乔治城大学的研究人员最近检阅了343份可公开取得的AI相关人民解放军采购合约,发现其中仅不到20%的合约涉及8遭美国出口管制的公司。换句话说,中国军方想购买先进的美国现成晶片,并把那些晶片嵌入军事系统,并不是很难。乔治城大学的研究人员也发现,中国的军备供应商甚至在他们的网站上宣传自己使用美国的晶片。中国政府备受争议的「军民融合战略」看来正在发挥效果(该战略是把先进的民用技术应用在军事系统上)。如果美国的出口限制没有重大的改变,中国人民解放军只要从矽谷采购,就能获得需要的大部分运算力。

当然,中国的人民解放军不是唯一试图把先进运算力应用到武器系统的军队。随着中国军方的战斗力提升,美国的国防部意识到它需要新的战略。2010年代中期,美国国防部长查克.海格(Chuck Hagel)等官员开始谈到需要一种新的「抵销」策略(这让人想起裴瑞、布朗、马歇尔在1970年代为了克服苏联的数量优势所做的努力)。如今美国面临着同样的基本困境:中国可部署的舰艇与战机比美国多,尤其是像台湾海峡这样重要的战区。「我们永远不会在坦克、飞机、人马的数量上,与对手或竞争者较量。」前国防部的副部长鲍勃.沃克(Bob Work)如此宣称,他是这项新抵销战略的发起者,很显然呼应了1970年代末期的思维。换句话说,美军只有在拥有决定性的技术优势时9才会胜出。

这种技术优势是什么呢?沃克认为,1970年代的抵销策略是由「数位微处理器、资讯科技、新型感测器、匿踪技术」所推动,这次将由「先进的AI与自主性」推动。美军已经部署了第一代的新型自驾器,例如海上无人机(Saildrone)。这是一种无人船,可在海上漫游数月,同时追踪潜艇或拦截对手的通讯。这些设备的成本只有一艘普通海军舰艇的一小部分,所以军方可以部署许多这样的设备,并在世界各地的海洋上为感测器与通讯提供平台。自主水面舰艇、飞机、潜艇也正在研发与部署中。这些自主平台将需要AI来指引它们及做决策,它们内建的运算力愈强,做出的决定就愈聪明。

国防先进研究专案局(DARPA)所开发的技术,使1970年代的抵销策略得以实现。如今DARPA正在将运算力运用在设计战争中使用的新系统。DARPA的领导者想像「分布在整个战场空间的电脑(大至海军舰艇,小至无人机),10能够相互沟通及协调」。挑战不在于只把运算力嵌入个别装置中(如一枚导弹),而是把战场上的数千个装置都连接起来,让它们共用资料,让机器做更多的决策。例如,DARPA资助了11「人机协作」的研究专案,想像一架有人驾驶的战斗机与几架自动驾驶的无人机一起飞行,这些无人机都为人类飞行员增添了另一组眼睛与耳朵。

就像那些在美国导弹的导引电脑中穿梭的电子决定了冷战的胜败一样,未来的战争可能是由电磁频谱决定的。世界各国的军队对电子感测器与通讯的依赖程度愈高,他们就愈需要争夺发送讯息或侦查及追踪对手所需的频谱空间。目前我们对战时电磁频谱的运作,只有初步的了解。例如,俄罗斯在对乌克兰的战争中,使用了多种雷达与讯号干扰器。据报导,俄罗斯政府也在普丁总统公务出差期间阻挡GPS讯号,那可能是12出于安全考量。DARPA正在研究不依赖GPS讯号或卫星的13替代导航系统,使美国飞弹在GPS系统瘫痪下依然能够击中目标。

争夺电磁频谱的竞争,将会是一场以半导体进行的无形战。雷达、干扰、通讯都是由复杂的无线射频晶片及数位类比转换器(digital-analog converter)管理的,它们靠着调节讯号来善用开放的频谱空间,向特定的方向发送讯号,并试图混淆对手的感测器。与此同时,强大的数位晶片将在雷达或干扰器内执行复杂的演算法,评估收到的讯号,并在几毫秒内决定发出哪些讯号。这都会影响军队的14侦查与通讯能力。如果自主无人机无法判断它们在哪里或正朝着哪个方向运行,它们就没有多大的价值。

未来的战争将比以往更依赖晶片——执行AI演算法的强大处理器,处理资料的大型记忆体晶片,以及侦查与产生无线电波的完美调谐类比晶片。2017年,DARPA启动一项名为「电子复兴计划」(Electronics Resurgence Initiative)的15新专案,要打造下一波与军事有关的晶片技术。就某些方面来说,DARPA对晶片重新燃起的热情,很自然地源于它的历史。它曾经资助加州理工学院的米德等开创性的学者,也协助推动了晶片设计软体、新微影成像技术、16电晶体结构的研究。

然而,DARPA与美国政府发现,要塑造晶片业的未来比以往更加困难。DARPA的预算是每年数十亿美元,比晶片业多数大公司的研发预算还少。当然,DARPA在一些更新颖前卫的研究概念上花了更多钱,而英特尔、高通等公司则是把大部分的钱花在未来两三年就能看到成果的专案上。不过,整体而言,美国政府购买的晶片占全球晶片的比例比以往小。1960年代初期快捷与德仪生产的积体电路,几乎都是由美国政府购买。到了1970年代,美国政府购买的晶片比例已17降至10%到15%,如今更是只占美国晶片市场的2%。苹果的执行长库克身为晶片买家,他对晶片业的影响力比当今美国国防部的任何官员还大。

制造半导体的成本很高,所以连美国国防部也负担不起内部制造的费用。美国国家安全局(National Security Agency)曾在其马里兰州米德堡(Fort Meade)的总部设有晶片制造厂。然而,2000年代,美国政府认为,按照摩尔定律持续升级的成本太高了。如今,连设计先进的晶片18(可能耗资数亿美元),对多数的专案来说也太昂贵了(最重要的专案除外)。

美国军方与政府的情报机构,都把晶片的生产外包给「信赖的代工厂」。这种做法对多种类比或无线射频晶片来说比较简单,因为美国在这些晶片方面拥有世界级的能力。然而,在逻辑晶片方面,这就会出现一种两难的局面。虽然英特尔主要是为自己的个人电脑与伺服器事业生产晶片,但该公司的生产力目前是落后领先水准。与此同时,台积电与三星把最先进的制造力留在台湾与南韩。而且,晶片组装与封装的很大一部分也是在亚洲进行。随着美国国防部试图使用更多现成的元件来降低成本,它将从国外购买更多的设备。

军方担心,国外制造或组装的晶片比较容易遭到篡改,可能被添加后门或写入错误。然而,即使是国内设计及生产的晶片,也可能出现意想不到的漏洞。2018年,研究人员发现,英特尔广泛使用的微处理器架构中,有两个根本的错误,19分别称为Spectre和Meltdown。这两个漏洞可让人复制密码之类的资料,这是很重大的安全漏洞。据《华尔街日报》报导,英特尔在通知美国政府以前,先向客户(包括中国的科技公司)20披露了那些漏洞,这项举动又导致国防部的官员更加担心他们对晶片业的影响力愈来愈小。

DARPA正在投资一项技术,希望确保晶片不会遭到篡改,或验证晶片完全按计划制造。以前军方可以依靠德仪等公司在国内设计、制造、组装先进的类比与数位电子产品,但那样的日子早已不复存在。如今根本无法避免从国外采购,而且很多东西是从台湾购买的。因此,DARPA只好押注在技术上,才能做到对微电子21采取「零信任」:也就是说,什么都不信任,直接以技术来检验一切,例如在晶片上植入微小感测器,侦测晶片是否遭到修改。

然而,这些利用微电子技术来激发新的「抵销」策略,以及重建美国对中国与俄罗斯的明确军事优势等做法,都是假设美国将维持它在晶片领域的领先地位。但现在看来,这是一个有风险的赌注。在实行「跑得更快」策略的时代,美国在晶片制程的某些环节已经落后,最明显的是在制造先进逻辑晶片方面日益依赖台湾。30年来,英特尔一直是美国晶片业的龙头,但现在显然已经大不如前。许多业界人士认为,英特尔已经明显落后了。与此同时,中国正向晶片业投入数十亿美元,同时逼外国公司交出敏感技术。对每家大型晶片公司来说,中国的消费市场是远比美国政府还要重要的客户。

中国为了取得先进技术所投注的心血、中美电子业之间的紧密关连、以及中美两国对台湾制造的共同依赖,都令人担忧。美国的发展已经变慢了,而且它现在把军力的未来押注在一项其主导地位22正逐渐下滑的技术上。美国国防部负责这个议题的官员麦特.特宾(Matt Turpin)认为:「如果中国与我们坐在同一辆车上,想用抵销策略来领先中国23是几乎不可能的。」

习近平公开呼吁「把冲锋号吹起来」。中国领导人已经把中国对外国晶片制造商的依赖,视为一个关键弱点。他们制定了计划,借由收购外国的晶片制造商、窃取他们的技术,以及向中国的晶片公司提供数十亿美元的补助,来重塑全球的晶片业。中国人民解放军现在指望这些努力可以帮他们规避美国的限制,尽管它在追求「军事智慧化」的过程中仍可以合法买到许多美国晶片。在承认中国的军事现代化缩小了中美的军力差距后,美国的国防部推出新的抵销行动,尤其是在中国沿海有争议的海域上。台湾不单只是生产中美两国军方都押注的先进晶片,也是最有可能成为未来战场的地方。

第八部 晶片锁喉


49 「我们竞争的一切」

 

 

英特尔的执行长科再奇对于中国努力在全球晶片业抢占更大的市占率,感到很担忧。2015年,科再奇身为美国半导体协会主席,负责与美国政府官员密切接触,通常这代表向政府要求减税或减少监管。但这次话题不同了,他要说服美国政府针对中国大规模的半导体补贴,采取行动。美国的晶片公司都陷入了同样的困境:对几乎所有的美国半导体公司来说,中国都是一个非常重要的市场,他们不是直接向中国客户销售,就是自家晶片是在中国组装到智慧型手机或电脑中。中国政府的强硬手段,迫使美国晶片公司对中国的补贴保持沉默,尽管中国政府已采取正式的政策,试图把它们排除在中国的供应链之外。

欧巴马政府的官员已经很习惯听到钢铁或太阳能板等产业抱怨中国。高科技理当是美国的专长,是美国有竞争优势的领域。因此,当资深政府官员会见科再奇、1看到「他眼中明显的恐惧」时,他们也开始担心了。当然,英特尔的执行长长期以来都是战战兢兢的偏执狂,但现在这家公司及整个美国晶片业比以往有更多的理由感到担忧。中国已经把美国的太阳能板制造业挤出市场,难道它不会在半导体业也做出同样的事情吗?欧巴马政府的一名官员担心:「这个规模高达2500亿元的大基金会2把我们都埋了。」他指的是中国中央与地方政府承诺为本土晶片厂商提供的补贴。

到了2015年左右,美国政府内部的形势开始慢慢转变。政府的贸易谈判代表认为,中国的晶片补贴是公然违反国际协议。美国国防部紧张地看着中国想尽办法把运算力应用在新的武器系统上。情报机构与司法部发现了更多的证据,证明中国政府与产业勾结,一起排挤美国的晶片公司。然而,「拥抱全球化」与「跑得更快」这两大美国科技政策支柱,已经根深柢固。这不仅是产业游说造成的,也是华府的思维共识。此外,华府的多数人几乎不懂半导体是什么。据一位相关人士回忆,欧巴马政府在半导体议题方面进展缓慢,因为许多高官根本3不认为晶片是重要的问题。

因此,欧巴马政府直到任期接近尾声才开始采取行动。2016年底,总统大选的前六天,商务部长潘妮.普利茨克(Penny Pritzker)在华盛顿针对半导体发表了一场4备受瞩目的演讲,宣称「半导体技术必须持续成为美国创造力的核心特色,以及经济成长的动力,我们绝对不能失去这方面的领导地位」。她把中国列为核心挑战,谴责「不公平的贸易做法,以及大规模、非市场的国家干预」,并指出「中国收购公司与技术的新意图,是基于政府利益,而非商业目标」,这番指控源自紫光的收购狂潮。

然而,欧巴马政府的任期所剩无几,普利茨克也无法真正做什么。欧巴马政府当时的目标只是启动讨论,并期待即将上任的希拉蕊政府可以继续推动讨论。普利茨克也下令商务部研究半导体供应链,并承诺「利用一切机会向中国的领导人表明,我们绝不容许你们那套意图侵占这个产业的1500亿美元产业政策」。但谴责中国的补贴很容易,要让他们住手就困难多了。

约莫同一时间,白宫委托一批半导体的高阶主管与学者研究该产业的未来。他们在欧巴马卸任的前几天5发布了一份报告,敦促美国加倍投入既有的策略,那份报告主要的建议是:「要赢得竞赛,就要跑得更快」——简直就像从1990年代复制贴上的。持续创新显然很重要,延续摩尔定律是竞争的必备要件。但在美方自以为「跑得更快」的几十年里,对手已经扩大了市占率,而全世界已经变得极其依赖少数几个脆弱的锁喉点,尤其是台湾。

在华府与晶片业,几乎所有人都对全球化津津乐道。报纸与学者都表示,全球化本来就是「全球性的」,技术扩散势不可挡;其他国家的技术能力进步,也很符合美国的利益;即使不是如此,也没有什么东西能阻止技术进步。欧巴马政府的半导体报告宣称「在一个半导体产业日趋全球化的世界,单边行动愈来愈无效。」、「原则上,政策可以减缓技术的传播,但无法阻止技术的扩散。」这两种说法都没有证据加以佐证,大家就直接信以为真。不过,晶片制造的「全球化」并没有发生,而是「台湾化」了。技术并未传播,而是被少数几家无可取代的公司垄断。美国的科技政策被很容易就能识破的全球化陈腔滥调绑架了。

美国在制造、微影成像及其他领域的技术领先地位已经消失,因为美国政府说服自己相信,企业应该竞争,政府的角色应该是提供一个公平的竞争环境。如果每个国家都认同这种思维,自由放任制确实是有效的。但许多国家的政府,尤其是亚洲国家的政府,都大力支持本国晶片业。美国官员觉得忽视其他国家抢占晶片业市场的努力比较容易,他们选择一再老调重谈自由贸易与开放竞争。与此同时,美国的地位正遭到侵蚀。

在华府与矽谷的上流社会里,反复提起多边主义、全球化、创新等字眼比较容易,这些概念太过空洞,不会冒犯到任何掌权者。晶片业本身深怕触怒中国或台积电,所以投入大量的游说资源,一再重申该产业已变得多么「全球化」之类的陈腔滥调。这些虚假概念很自然地呼应了美国单极时期引导两党官员的自由国际主义精神。当每个人都假装合作可创造双赢时,与外国公司及政府的会谈也变得更加愉快。所以美国政府一直告诉自己,美国正在跑得更快,盲目地忽略了美国地位的恶化,中国能力的强化,以及对台湾与南韩一年比一年更明显的惊人依赖。

不过,在美国政府内部,国安单位开始采取不同的观点。这些政府部门本来就需要随时抱着危机意识,所以这些国安官员对中国的科技业抱持怀疑的态度,也比较冷酷地看待中国政府。许多官员担心,中国对全球关键技术系统的影响力愈来愈大。他们也推测,中国将利用其全球主要电子品制造者的地位,暗中插入后门,以便更有效地从事间谍活动,就像美国几十年来所做的那样。设计未来武器的国防部官员开始意识到他们对半导体的依赖程度。与此同时,专注于电信基础设施的官员则是担心,美国的盟友正缩减他们从欧洲与美国购买的电信设备,增加从中兴通讯(ZTE)、华为等中国公司采购的设备。

有传闻指出,华为与中国政府有关连。多年来,美国的情报机构对此传闻深表担忧,但直到2010年代中期,华为及其规模较小的同业中兴才开始引起大众的关注。这两家公司出售相互竞争的电信设备,中兴是国有企业,华为是民营企业,但美国官员声称华为与中国政府关系密切。过去几十年来,这两家公司一再遭到指控,说他们涉嫌靠贿赂许多国家的官员获得合约,但两家公司都6一概否认。2016年,欧巴马执政的最后一年,这两家公司都被指控违反美国禁令,7向伊朗与北韩供应产品。

欧巴马政府曾考虑对中兴实施财务制裁,那将切断该公司接触国际银行体系的管道,但后来选择在2016年8以另一种方式惩罚中兴:限制美国公司向中兴销售产品。这种出口管制以前主要是用来打击军事目标,例如阻止技术转移给那些为伊朗飞弹计划提供元件的公司。但商务部也有禁止民用技术出口的广泛权力。中兴的系统非常依赖美国的元件,尤其是美国的晶片。不过,2017年3月,就在那项限制即将实施之前,中兴与美国政府签署了一份认罪协议,并支付罚款,因此出口限9在生效以前就取消了。几乎没有人真正理解禁止一家大型中国科技公司购买美国晶片,会是多么激烈的行动。

中兴的认罪协定是在川普政府刚上任时签署的。川普多次抨击中国10「剽窃我们」,但他对政策的细节没多大的兴趣,对技术更是不感兴趣。他关注的焦点是贸易与关税。彼得.纳瓦罗(Peter Navarro)、劳勃.莱特海泽(Robert Lighthizer)等川普手下的官员,试图减少中美双边的贸易逆差及减缓产业外移,但大多失败了。不过,在远离政治镁光灯的国家安全会议(National Security Council,简称NSC)中,以博明(Matt Pottinger)为首的少数几位谨慎的官员正在改变美国对中国的政策,并在过程中淘汰过去几十年的技术政策。博明曾是记者与陆战队员,后来成为川普的副国安顾问。美国国家安全会议的对华鹰派不是关注关税,而是关注中国的地缘政治目的与技术基础。他们认为美国的地位已被削弱,岌岌可危,而华盛顿当局的毫无作为是罪魁祸首。川普任命的一名官员指出,在总统交接期间,欧巴马的一名官员在谈及中国的技术进步时,对他说:「这真的很重要,11但你也无能为力。」

不过,新上任政府的中国团队并不认同这个说法。诚如一位资深官员所言,他们的结论是:「二十一世纪我们竞争的一切……全建立在掌握半导体技术12这块基石上。」他们认为,毫无作为是不可行的选项,「跑得更快」也不可行,他们认为那也形同毫无作为。一位国家安全会议的官员表示,「对我们来说,跑得更快虽好」,但这个策略无效,因为中国「在胁迫技术转移方面,有极大的影响力」。新的国家安全会议在技术政策方面采取更有战斗力的零和态度。从财政部投资筛选部门的官员,到国防部军事系统供应链的管理人员,政府的关键部门开始把焦点放在半导体上,13作为因应中国策略的一部分。

这些变化使半导体业的领导者深感不安。他们想获得政府的协助,却又担心中国报复。晶片业很乐于接受政府减税或放宽监管,这两种措施都会让美国的商业环境更有吸引力,但晶片业并不想被迫改变其跨国商业模式。此外,矽谷有很多人讨厌川普,这也对这个议题毫无帮助。川普成为总统候选人时,英特尔执行长科再奇答应为川普举办一场募款活动后,就14引发强烈的反弹。后来,科再奇加入白宫召集的一个顾问委员会后就辞去英特尔执行长一职。即使产业高管忽略川普的国内政策,川普的反复无常也使他成为一个问题重重的盟友。在推特上发文宣布课征关税,向来不是执行长乐见的手法。

然而,相较于川普政府传出自相矛盾的讯息,来自晶片业的资讯也好不到哪里去。半导体公司的执行长与他们聘请的游说者公开呼吁新政府与中国合作,并鼓励中国遵守贸易协定。但私底下,他们也承认这招行不通,并担心有国家支持的中国竞争对手不惜一切代价夺取市占率。整个晶片业都依赖对中国的销售,无论是英特尔这样的晶片制造商,还是高通这样的无厂房设计公司,或是应用材料公司这样的设备制造商。美国半导体公司的一位高层告诉一位白宫官员一个讽刺的结论:「我们的根本问题在于,我们的15头号客户就是我们的头号竞争对手。」

美国国家安全会议中的对华鹰派认为,美国的半导体业需要断腕自救。晶片公司要是再继续任由股东与市场力量的摆布,将会慢慢把员工、技术、智慧财产权转移给中国,直到矽谷被掏空。对华鹰派认为,美国需要一个更强而有力的出口控管机制。他们觉得华府当局有关出口控制的讨论,已经被业界劫持,而这让中国公司获得了太多先进的晶片设计与机台。政府官员提到,商务部与那些为晶片业效劳、游说反对出口管制的律师事务所之间有旋转门的问题,但这些官员也是政府之中少数了解半导体供应链有多复杂的人。川普政府的官员认为,旋转门问题使监管单位允许太多的技术泄漏,因此削弱了美国16相对于中国的地位。

川普总统的推特发文砲火连连,使多数人几乎没注意到,政府部门(从国会到商务部,从白宫到国防部)正在以1980年代末以来华府内部前所未见的方式,重新关注半导体。媒体把焦点放在川普与中国的「贸易战」,以及他为了吸引最大媒体关注而精心宣布的关税上。在川普征收关税的许多产品中,晶片也在其列,这导致一些分析人士认为半导体主要是一个17贸易问题。不过,政府的国安机构认为,总统征收关税及掀起的贸易战,其实分散了大家对当时正在进行的高风险技术竞争的关注。

2018年4月,随着川普与中国的贸易争论升温,美国政府认为,中兴向美国官员提供了虚假的资讯,因此18违反了认罪协议的条款。据一名助手透露,川普的商务部长威尔伯.罗斯(Wilbur Ross)对这件事「非常在意」,因为一年前他参与了美方与中兴的谈判。商务部开始重新要求美国公司不准出售商品给中兴。一名与会者表示,这个决定在官僚机构中19「几乎无人知晓」。当那些规定突然恢复时,中兴再次被切断了购买美国半导体等产品的能力。如果美国不改变政策,中兴将走向倒闭。

然而,川普本人对贸易比对技术更有兴趣。他认为,扼杀中兴只是对付习近平的筹码。因此,当中国领导人提议协商时,川普急切地接受了提议。他在推特上发文表示,他会想办法让中兴继续营运,因为他担心20「中国会失去太多工作机会」。不久,中兴就同意支付另一笔罚款,换取再次获得美商供货的机会。川普认为他在贸易战中获得了筹码,但事实证明这只是幻觉。华盛顿的对华鹰派认为,川普被财政部长史蒂芬.梅努钦(Steven Mnuchin)等官员骗了,梅努钦一再鼓吹川普对中国让步。中兴事件充分显示,全球各大科技公司对美国晶片的依赖程度有多大。诚如一位政府官员所言,半导体不单只是「我们所竞争的一切」的「基石」,也是极其强大的毁灭性武器。

50 福建晋华

 

 

王永铭从美光的网路下载机密档案后,在Google上搜寻1「清除电脑资料」,寻找可以掩盖踪迹的程式。对搜寻结果不满意,他又换关键字「清除电脑使用记录」,再次搜寻。最终,他找到CCleaner程式并执行,显然是想从公司提供的惠普笔电上清除档案。但这样做并未阻止调查人员发现他从雇主美光那里下载了900个档案,并把档案存入随身碟,且上传到Google 云端。这些档案上都有「美光机密╱勿复制」的标签。王永铭不止复制档案,他的计划是复制美光先进DRAM晶片的机密制程,下载美光晶片电路的详细档案、美光为微影制程制作光罩的细节,以及测试与良率的详细资讯——据美光估计,复制这些机密需要数年的时间与数亿美元。

目前,有三家公司主导全球的DRAM晶片市场:美光及两家韩国的对手三星与SK海力士(SK Hynix)。1990年代与2000年代,台湾企业花了数十亿美元试图打入DRAM产业,但从未获利。DRAM市场需要规模经济,因此小厂商的售价很难有竞争力。台湾从未成功打造出持久的记忆体晶片业,但日韩两国在1970与1980年代就是以DRAM晶片进入晶片业的。DRAM需要专门的技术、先进的设备、大量的资本投资。先进的设备通常可以从美国、日本、荷兰的大型设备制造商采购现成的机台。技术是最难的部分。1980年代末期三星进入这个产业时,是从美光取得技术授权,在矽谷开设研发中心,并雇用数十位美国培养的博士人才。另一种更快取得技术的方法,是挖走员工及窃取档案。

中国福建省与台湾隔着海峡相望,福建的厦门港外,就坐落着台湾控制的金门岛。在冷战最紧绷的时期,毛泽东的军队曾多次砲轰金门。台湾与福建省关系密切,但不是一直都很和睦。然而,福建省政府决定成立DRAM晶片制造商晋华并提供2逾50亿美元的政府资金时,晋华认为与台湾合作是成功的最佳途径。台湾并没有任何领先的记忆体晶片公司,但确实有DRAM设施,美光在2013年收购了那些设施。

美光并不打算协助晋华,它认为晋华是危险的竞争对手。万一晋华学会DRAM技术,它获得的巨额政府补贴将提供很大的竞争优势,让它在DRAM市场倾售廉价晶片,压缩美光、三星、SK海力士的利润。三大DRAM公司花了几十年的时间,投资超专业的技术流程,那不仅创造出全球最先进的记忆体晶片,也持续精进技术及降低成本。他们的专业知识受到专利保护,但比专利更重要的是只有他们的工程师才拥有的技术。

为了竞争,晋华不择手段取得了这种制造技术。晶片业窃取对手技术的历史由来已久,可远溯及1980年代有关日本窃取智慧财产权的连串指控。然而,晋华取得技术的方式比较接近苏联KGB的技术局。首先,晋华与制造逻辑晶片(不是记忆体晶片)的台湾联电达成协议,联电同意提供生产DRAM的专业技术,换取3约7亿美元的报酬。授权合约在半导体业很常见,但这项协议有一个不太寻常的转折。联电承诺提供DRAM技术,4但联电又不产DRAM。因此,2015年9月,联电从美光的台湾分公司雇用了几名员工,首先是挖角总经理陈正坤,他负责开发联电的DRAM技术,并管理联电与晋华的关系。次月,联电从美光的台湾分公司雇用了制程经理何建廷。在随后那一年之间,何建廷从美光的前同事王永铭那里收到了一系列的档案。王永铭当时还在美光的台湾分公司任职。最终,王永铭也离开美光,带着上传至Google云端的900个档案5加入联电。

台湾检方接获美光的通报,6开始窃听王永铭的电话、收集证据。他们很快就收集到足够的证据,并对联电提告。当时联电已经为一些从美光窃取的技术申请了专利。当美光控告联电与晋华侵犯其专利时,联电与晋华在福建省反告美光。福建的法院裁定,美光侵犯了联电与晋华的专利——但那些专利是使用从美光窃取的内容申请的。为了「补救」这种情况,福州中级人民法院禁止美光7在中国销售26种产品(中国是美光最大的市场)。

长期以来,在中国营运的外国公司一直抱怨,当地有政府支持的智慧财产权窃盗行为,上述的美光情境就是一个完美的案例。当然,台湾人自然明白中国人为什么不愿遵守智慧财产权规范。1960年代德仪首次抵台时,李国鼎部长曾嘲讽道:「智慧财产权是帝国主义用来8欺负落后国家的东西。」但台湾后来认为尊重智慧财产权的规范比较有利,尤其是在台湾企业开始开发自己的技术、有自己的专利需要捍卫的情况下。许多智慧财产权专家预测,随着中国企业生产更复杂的产品,中国很快就会开始减少窃取智慧财产权。然而从目前看来,支持与推翻这个论点的证据各半。欧巴马政府曾努力与中国的情报机构达成协议,中国的情报机构同意停止向中国公司提供窃取的机密。但这番努力只持续了一段时间,后来美国人就忘了这个问题,窃取机密的活动又9迅速死灰复燃。

美光没有理由预期在中国获得公平的审判。如果福建那种不公平的审判可能阻止美光销货到最大的市场,那美光即使在台湾或加州的法庭获得胜诉也没什么意义。约莫同一时间,美国的半导体设备商威科仪器(Veeco)在美国的法院,对中国的竞争对手中微(AMEC)提出智慧财产权的诉讼,中微也在福建的法院反告威科仪器。纽约的法官发布了对威科仪器有利的初步禁令,福建法院也发布初步禁令予以还击,禁止威科仪器出口机器到中国。柏克莱大学的教授科恩.马克(Mark Cohen)是中国法律的专家,他的研究显示,在中国的专利案件中,出现这种结果的机率仅0.01%。美国法院的案件往往耗时数月,而福建法院在9个工作日内就做出判决,10判决本身仍是秘密。

美光似乎注定面临类似的命运。晋华拥有美光的机密,所以一些分析人士认为,晋华量产DRAM晶片只需要几年的时间,到时候即使美光获准重返中国市场也没用了,因为晋华将使用美光的技术生产晶片,并以补贴的价格销售。如果这件事是发生在欧巴马执政时期,这个案子只会引发措辞强烈的声明,几乎不会有其他的结果。美国的执行长都知道,他们无法指望获得美国政府的大力支持,他们会试图与中国达成协议,放弃智慧财产权,以期重新进入中国市场。晋华知道,美光顶多只会发新闻稿表达不满,他们只要尽量压榨美光就对了。其他的外国公司即使知道自己可能是下一个受害者,也只能保持沉默。

美国国家安全会议中的对华鹰派决心改变这种动态。他们认为美光案就是川普承诺解决的那种不公平交易,尽管总统本人对美光并没有特别的兴趣。一些政府官员主张11对晋华实施财务制裁,使用欧巴马总统2015年签署的一项网路间谍活动的行政命令中所规定的权力,虽然那项命令从未用来对付大型的中国公司。川普政府经过深思熟虑后,决定采用之前用来对付中兴的相同工具,理由是以贸易规定来解决贸易争端比较合理。于是,美国禁止晋华购买制造晶片的美国设备。

应用材料、科林研发、科磊等美国公司是一小群寡头公司,他们专门生产无法取代的机台,例如在矽晶圆上沉积薄层材料或辨识奈米级缺陷的设备。没有这种机台(大部分仍在美国制造),就不可能产出先进的半导体。目前,世界上只有日本还有几家公司也生产类似的机台,所以只要日本与美国政府达成协议,他们可以让任何国家的任何公司无法制造出先进的晶片。川普政府与日本经济产业省的官员详细磋商后,确定日方也支持对晋华采取强硬措施,而且会确保日本公司12不会损害美国对晋华的限制。这给了美国一个强大的新法宝,它可以让世界上任何地方的任何晶片制造商倒闭。川普政府里的一些鸽派人士对此感到很紧张,例如财政部长梅努钦。不过,有助理指出,有权实施出口管制的商务部长罗斯认为:「13我们干嘛不这样做?」因此,就在晋华向晶片制造设备的美国供应商付款后,美国禁止了那些产品的出口。几个月后,晋华的生产就14陷入停顿,中国最先进的DRAM公司就此被摧毁了。

51 对华为的攻击

 

 

「我说这是在搞间谍活动,」电视节目《福克斯与朋友》(Fox & Friends)的主持人向总统问及华为时,川普在这个他最喜欢的节目上回应道:「我们不想让他们的设备进美国,因为他们在监视我们……1他们什么都知道。」科技基础设施可用来窃取机密资讯,这不算新鲜事。2013年,美国国安局的前职员史诺登叛逃到俄罗斯,同时泄露国安局的许多最高机密后,世界各地的报纸就经常报导美国的网路侦查力。看似机密的美国政府资料屡次外泄之后,中国骇取机密资料的高超能力也因此广为人知。

虽然美国官员几乎都不怀疑华为有辅助中国的间谍活动,但在美国国防部与国家安全会议的眼中,华为带来的问题比较不是间谍活动上的挑战,而是长期争夺技术主导地位的第一战。参与美国军方新抵销战略的国防部官员麦特.特宾认为,华为反映了美国科技业一个更大的问题:中国的公司用美国的软体设计晶片,用美国的机台生产晶片,也常把晶片嵌入他们为美国消费者制造的装置中,所以中国公司「其实与美国一起在系统内」。有鉴于此,「美国不可能『在创新方面超越』中国,同时又阻止中国2享用创新的成果」。华为与其他中国公司在科技上的某些子领域扮演要角,但美国认为它必须主导那些子领域,才能在军事与战略上维持对中国的技术优势。川普底下的另一名高官表示:「华为代表了我们与中国技术竞争时所犯下的3一切错误。」

不只川普政府或美国担心华为而已。澳洲的安全部门也认为,即使华为交出读取其所有软体原始码与硬体的权限,也不可能削减外国使用其设备的风险,因此禁止华为参与澳洲的5G网路建设。澳洲总理麦肯.滕博尔(Malcolm Turnbull)原本对此全面禁令抱持怀疑。澳洲记者彼得.哈彻(Peter Hartcher)报导,滕博尔自己买了一本474页的《5G安全综合指南》(A Comprehensive Guide to 5G Security)来研究该议题,希望向他的技术专家提出4更好的问题。最后他确信他别无选择,只能全面禁止华为。澳洲成为第一个正式把华为设备排除在5G网路之外的国家,日本、纽西兰与其他国家很快也跟进做出同样的决定。

不是每个国家都做出相同的负面评估。中国的许多邻国对华为抱持怀疑,不愿拿网路安全来冒险。相较之下,美国的几个传统欧洲盟友则是审慎看待川普政府想要说服他们禁止华为的行动。美国有些东欧盟友也公开禁止华为,例如波兰。2019年波兰以间谍罪名逮捕该国一名5前公司高管。法国也6悄悄实施了严格的限制,其他的欧洲大国则是试图寻找中间立场。德国每年对中国出口大量的汽车与机器,中国驻德大使警告德国,德国要是禁止华为7可能面对的「后果」,他扬言:「中国政府不会袖手旁观。」

最终,川普政府预计德国应该不会答应一起禁止华为,他们认为德国在许多问题方面都只想搭便车,坐享其成。比较令人讶异的是英国的反应,尽管英美有着「特殊关系」,但是英国并没有答应美国的要求,禁止华为进入英国的5G网路,而是改向爱立信或诺基亚等替代供应商采购设备。2019年,英国政府的国家网路安全中心(National Cyber Security Centre)做出结论:即使不实施禁令,也可以管理华为系统的风险。

为什么澳洲与英国的网路安全专家对华为的风险做出不同的评估?没有证据显示双方在技术上有歧见。例如,英国的监管机构非常在意华为8在网路安全运作上的缺陷。争论的焦点在于,是否应该阻止中国在全球科技基础设施中扮演愈来愈重要的角色。英国讯号情报机构(signals intelligence agency)的前负责人罗伯.汉尼根(Robert Hannigan)认为,「我们应该接受中国未来将成为全球科技强国的事实,现在就开始管理风险,而不是假装西方可以对中国的技术崛起9袖手旁观。」许多欧洲人也认为中国的技术进步是无可避免的,不值得费心去阻止。

但美国政府不认同这种看法。华为的问题不单只是该公司是否协助窃听手机或窃取资料而已。华为的高层承认他们违反10美国对伊朗的制裁,那激怒了华府的许多人,但最终只是一小段插曲罢了。真正的问题在于,中国有一家公司已经爬上了技术阶梯,从1980年代末期只做简单的电话交换机,到2010年代末期生产最先进的电信与网路设备。而且它的年度研发开支如今媲美微软、Google、英特尔等美国科技巨擘。在中国的所有科技公司中,华为是最成功的出口商,这让它对海外市场有详细的了解。它不仅为基地台生产硬体,也设计先进的智慧型手机晶片。它已经变成台积电的第二大客户,仅次于苹果。现在面临的一个迫切问题是:美国能让这样的中国公司继续蓬勃发展下去吗?

这种问题使华府的许多人感到不安。过去一整个世代,美国的精英阶层很乐见、也促成了中国的经济崛起。美国还促进了亚洲各地科技公司的发展,例如,在日本快速成长的那几年,美国为索尼等日本公司提供了市场;并在几十年后,为韩国的三星提供了同样的待遇。华为的商业模式,与索尼或三星首次在世界科技的生态系统中获得重要地位的商业模式,并没有太大的差别。市场上多一点竞争,难道不是一件好事吗?

然而,美国的国家安全会议如今主要把中国的竞争视为零和赛局。这些官员认为华为构成的不是商业挑战,而是一个战略挑战。索尼与三星是总部设在美国盟邦的科技公司,华为则是美国主要地缘政治对手的科技龙头。从这个角度来看,华为的扩张是一种威胁。国会也想要一个更强硬、更有战斗力的政策。2020年共和党的参议员班.萨斯(Ben Sasse)宣称:「美国需要压制华为。现代的战争是靠半导体打的,我们11却让华为使用美国的设计。」

重点不在于华为直接协助中国军方,而在于华为提升了中国的晶片设计与微电子技术的整体水准。中国生产的电子产品愈先进,购买的先进晶片就愈多,全球的半导体生态系统就会更依赖中国,而美国为此付出的代价就愈大。此外,锁定中国最知名的科技公司,可以对全球发出一个讯息:提醒其他国家准备好选边站了。阻碍华为崛起成了美国政府的执念。

川普政府首次决定加强对华为施压时,是禁止业者卖美国制造的晶片给华为。由于英特尔的晶片随处可见,而且许多美国公司只生产无可取代的类比晶片,光是这项禁令就有很大的毁灭性。然而,美国把制造外包数十年后,如今半导体制程仍留在美国的环节远比以前少。例如,华为设计的晶片不是在美国生产,而是在台湾的台积电生产。美国缺乏制造先进智慧型手机处理器的设施。限制对华为出口美国制的商品,其实无助于阻止台积电为华为制造先进的晶片。

有人可能认为,晶片制造外移会使美国政府比较难以限制业者获得先进的晶片。如果全球所有的先进晶片都在美国本土制造,要阻止华为取得先进的晶片确实比较容易。然而,美国还有其他的绝招。例如,晶片制造外移的过程,正巧与晶片业锁喉点的日益集中垄断一起发生。全球几乎每个晶片都是使用三家美国公司之中至少一家的软体:这三家公司分别是益华、新思科技、明导国际(明导国际是德国西门子旗下的公司,但总部位于俄勒冈州)。英特尔自己制造的晶片除外,所有最先进的逻辑晶片都是由三星与台积电这两家公司制造,而这两家公司都位于安全有赖美军的国家。此外,制造先进的处理器需要的EUV曝光机只有一家公司能生产:荷兰的ASML公司。而ASML又依赖其圣地牙哥的子公司西盟(ASML于2013年收购)为其EUV曝光机提供无可取代的光源。当那么多关键步骤所需要的机台、材料或软体是由少数几家公司生产时,要掐住晶片制程中的锁喉点就容易多了。许多锁喉点仍掌握在美国人手中,即使有些锁喉点不是美国人掌控的,也是由美国的亲近盟友掌控。

约莫这个时候,亨利.法雷尔(Henry Farrell)与亚伯拉罕.纽曼(Abraham Newman)这两位学者提出所谓的12「武器化的互赖关系」(weaponized interdependence)。他们注意到,这种互赖关系对国际政治与经济关系的影响愈来愈大。他们指出,各国比以往更加紧密相连,但相互依存非但没有化解冲突、促进合作,反而为竞争创造了新的场合。把各国交织在一起的网络,已经变成冲突的领域。例如,在金融界,美国利用其他国家对银行系统的依赖,把这个筹码变成惩罚伊朗的武器。这些学者担心,美国政府把贸易与资本流动当成政治武器时,可能会危及全球化,并带来意想不到的危险后果。相反的,川普政府则认为,把半导体供应链变成武器是它的独特权力。

2020年5月,美国政府进一步13加强对华为的限制。商务部宣布将「限制华为使用美国技术与软体在海外设计及制造半导体的能力,以保护美国的国家安全」。商务部的新规定不单只是禁止业者出售美国生产的商品给华为而已,也禁止业者出售任何使用美国技术制造出来的商品给华为。在一个充满锁喉点的晶片业,这表示几乎任何晶片都算在内。台积电不用美国的制造设备,就无法为华为制造先进的晶片。华为不用美国生产的软体,就无法设计晶片。就连中国最先进的代工厂中芯国际,也广泛依赖美国的机台。华为基本上被隔绝在全球整个晶片制造的基础设施之外,除了美国商务部勉强给予它特殊购买许可的晶片以外。

全球晶片业很快就开始执行美国的规定。虽然美国这番行动可能使台积电失去第二大客户,但台积电的董事长刘德音承诺,台积电不仅会遵守法律条文,也会14遵守法规的精神。他告诉记者:「出口新规和美国政府的意向有关,不只是单纯的法律问题。」从此以后,华为被迫把智慧型手机与伺服器的事业15拆分出去,因为它16无法获得必要的晶片。中国的5G电信网路本来是备受瞩目的政府重点要务,但由于晶片短缺,该计划17已被拖延。美国实施禁令后,其他国家也决定禁止华为,尤其是英国,理由是:如果没有美国的晶片,华为将难以维护其产品。

在华为受到攻击后,其他多家中国科技公司也被列入黑名单。荷兰与美国讨论以后,决定不准ASML把EUV机台销售给18中国公司。2017年被AMD描述为「策略伙伴」的超级电脑公司曙光,于2019年被美国19列入黑名单。20飞腾也是如此,根据《华盛顿邮报》的报导,美国官员指出,飞腾是为超级电脑设计晶片,那些超级电脑是用来测试高超音速导弹。飞腾的晶片是使用美国的软体设计,在台湾的台积电生产。飞腾因为进入美国及美方盟友的半导体生态系统而成长,但飞腾对外国软体与制造的依赖,使它极易受到美国限制的影响。

不过,说到底,美国对中国科技公司的攻击还是有限。腾讯与阿里巴巴等许多中国最大的科技公司在购买美国晶片或把晶片生产外包给台积电方面,并未受到具体限制。中国最先进的逻辑晶片生产商中芯国际在购买先进的晶片制造设备上虽然面临新的限制,但并未因此被迫退出市场。甚至连华为也被允许购买比较老旧的半导体,例如那些用来连接4G网路的半导体。

然而,令人惊讶的是,中国最全球化的科技公司受到攻击,中国竟然没有采取任何报复行动。中国曾一再扬言要惩罚美国的科技公司,却从未行动。中国政府表示正在草拟一份21「不可靠的实体名单」,列出危及中国安全的外国公司,但看起来还没有任何公司上榜。中国政府显然已经考虑到,与其反击美国,还不如接受华为将变成二流的科技公司。事实证明,在切断供应链方面,美国拥有把事情闹大的优势。一位前美国官员在华为遭到攻击后表示:「武器化的互赖关系是22美事一桩。」

52 中国的史普尼克危机?

 

 

2020年1月23日,中国武汉面对来势汹汹的新冠疫情,开始封城,并面临了疫情期间最严苛、持续最久的一些限制措施。当时,新冠病毒及其引发的疾病仍鲜为人知。一开始,中国政府一直压抑病毒的讨论,后来病毒不仅席卷武汉,也传播到中国与世界各地。中国政府太晚封闭进出武汉的交通、在城市的周边设置检查站、关闭企业,并命令全市近千万名居民在封城结束前不得离开住所。以前从来没有如此庞大的都市直接遭到封锁。封城后,高速公路空无一人,人行道杳无人迹,机场与车站都关闭了。除了医院与超市以外,几乎所有的商家都大门深锁。

只有一家厂商例外。总部位于武汉的长江存储(YMTC)是中国NAND记忆体的领先业者。NAND记忆体是一种随处可见的晶片,从智慧型手机到USB随身碟等消费装置中都有NAND记忆体。目前有五家公司生产有竞争力的NAND晶片,没有一家公司的总部设在中国。不过,许多业界专家认为,在所有类型的晶片中,中国想要达到世界级制造能力的最佳机会,就是在NAND这个领域。长江存储除了获得国家晶片基金及省政府的资助,在全球大肆投资晶片公司的紫光集团也提供了至少240亿美元的资金。

日媒《日经新闻》对中国晶片业做过一些非常精彩的报导,它指出,中国政府极力支持长江存储,该公司即使在封城期间仍获准继续营运。行经武汉的火车上,有专门为长江存储的员工所准备的专用车厢,让他们在封城下依然可以进入武汉。即使是2020年2月底与3月初,当中国的其他城市仍处于封城状态时,长江存储仍持续为武汉的工作1招募人力。中国领导人为了对抗新冠病毒,几乎愿意采取一切手段,但他们还是把打造半导体业列为首要之务。

一般普遍认为,中美不断升温的科技竞争,对中国政府来说有如「史普尼克危机」。这是指中国现在的情况有如1957年苏联发射史普尼克卫星后,美国担心自己落后竞争对手而大举投资科学与技术领域。在美国禁止业者向华为等公司销售晶片后,中国确实面临着类似史普尼克那样的冲击。研究中国科技政策的顶尖专家王丹(音译Dan Wang)*1认为,美国的限制催生了政府支持晶片业的新政策,「促使中国政府追求2技术上的主导地位」。他认为,如果美国没有推出新的出口管制,《中国制造2025》会像中国以前的产业政策一样,只是浪费大量资金罢了。但现在由于美国施压,中国政府可能会为中国的晶片厂商提供更多的支持。

争论点在于,究竟哪种做法比较明智:美国应该想办法破坏中国日益壮大的晶片生态系统(因此无可避免地引发中国反击)?还是直接在国内投资,同时希望中国晶片业的发展动力逐渐消失?美国的禁令无疑刺激了中国政府对中国的晶片厂商挹注了新一波的支持。习近平最近任命他的重要财经智囊刘鹤担任3「晶片沙皇」,来主持中国的半导体发展大计。中国无疑花了数十亿美元补贴晶片公司,但这些资助是否会促成新技术的诞生,4还有待观察。例如,武汉不仅是长江存储的所在地(长江存储是中国最有希望创造NAND晶片平等地位的公司),也是中国最近一桩半导体大骗局的发生地。

武汉弘芯(HSMC)这个案例显示,没有提出足够的问题,就一口气把资金投入半导体业的风险。据一篇已经从网路上消失的中国媒体报导,一群骗子创立了武汉弘芯,他们拿着印有「台积电副总裁」的假名片,散布自己亲戚是中共高层的谣言。他们骗了武汉的地方政府来投资武汉弘芯,然后用那些资金去聘请台积电研发部门的前负责人来当执行长。有他加入以后,他们再从ASML公司买来一台深紫外线微影设备,然后借此又向投资者募集了更多资金。但武汉的工厂其实是台积电老厂的劣质翻版,武汉弘芯仍试图产出第一块晶片时,公司就破产了。

失败的例子不止限于这种地方性的实验。紫光集团在全球大肆收购后,现金告罄,导致部分债券违约。连紫光执行长赵伟国的高层政治人脉也不足以拯救紫光,虽然它拥有的晶片公司可能毫发无损地度过难关。中国国家发展和改革委员会(简称「发改委」)的一位官员曾公开哀叹,中国的晶片业5「没经验、没技术、没人才」。这虽然是夸大其词,但显然中国在半导体专案上浪费了上百亿美元,那些专案有的不切实际,有的就像武汉弘芯一样,根本是公然的诈欺。如果中国的史普尼克危机是激发出更多这种国家支持的半导体专案,那么中国永远也达不到技术独立。

在这样一个供应炼横跨多国的产业里,技术独立一直是痴心妄想,即使是对美国这个全球最大的半导体生产国来说也是如此。对中国这个在供应链的许多环节(从机械到软体)都缺乏竞争力的国家来说,想要追求技术独立就更困难了。为了完全独立,中国需要取得顶尖的设计软体、设计能力、先进的材料和制造技术,以及其他措施。中国无疑将在一些领域有所进展,但中国想在国内复制某些领域的成本实在太高、也太难了。

以复制ASML的EUV机台为例,那会需要什么?这种机台花了近30年的时间才被成功开发出来并商业化。EUV机台是由许多部分组成的,那些组件本身就是极复杂的工程挑战。光是复制EUV系统中的雷射,就需要辨识及组装457,329个部件。单一缺陷就足以造成严重的延迟或可靠性问题。中国政府无疑已经派出一些最顶尖的间谍去研究ASML的生产流程。然而,即使他们已经骇入相关的系统并下载了设计规格,那么复杂的机器也无法像电脑档案那样直接复制贴上。即使间谍取得了专业资讯,他们也需要光学或雷射方面的博士学位才看得懂——就算他们真的有那些专业知识,他们也没有研发EUV的工程师累积的30年经验。

也许10年后,中国真的可以成功制造出自己的EUV曝光机。如果成真,将会耗资数百亿美元,但等到成品完工,也已经不是顶尖技术了——这个真相肯定令人沮丧。到时候,ASML将推出新一代的设备,名为高数值孔径EUV(high-aperture EUV),预计在2020年代中期登场,每座机台6造价3亿美元,是第一代EUV机台的两倍。即使未来中国的EUV曝光机和ASML的现有设备运作得一样好(这其实很难想像,因为美国会努力限制中国从其他国家获取零组件的能力),中国的晶片制造商也很难靠它生产有利可图的产品,因为到了2030年,台积电、三星、英特尔已经使用他们的EUV曝光机10年了,这10年来他们已经精进了机台的运用,也回收了这些机台的成本。相较于中国公司用中国制的EUV曝光机所生产的晶片,他们将能以更便宜的价格,出售用ASML的EUV曝光机所生产的晶片。

EUV机台只是透过跨国供应链生产的众多机台之一。把供应链的每个环节都转到国内,成本会高到不可思议。全球晶片业每年的资本支出超过1000亿美元。中国除了要建立目前缺乏的专业知识与设施基础外,也必须复制这种规模的支出。建立一个完全在国内的先进供应链需要花10年以上的时间,而且这期间的花费远远超过一兆美元。

所以跟表面上的说词不同,中国其实并没有追求一个完全在国内的供应链。中国政府知道那根本不可能。中国想要的是「非美国的」供应链,但由于美国在晶片业有强大的影响力,再加上其出口法规的治外法权,想打造一个非美国的供应链也是不切实际(除非是在遥远的未来)。对中国来说,可行的做法是减少在某些领域对美国的依赖,并增加自己在晶片业的整体权重,尽可能摆脱各种锁喉技术。

如今中国面临的核心挑战之一是,许多晶片不是使用x86架构(用于个人电脑与伺服器),就是使用ARM架构(用于行动装置)。x86是由英特尔与AMD两家美商主导;授权其他公司使用其架构的ARM则是总部设在英国。不过,现在有一种新的开源指令集架构,称为RISC-V,任何人都可以免费使用。开源架构的概念吸引了晶片业的许多领域。目前必须向ARM支付授权费的任何业者,都希望有免费的替代方案。此外,开源架构也可能降低安全缺陷的风险,因为开放意味着有更多的工程师可以验证细节及找出错误。基于同样的理由,创新的步调也可能比较快。这两个因素解释了为什么DARPA资助许多与开发RISC-V有关的专案。中国企业也积极接纳RISC-V,因为他们认为RISC-V在地缘政治上是中立的。2019年,负责管理该架构的RISC-V基金会就是为了中立,而把总部7从美国迁到瑞士。阿里巴巴等公司已经在设计以RISC-V架构为基础的处理器。

除了采用新兴架构以外,中国也把焦点放在用旧有的工艺技术来打造逻辑晶片。智慧型手机与资料中心需要最先进的晶片,但汽车与其他的消费设备通常使用较旧的工艺技术,旧有技术已经够强大,而且便宜多了。中国新晶片厂的投资(包括像中芯国际那样的公司),大多是投向落后节点的产能。中芯国际已经证明,中国有劳力生产有竞争力的非先进逻辑晶片。即使美国加强出口限制,也不太可能禁止出口有数十年历史的制造设备。此外,中国也大举投资碳化矽、氮化镓等新兴半导体材料,这些材料不太可能取代多数晶片中的纯矽,但可能在电动车的电力系统管理方面发挥更大的作用。在这方面,中国可能也拥有必要的技术,所以政府补贴也许可以帮忙压低价格,8抢生意。

其他国家担忧的是,中国的连串补贴可能使中国在供应链的许多环节抢到市占率,尤其是那些不需要最先进技术的环节。除非未来又出现禁止中国取得外国软体与机台的严格新规定,否则中国看起来可能会在生产非先进的逻辑晶片方面,扮演更大的角色。此外,中国为了帮电动车开发省电晶片,投入了大量资金。与此同时,中国的长江存储确实有机会在NAND记忆体市场抢到可观的市场。据估计,在整个晶片业,中国制造占全球产能的比例,将从2020年代初期的15%增至92030年的24%,在产量上超过台湾与南韩。几乎可以肯定的是,中国在技术上仍将落后。但如果更多的晶片业转移到中国,中国将有更多的筹码可以要求技术转移。到时候,美国与其他国家要实施出口限制的成本会变得更高,中国将会有更多的劳力可以取用。几乎所有的中国晶片公司都依赖政府的支持,所以对他们来说,国家目标与商业目标一样重要。一位高管告诉《日经新闻》,在长江存储,「获利及上市不是首要之务」。该公司是专注在「打造中国自己的晶片,10实现中国梦」。


*1 龙洲经讯(Gavekal Dragonomics)的科技分析师。

53 短缺与供应链

 

 

拜登面对萤幕,在Zoom上向一群执行长宣布:「我们国家已经太久没为了超越全球的竞争对手,而做必要的大规模、大胆投资。」他坐在白宫罗斯福总统的肖像之下,举起一块12吋的矽晶圆,训斥那些高管「在研发与制造方面落后……1我们必须加油」。萤幕上的19名高阶主管中,有许多人认同他的说法。

为了讨论美国对晶片短缺的反应,拜登邀请了台积电等外国公司以及英特尔等美国晶片制造商,还有饱受半导体严重短缺之苦的知名用户来开会。福特(Ford)与通用汽车(GM)的执行长通常不会受邀参加晶片的高层会议,通常他们也对这种会议不感兴趣。但2021年一整年间,随着世界经济与供应链因新冠疫情所造成的中断而动荡,世界各地的人开始意识到,他们的生活与生计有多么依赖半导体。

2020年,就在美国开始对中国实施晶片锁喉策略,切断中国一些领先的科技公司取得美国晶片技术的管道时,第二个晶片锁喉点开始掐紧了世界经济的部分领域,某些类型的晶片变得难以取得,尤其是广泛用于汽车的基本逻辑晶片。这两个晶片锁喉点有部分相关。华为等中国公司至少从2019年开始就在囤积晶片,为未来可能遭到美国制裁预做准备,中国的晶片制造厂则是尽可能地买进制造设备,以防美国决定加强对晶片制造设备的出口限制。

然而,中国的囤积只解释了一部分新冠疫情期间出现的晶片锁喉点。更大的原因在于新冠疫情爆发后,晶片订单出现巨大波动,因为企业与消费者都调整了对不同商品的需求。

2020年,随着数百万人为了在家工作而升级电脑,个人电脑的需求激增。随着愈来愈多的生活转移到线上,资料中心对伺服器的需求也成长了。汽车公司起初削减了晶片订单,预计汽车销量将大幅下滑。结果当需求迅速恢复时,他们发现晶片制造商已经把产能重新分配给其他客户。

美国汽车政策委员会(American Automotive Policy Council)的资料显示,世界上各大车厂在每辆汽车上使用上千个晶片,即使只缺一个晶片,汽车也无法出货。2021年的大部分时间,汽车制造商都面临买不到晶片的窘况。据业界估计,这些汽车公司2021年的产量比没有面临晶片短缺时少了770万辆,相当于22100亿美元的收入损失。

拜登政府与多数媒体都把晶片短缺解读为供应链问题。白宫委托外界针对供应链的弱点写了一份250页的半导体报告。不过,半导体短缺的主因并不是晶片供应链的问题。有些供应确实中断了,例如马来西亚因新冠疫情而封城,影响了当地的半导体封装作业。但根据研调机构IC Insights的资料,2021年全球生产的晶片比以往多——超过1.1兆个半导体装置,与2020年相比3成长了13%。半导体短缺的主因是需求成长,而不是供给问题。那是新的个人电脑、5G手机、AI资料中心所带动的需求,最终而言,是我们对运算力永无止境的需求所驱动的。

因此,世界各地的政界人士误判了半导体供应链的困境。问题不在于晶片业分散的生产流程对新冠疫情及随之而来的封城因应不当。很少产业安然度过这场疫情、没受到严重干扰。晶片业出现的问题,尤其是汽车晶片的短缺,主要是因为汽车厂在疫情爆发初期疯狂又冲动地取消订单,再加上他们采用「及时生产」(just-in-time)制程,几乎没有容错的余地。对于收入受到数千亿美元冲击的汽车业来说,他们理当重新思考自己的供应链该如何管理。

另一面,半导体业则是迎来丰收的一年。除了大地震以外(这是机率很低、但不是零的风险),实在很难想像和平时期的供应链冲击比晶片业2020年初以来度过的情况还要严重。2020年与2021年晶片产量的大幅成长,并不是跨国供应链受损的迹象,而是跨国供应链奏效的迹象。

然而,各国政府应该比过去更认真地思考半导体的供应链。过去几年,供应链带给我们的真正启示,跟脆弱性无关,而是跟获利与权力有关。台湾的非凡崛起让我们看到,一家公司有远见、有政府资金的支援,如何改造整个产业。与此同时,美国限制中国取得晶片技术的限令则显示,晶片业的锁喉点有多强大。不过,中国半导体业过去10年来的崛起也提醒了所有人,这些锁喉点并非持久有效。国家与政府往往可以找到回避锁喉点的方法,尽管那么做既耗时又代价昂贵,有时甚至是极其高昂的代价。此外,技术转移也会削弱锁喉点的效力。

只有当少数两三家公司掌控锁喉点时,这些锁喉点才有效,而且理想情况下,只有一家公司掐紧锁喉点的效果最好。虽然拜登政府承诺4「与产业界、盟友、伙伴」合作,但对于晶片业的未来,美国与其盟友并非完全一致。

美国想扭转其晶片制造占比下降的局面,并在半导体设计与机台方面维持主导地位。然而,欧洲与亚洲国家希望在高价值晶片的设计市场抢占更大的市占率。与此同时,台湾与南韩都没有打算放弃他们在制造先进逻辑与记忆体晶片方面的市场领先地位。当中国把扩大产能视为国安必要条件时,未来美国、欧洲、亚洲之间可瓜分的晶片制造业务量有限。如果美国想增加市占率,其他国家的市占率就必须减少。美国暗中希望从其他拥有现代晶片制造厂的区域夺取市占率。然而,在中国之外,全球所有的先进晶圆厂都位于美国的盟国或亲美的国家。

不过,南韩打算维持它在记忆体晶片的领先地位,同时试图扩大在逻辑晶片领域的地位。南韩总统文在寅指出:「半导体业者之间的竞争,开始吸引一些国家加入。我国政府也将与我国业者团队合作,让韩国5维持半导体强国的地位。」韩国政府在平泽市挹注了大量资金,那里曾是美军基地,现在是三星设立大厂的地方。从应用材料到东京威力科创(Tokyo Electron)等各大晶片设备商也在当地开了分公司。三星表示打算在2030年以前,在逻辑晶片事业上投入逾1000亿美元,在记忆体晶片的生产上也会投入类似规模的资金。三星集团创办人的孙子李在镕因贿赂罪而入狱服刑,2021获假释出狱。韩国司法部的释放理由是6「经济因素」,据媒体报导,这些经济因素中也包括预期李在镕会为三星做出重大的半导体投资决策。

三星及规模较小的韩国竞争对手SK海力士虽获得韩国政府的支持,却夹在中美两国之间,两国都试图说服南韩的晶片巨擘到国内建立更多的生产设施。例如,三星最近宣布计划在德州奥斯汀扩大及升级先进逻辑晶片的生产设施,据估计将耗资170亿美元。不过,这两家南韩公司在升级中国厂房的提议上都面临美国的仔细审查。据报导,美国对SK海力士施压,要求SK海力士不要把EUV机台转移到7中国无锡的工厂,施压拖延了该厂的现代化,可能也为SK海力士带来可观的成本。

南韩不是唯一推动晶片公司与政府「团队合作」的国家(套用文在寅总统的说法),台湾政府仍积极保护其晶片业,一般普遍认为这是台湾在国际舞台上最大的筹码。张忠谋表面上已从台积电完全退休,但仍担任台湾的贸易代表。他的主要关注重点、也是台湾关注的重点,仍是确保台积电在全球晶片业维持核心地位。台积电打算在2022年至2024年投资逾1000亿美元来升级技术及扩大晶片产能。这些资金大多会投资在台湾,但台积电也打算升级位于中国的南京厂,并在美国的亚利桑那州开设新厂。不过,这两家新厂都不会生产最先进的晶片,因此台积电最先进的技术仍将留在台湾。张忠谋持续呼吁半导体业的「自由贸易」,并预警如果不这么做,「成本会上升,科技发展会减缓」。与此同时,台湾政府也一再透过干预来支持台积电,包括压低台币汇率,让台湾的出口品8更有竞争力。

欧洲、日本、新加坡是另外三个寻求新半导体投资的地区。有一些欧盟的领导人建议,欧陆可以「大规模投资」生产3奈米或2奈米的晶片,9让欧洲的晶圆厂处于领先地位。由于欧陆在先进逻辑晶片的市占率很低,上述建议不太可能实现。比较可行的是,欧洲说服英特尔等大型的外国晶片公司建造新厂,为欧洲的汽车制造商提供稳定的供货。新加坡持续为晶片制造提供大量的激励措施,最近获得美商格芯投资40亿美元建设新厂。

与此同时,日本正提供台积电巨额补贴,让台积电与索尼10合作设立一家新的晶片制造厂。在盛田昭夫等高管退休后的几十年间,日本失去了许多晶片制造事业,但索尼仍保有一个规模可观、获利丰厚的事业,生产可感应图像的半导体,这种半导体用在许多消费装置的摄影镜头中。不过,日本补贴台积电新厂的决定,主要不是为了帮助索尼。日本政府担心,晶片制造要是持续外移,日本在供应链中仍有强势地位的环节(例如机台与先进材料)也会转移到国外。

日本现在很需要新的盛田昭夫,美国则是迫切需要新的葛洛夫。美国在晶片业仍有令人羡慕的地位,掐住了晶片业的许多锁喉点(包括软体与机台),而且美国对这些锁喉点的掌控跟以往一样强大。辉达等公司看起来可能会在AI等运算趋势的未来扮演关键角色。此外,在晶片新创企业退流行10年之后,矽谷过去几年在设计新晶片的无厂房公司投入了大量资金,这些公司通常专注于精进AI应用的新架构。

然而,在制造晶片方面,美国目前是落后的。美国制造先进晶片的主要希望是英特尔。英特尔经过多年的放任自流,于2021年任命派特.基辛格(Pat Gelsinger)为执行长。基辛格生于宾州小镇,职涯始于英特尔,曾获得葛洛夫的提携指导。他后来离开英特尔,在两家云端运算公司担任高职,之后才被英特尔找回来扭转颓势。他规划了一套雄心勃勃、耗资巨大的三方面策略。第一是夺回英特尔在制造的领导地位,超越三星与台积电。为此,基辛格与ASML达成一项协定,让英特尔率先取得下一代的EUV机台,预计将于2025年准备就绪。如果英特尔能在竞争对手之前学会使用这些新机台,这些机台就可以提供技术优势。

基辛格策略的第二方面是推出代工事业,与三星及台积电直接竞争,为无厂房晶片公司生产晶片,为英特尔争取更多的市占率。英特尔投下巨资,在美国与欧洲兴建工厂,打造潜在代工客户所需的产能。然而,要让代工事业获利,可能需要争取到一些生产先进产品的客户。也就是说,英特尔必须缩小与三星及台积电之间的技术落差,代工策略才有可能奏效。

然而,英特尔转向代工业之际,刚好碰到其资料中心晶片的市占率持续下降——既是因为来自AMD与辉达的竞争,也是因为亚马逊网路服务、Google等云端运算公司正在设计自己的晶片。

英特尔的成败,端看它是否能够执行基辛格的策略,以及三星或台积电会不会出现失误而定。摩尔定律的延续,需要这些公司每隔几年就推出新技术,因此英特尔这两家竞争对手很容易面临重大延误。然而,英特尔的策略还有一个令人不安的第三方面:寻求台积电的协助。英特尔开始在公开场合鼓吹新一波的晶片民族主义,以及对依赖亚洲生产的担忧。它努力从美国与欧洲政府获得补贴、在国内建造晶圆厂。「世界需要一个更平衡的供应链,」基辛格说,「上帝决定了石油储存量在哪里,11我们可以决定晶圆厂在哪里。」然而,英特尔一方面试图解决内部晶片制造问题,一方面又把愈来愈多的先进晶片生产外包给台积电设在台湾的最先进工厂。

美国政府开始考虑先进晶片的制造集中在东亚的问题,因此说服台积电与三星在美国开设新厂。台积电计划在亚利桑那州设厂,三星则是在德州的奥斯丁附近扩厂。这些晶圆厂的设立,有部分是为了安抚美国政客,但它们也将为国防与其他关键的基础设施生产晶片,美国比较希望在国内制造这些晶片。然而,台积电与三星都打算把绝大部分的产能及最先进的技术留在自己国内。即使美国承诺补贴,也不太可能改变这点。

美国的国安官员有愈来愈多声音在讨论是否利用晶片设计软体与制造设备的出口管制,来胁迫台积电在美国和台湾同步推出最新制程技术。或者,台积电也可能被迫承诺,在台湾每投入一美元的资本支出,也必须在台积电的日本、亚利桑那州或新加坡的新厂投入一美元的资本支出。这些行动可能会开始减少全球对台湾晶片制造的依赖。但目前而言,美国政府并不愿施加必要的压力,因此全球对台湾的依赖仍会持续增加。

54 台湾的两难

 

 

一位金融分析师问台积电的董事长刘德音,中国不时威胁「武力犯台」,「1你的客户担心吗?」一般的执行长都很习惯在法说会上接应棘手的问题,但那种场合的提问通常是有关获利没达标或产品上市出状况。2021年7月15日,台积电的财报看起来很好,公司挺过了第二大客户华为遭到制裁的冲击,业绩几乎没受到影响。台积电的股价接近历史高点,全球半导体短缺使其事业更有利可图。2021年,台积电一度成为亚洲最有价值的上市公司,也是全球市值最高的十大上市公司之一。

然而,台积电变得愈不可或缺,它的风险愈大——这不是指台积电的财务状况,而是它的制造厂。即使多年来选择忽视中美对立严重性的投资者,也开始紧张地看着台湾西岸的台积电晶圆厂分布图。台积电的董事长坚称不需要担心这个问题。「关于中国入侵台湾,我可以告诉你,每个人都希望台海和平。」刘德音生于台北,柏克莱毕业,曾在贝尔实验室任职,在晶片制造方面有无可挑剔的学经历。然而,他评估战争风险的能力仍有待检验。他认为,由于全球依赖「台湾的半导体供应链,没有人想要破坏它」,大家都希望台海和平,因为这「符合各国的利益」。

翌日,7月16日,数十辆中国人民解放军05式两栖装甲战车从中国海岸驶向大海。这些战车看起来像坦克,但既能在海滩上行驶,也能像船一样在水中疾驰,是解放军发动两栖攻击的利器。据中国官方媒体的报导,数十辆05式两栖装甲战车驶入大海后,开向停在近海的登陆舰,从水中开上登陆舰,准备「远距渡航」。登陆舰朝着目标驶去。抵达后,船首的大门打开,两栖战车冲入水中,驶向海滩,一边前进2一边发动砲击。

这只是一次演习。在接下来的几天里,解放军在台湾海峡的南北入口附近展开了其他演习。中国的《环球时报》引用一位营长的话:「我们必须像在实战情境中那样刻苦训练,无时无刻做好战斗的准备,3坚决捍卫国家主权与领土完整。」该报也刻意指出,演习地点离东沙岛仅300公里。东沙岛是位于台湾与香港之间的小环礁,与台港等距,由台湾管辖。

台湾爆发战争的方式有很多种,但一些国防专家认为,最有可能的形式是争抢东沙岛的局面升温。美国的国防专家最近规划的一场军事演习,是设想中国军队登陆东沙岛,不费一枪一弹就擒拿岛上的台湾驻军。台湾与美国将面临一个棘手的选择:究竟要为了一个小环礁开战,还是要放任中国4像切香肠一样,切走台湾的一小块领土,留下先例。「温和」因应的方式,将包括在台湾驻扎大量美军,或对中国发动网路攻击,而这两种做法都很容易升级为全面冲突。

美国国防部针对中国军力所发表的公开报告,列出中国武力犯台的多种可能方式。最直接、也最不可能的方法,是诺曼地登陆式的入侵,派出数百艘中国军舰穿越海峡,送成千上万名解放军上岸。两栖入侵的历史充满了灾难,美国国防部判断,这种行动将使解放军的能力「吃紧」。中国在发动攻击以前,想摧毁台湾的机场、海军设施、电力和其他关键基础设施几乎没什么困难,但即便如此,那5也会是一场硬战。

美国的国防部研判,解放军改采其他的方法比较容易。局部的空中与海上封锁,将使台湾无法独自击退解放军。即使美国与日本军队加入台湾,试图打破封锁,也很难做到。中国在海岸部署了强大的武器系统。封锁不需要完全有效,就能扼杀台湾的贸易。结束封锁需要台湾与其盟友(主要是美国)摧毁中国领土上部署的数百个6中国军事系统。然而,打破封锁的行动,很容易演变成一场血腥的大国战争。

即使没有封锁,中国光靠空中与导弹行动,不必派出任何地面部队,就足以削弱台湾的军力,让台湾的经济停摆。在没有美国与日本的立即援助下,中国空军与导弹可能在两三天内就解除台湾的主要军备(机场、雷达设施、通讯枢纽等等),不会严重影响到台湾的产能。

台积电的董事长说,没有人想要「破坏」纵横交错于台湾海峡上的半导体供应链,这说法确实没错。但美国与中国都想要进一步掌控这些供应链。中国没有理由出于怨恨而摧毁台积电的晶圆厂,因为那样做会导致中国受到和其他国家一样多的伤害,尤其考虑到美国及盟友仍可使用英特尔与三星的晶圆厂。此外,中国军队入侵并直接占领台积电的设施,也是不切实际的想法。因为他们很快就会发现,关键材料以及机台的软体更新,都必须从美国、日本和其他国家取得。此外,如果中国真的入侵台湾,也不太可能把台积电的所有员工都抓起来。要是中国真的那样做,只要有一些愤怒的工程师反抗,就足以破坏整个行动。解放军已经证明自己可以从中印两国争夺的边境上夺走喜马拉雅山峰,但是要夺走全球最复杂的工厂,里面又充满爆炸性气体、危险化学品、全球最精密的机器,那完全是另一回事。

我们很容易想像,空中或海上冲突之类的事故升温,演变成双方都不想要的灾难性战争。但中国也很可能认为,不必全面入侵,只要军事施压,就能明显地破坏美国暗中承诺的安全保障,并彻底打击台湾士气。中国知道,台湾的防御策略是只要能撑到美方与日方援助就好了。相较于对岸的超级大国,台湾那么小,除了指望盟邦以外,没有其他实际的选择了。试想,中国要是运用海军,对进出台湾的一小部分船只进行海关检查,美国会如何因应?封锁是一种战争行为,但没有人想要先开火。如果美国什么都不做,中国的行为可能严重冲击台湾的战斗意愿。如果中国要求台积电再次为华为及其他的中国公司生产晶片,或甚至要求台积电把关键人员与技术移转到大陆,台湾能说不吗?

对中国政府来说,上述行动都有风险,但并非无法想像。掌控台湾是中国的执政党最重要的目标,而且中国的领导人也不断承诺要那样做。中国政府通过了《反分裂国家法》,设想在台湾海峡使用所谓的7「非和平方式」。中国大举投资跨海峡侵犯台湾所需的两栖突击战车等军事系统,并经常演习这些能力。分析师一致认为,海峡两岸的军力优势已明显偏向中国一方。1996年爆发台海危机时,美国只要派遣整个航空母舰战斗群穿过台湾海峡,就能迫使中国退下,但这种局面早已不复存在。现在,这种行动对美国军舰来说充满了风险。如今中国的飞弹不仅威胁着台湾周遭的美国船舰,也威胁到远在关岛与日本的美军基地。解放军的实力愈强大,美国冒着引爆战争的危险去保护台湾的可能性愈小。如果中国试图对台湾施加军事压力,美国比较可能考量两国的军力对比,最后得出不值得冒险反击的结论。

如果中国对台湾施压成功,让中国能平等、甚至优先取得台积电的晶圆厂产能,美国与日本肯定会做出回应,对先进机台与材料的出口施加新的限制——这些产品主要是来自美日两国及其欧洲盟友。但是,要在其他国家复制台湾的晶片产能,需要好几年的时间,而且在其他地方复制产能的同时,我们仍需要依赖台湾。这样一来,我们不仅组装iPhone要依赖中国,中国政府还可能影响或掌控当前唯一有技术能力与产能为我们生产晶片的晶圆厂。

对美国的经济与地缘政治地位来说,这种情境都是灾难。万一战争爆发,台积电的晶圆厂被摧毁,情况又更糟了。整个世界经济,以及纵横交错于亚洲与台湾海峡的供应链,都是建立在这种不稳定的和平上。在海峡任一岸投资的每家公司(从苹果、华为到台积电),暗中都是把筹码压在台海和平上。从香港到新竹,有数兆美元投资在位于飞弹射程内的公司与设施上。全球的晶片业,以及晶片促成的所有电子品组装,对台湾海峡与华南海岸的依赖程度,超过了矽谷以外的所有其他地区。

在加州的科技中心,大家不会那么担心营运偏离日常。万一发生战争或地震,矽谷的许多知识都可以轻松转移。这点在新冠疫情期间获得了检验,当时该区几乎所有的工作者都被告知居家工作,大型科技公司的获利不减反升。脸书的豪华总部万一陷入圣安德列斯断层中,脸书甚至可能几乎不会注意到。

但万一台积电的晶圆厂陷入车笼埔断层中,将会撼动全球经济。台湾上次发生超大地震,就是1999年车笼埔断层移动造成的。但要在台湾造成类似规模的破坏,只需几次爆炸就够了(无论是故意还是意外)。有一些粗略的估计可以说明这将会攸关多少利益。台湾生产全球11%的记忆体晶片,更重要的是,台湾制造了全球37%的逻辑晶片。电脑、电话、资料中心、大多数的电子设备都需要用到这种晶片。所以万一台湾的晶片厂因冲击而停工,接下来那一年运算力的产出将会缩减37%。

那对于全球经济的影响将会是灾难性的。后新冠疫情时代的半导体短缺提醒了我们,不止手机与电脑需要晶片而已。飞机、汽车、微波炉、制造设备——所有类型的产品都将面临可怕的延误。约三分之一的个人电脑处理器的生产(包括苹果与AMD设计的晶片)将会停摆,直到其他地方建立新厂为止。资料中心的容量成长将会大幅减缓,尤其对专注于AI演算法的伺服器来说更是如此,这种伺服器更依赖辉达、AMD等公司发包到台湾制造的晶片。其他的资料基础设施将受到更大的打击。例如,新的5G无线电设备需要几家不同公司的晶片,其中许多晶片是台湾制造的。而5G网路的推出也会几乎完全停摆。

这时停止行动网路的升级也合理,因为你可能也很难买到新手机。智慧型手机的处理器大多是在台湾制造,而一般手机约内建十个或更多的晶片,其中有许多也是在台湾制造。汽车通常需要数百个晶片,因此我们将面临比2021年短缺更严重的延误。当然,万一战争爆发了,我们需要考虑的还不只是晶片而已。中国庞大的电子组装厂可能会被切断,我们必须找其他人来组装手机与电脑元件。

然而,寻找新的组装工人虽难,但相较于复制台湾的晶片制造厂,找人还是容易多了。想要复制台湾的晶片制造厂,挑战不只是建造新的晶圆厂而已。这些新厂还需要训练有素的人力,除非想办法把许多台积电的员工从台湾转移过去。就算真的做到,新的晶圆厂也需要配备生产设备,例如ASML与应用材料公司的机台。在2021到2022年晶片短缺期间,ASML与应用材料公司都宣布,由于无法取得足够的半导体,8机台的生产面临延误。万一台湾发生危机,他们也难以为机台取得晶片。

换句话说,台湾如果爆发灾难,总成本是以上兆美元计算。每年损失37%的运算力产出,其代价可能比新冠疫情及封城造成的经济亏损还要惨烈。重建丧失的晶片制造力至少需要5年时间。现在的我们展望未来5年,目光会聚焦在建立5G网路与元宇宙,但万一台湾停摆,我们可能连洗碗机也很难买到。

台湾总统蔡英文最近在《外交事务》杂志(Foreign Affairs)上主张,台湾的晶片业是一块「『矽盾』,让台湾得以保护大家,避免威权政体激进地9破坏全球供应链」。这是一种非常乐观的观点。台湾的晶片业无疑会迫使美国更重视台湾的防务。然而,万一「矽盾」挡不了中国,半导体生产集中在台湾也会让世界经济面临风险。

在2021年的一项民调中,多数的台湾人表示,他们认为中国与台湾之间爆发战争的可能性不大(45%)或10不可能(17%)。然而,俄罗斯入侵乌克兰这件事提醒了大家,台湾海峡在过去几十年间基本上是维持和平,但这不表示战争是完全不可想像。乌俄战争也显示,任何大规模的冲突,有部分是看一国在半导体供应链中的地位而定,因为那决定了该国动武的能力及经济实力。

自萧金担任苏联的部长及设立泽列诺格勒以来,俄罗斯的晶片业一直落后矽谷。冷战结束后,随着俄罗斯的客户大多选择不再向国内的晶片制造商购买产品,并将生产外包给台积电,俄罗斯的晶片业已经衰落。俄罗斯晶片业者唯一剩下的客户,是俄罗斯的国防与航太工业。这些买家的晶片采购量都不够多,无法资助国内的先进晶片制造。因此,连俄罗斯的重点国防专案也难以取得需要的晶片。例如,俄罗斯的GPS卫星就因为半导体采购的问题而11面临痛苦的延迟。

俄罗斯在制造与取得晶片方面持续面临困难,这解释了乌克兰上空遭到击落的俄罗斯无人机内为什么都内建12外国的微电子。这也解释了俄罗斯的军队为什么仍普遍依赖非精准打击武器。最近一项研究分析了俄罗斯在叙利亚的战争,结果发现,高达95%的俄罗斯武器是13无导引的。俄罗斯在攻击乌克兰几周后就面临巡弋飞弹短缺,这有部分是因为俄罗斯的半导体业状况不佳。与此同时,乌克兰从西方获得了大量的导引弹药,例如标枪反坦克飞弹(Javelin anti-tank missile)。每枚标枪反坦克飞弹在瞄准敌方的坦克时,都要仰14两百多个半导体。

俄罗斯对外国半导体技术的依赖,让美国及其盟友握有强大的筹码。在俄罗斯入侵乌克兰后,美国协调欧洲、日本、南韩、台湾的合作伙伴,一起全面禁止对俄罗斯的科技、国防、电信业销售15某些类型的晶片。从美国的英特尔到台湾的台积电等主要晶片制造商,都切断了对俄罗斯的供货。俄罗斯的制造业面临痛苦的中断,很大一部分的俄罗斯汽车厂被迫停产。根据美国情报机构的说法,连国防等敏感领域,俄罗斯的工厂也采取规避策略,例如把原本用于洗碗机的晶片16部署在飞弹系统中。俄罗斯除了减少晶片的使用以外,几乎别无他法,因为俄罗斯现今的晶片制造力,甚至比太空竞赛的全盛时期还弱。

不过,说到半导体领域,考虑到中国在半导体业的投资,再加上美国依赖的大部分晶片制造力都在中国解放军的飞弹射程内,美国与中国之间正兴起的冷战并不会像以前那样一面倒。如果以为发生在乌克兰的事情不会发生在东亚,就太天真了。中国政府的分析人士看到半导体在乌俄战争中扮演的角色后曾公开表示,如果中美的紧张局势加剧,17「我们必须把台积电抢到中国手里」。

毛泽东的军队砲轰台湾控制的岛屿后,第一次的冷战曾经为了台湾而陷入僵局,先是发生在1954年,后来1958年又发生一次。如今,中国军备的破坏性更大,而台湾就处于中国军备的射程范围内。中国不仅有一系列的中短程飞弹,还有龙田与惠安空军基地的飞机,从那里飞到台湾只需要7分钟。2021年,这些空军基地还扩建及升级了掩体、跑道、18导弹防御系统。新的台海危机将远比1950年代的危机还要危险。此外,核战风险依然存在,尤其考虑到中国不断壮大的核武库。但这次的对峙已不是为了一个贫穷的岛屿,这次的战场将是那颗在数位世界里怦怦跳动的心脏。更糟的是,现在与1950年代不同,目前还看不出中国人民解放军最终会不会让步。这次,中国可能会赌自己获胜机率很高。

结语 不只建构历史,也将塑造未来

 

 

1958年,就在中国人民解放军开始砲轰金门的第五天,在达拉斯闷热的夏天,基尔比向同事演示电路的所有元件,包括电晶体、电阻、电容器,1都可以用半导体材料制造。四天后,莱思罗普第一次把车子开进德州仪器的公司停车场。他已经申请了利用微影成像技术制造电晶体的专利,但还没拿到军方颁发的奖金去买新车。在那几个月前,张忠谋从麻州一家电子公司离职,加入德仪,以近乎神奇的除错能力大幅提升德仪半导体的良率,因此打响名声。同年,海格底获任德仪总裁,董事会认为他为军事系统制造电子设备的愿景,比生产德仪创立时的石油探勘仪器更好。海格底已经找来一群像沃德那样的2优秀工程师组成团队,为「智慧型」武器与精准的感测器打造需要的电子产品。

德州与台湾处于世界的两端,但基尔比在中美危机期间发明积体电路并非巧合。美国向电子公司挹注国防资金,美国军方有赖科技来维持优势。随着苏联与共产中国打造产业规模的军队,美国无法指望部署更大型的军队或更多的坦克,但它可以制造更多的电晶体、更精准的感测器、更有效的通讯设备,这一切最终将使美国的武器变得更加强大。

张忠谋在德州求职,而不是在天津等中国城市求职,这也不是巧合。对一个出身上层知识家庭又有雄心壮志的孩子来说,留在中国要面临被折磨、甚至死亡的风险。在冷战的混乱与去殖民化的破坏席卷全球之际,许多国家最优秀、最聪明的人才都试图前往美国。巴丁与布莱顿发明了第一个电晶体,但真正设计出可量产电晶体结构的是他们在贝尔实验室的同事穆罕默德.阿塔拉(Mohamed Atalla)与姜大元。与诺伊斯共同创立快捷半导体的「八叛逆」工程师中,有两位是在美国以外的地方出生。几年后,一位干劲十足的匈牙利移民,帮快捷半导体改善了公司晶片制程中的化学品使用,靠着努力晋升成为执行长。

当时,世界上的人大多没听过矽晶片,更少人知道矽晶片是如何运作的,美国的半导体生产中心正把全球最聪明的人才吸引到德州、麻州,尤其是加州。这些工程师与物理学家深信,把电晶体尽量缩小,就可以改变未来。事实证明他们是对的,而且结果远远超出他们最疯狂的想像。摩尔与加州理工学院的米德教授等远见家,预见了未来几十年的景况。然而,1965年摩尔预测的3「家用电脑」与「个人随身通讯设备」,根本还没提到晶片在如今生活中的中心地位。半导体业每天生产的电晶体,4最终会超过人体细胞的数量——对当初那些开创矽谷的人来说,这是不可思议的概念。

随着半导体业的规模扩大及电晶体的尺寸缩小,这个产业更加需要庞大的全球市场。如今,连美国国防部的7000亿美元预算,也不足以在美国本土为国防目的打造生产先进晶片的晶圆厂。国防部有专属造船厂来兴建造价数十亿美元的潜艇及上百亿美元的航空母舰,但它使用的许多晶片是从商用供应商采购,而那些供应商通常是在台湾。对美国的国防部来说,现在连设计一款先进晶片的成本也变得太贵了,成本可能超过一亿美元。制造最先进逻辑晶片的晶圆厂,成本是兴建航空母舰的两倍,而且只能暂居领先地位两三年。

生产运算力的复杂度如此惊人,这显示出矽谷不只是一个科学或工程的故事。技术只有在找到市场时才会进步。半导体的历史也是一个有关销售、行销、供应链管理、降低成本的故事。如果没有创业者,矽谷就不会存在。诺伊斯是麻省理工学院毕业的物理学家,但他以创业经商成名,他为一种当时还不存在的产品发现了巨大的市场。诚如摩尔在1965年发表那篇著名的文章所述,快捷半导体能否「在积体电路上塞入更多的元件」,不仅有赖该公司的物理学家与化学家,也有赖斯波克那种强势的生产管理者。追求没有工会的工厂,并分给多数员工股票选择权,可以持续地提高生产力。如今电晶体的价格远远不到1958年价格的百万分之一,这要归功于一位如今大家已遗忘的快捷半导体员工的精神,他在离职问卷上填写的离职理由是:5「我——要——去——赚——大——钱。」

回顾过往,「晶片创造了现代世界」这种说法未免太过简化,因为我们的社会与政治建构出晶片的研究、设计、生产、组装及使用的方式。例如,国防部的研发单位DARPA资助3D电晶体结构(亦即所谓的FinFET,这是用于最先进的逻辑晶片)的关键研究,真正塑造了半导体。未来,无论中国是否达成其称霸半导体业的目标,其巨额补贴也都将大幅改造半导体的供应链。

当然,没有人能保证晶片在未来仍像过去一样重要。我们对运算力的需求不太可能减少,但我们可能会耗尽供给。摩尔定律只是一个预测,不是物理学的事实。从辉达的执行长黄仁勋,到史丹佛大学的前校长兼Alphabet的董事长约翰.汉尼斯(John Hennessy)等业界名人,都宣称6摩尔定律已死。在某个时点,物理定律将使电晶体不可能再缩小。即使在那个时点之前,制造更小电晶体的成本可能也会变得太高。成本下降的速度已明显变慢。制造更小晶片所需的设备极其昂贵,尤其每台EUV曝光机的造价更是超过一亿美元。

摩尔定律的终结,对半导体业乃至于全世界都将是极大的冲击。我们每年之所以能生产更多的电晶体,纯粹是因为这样做在经济上是可行的。然而,这不是第一次摩尔定律被宣判濒临死亡。1988年,IBM备受尊敬的专家、后来担任美国国家科学基金会(National Science Foundation)主席的埃里希.布洛赫(Erich Bloch)曾说,电晶体缩小到四分之一微米时,摩尔定律就终止了。但10年后,7晶片业冲破了那个障碍。2003年摩尔在一次简报中担心地说,「未来10年左右,一如往常的运作肯定会遇到障碍」,但这些潜在的障碍都已经被克服了。当时,摩尔认为3D电晶体结构是一个「激进的概念」,但不到20年后,我们已经生产了数兆个那样的3D FinFET电晶体。加州理工学院的米德教授自创了「摩尔定律」一词。半个世纪以前,他预测每个晶片可能最终会包含一亿个电晶体,那项预测震惊了全球的8半导体科学家。如今,最先进的晶圆厂可在一块晶片上塞入米德预测的9100倍电晶体数量。

换句话说,摩尔定律的持久延续性,连当初创造这个词的人和以他的名字命名的人都感到惊讶。它很可能也会让如今的悲观者跌破眼镜。吉姆.凯勒(Jim Keller)是知名的半导体设计师,一般普遍认为他改造了苹果、特斯拉、AMD、英特尔的晶片。他说他看到了一条清晰的道路,可以把晶片内塞入的电晶体10密度提高50倍。首先,他认为现有的鳍式电晶体可以印得更薄,那就可以塞入三倍的电晶体。接着,鳍式电晶体将被新型的管状电晶体所取代,这种电晶体通常称为「环绕式闸极」(gate-all-around)。那是一种线形的管子,可以从顶部、侧边、底部各个方向施加电场,更好地控制「开关」,因应电晶体缩小所带来的挑战。凯勒认为,这些细线可以让电晶体的密度再增加一倍。他预测,把这些细线堆叠起来,可以使密度再增加八倍。这样加总下来,一块晶片可容纳的电晶体数量大约可增加50倍。凯勒说:「我们还没耗尽原子,我们知道怎么印出单层的原子。」

尽管大家一直在谈论摩尔定律的终结,但流入晶片业的资金比以往更多。过去几年,为AI演算法设计最适晶片的新创公司,已经募集了数十亿美元,每家公司都希望成为下一个辉达。Google、亚马逊、微软、苹果、脸书、阿里巴巴等大型科技公司正投入大量的资金设计自家晶片。显然业界并不缺乏创新。

支持摩尔定律即将终结的最佳论点是,这些针对特定用途、甚至专为个别公司设计晶片的新活动,正在取代「通用」运算方面的持续精进(过去半个世纪以来,英特尔以规律的步调不断推出日益强大的微处理器)。尼尔.汤普森(Neil Thompson)与斯温贾.斯潘努斯(Svenja Spanuth)这两位研究人员甚至认为,我们正看到「电脑这种通用技术的衰颓」。他们认为,运算的未来将分成两类,一类是「快速」应用程式,使用强大的订制晶片;另一类是「慢速」应用程式,使用升级渐缓的11通用晶片。

不可否认的是,身为现代运算主力的微处理器,有一部分正被特定用途的晶片所取代。目前还不确定的是,这会不会是一个问题。辉达的GPU不像英特尔的微处理器那样有通用功能,因为它们是专为图形以及愈来愈多的AI所设计的。然而,辉达与其他为AI设计最适晶片的新创公司,大幅降低了AI的实现成本,使AI因此变得更普及。如今的AI比十年前所想像的更「通用」,主要也是归功于更强大的新晶片。

亚马逊、Google等大型科技公司最近纷纷自行设计晶片,这个趋势代表近几十年来的另一个变化。亚马逊与Google跨入晶片设计事业,是为了帮那些驱动其云端运算的伺服器提升效率。任何人都可以付费连上Google云端的TPU晶片。悲观者认为,运算就是从这里开始分成「慢速」与「快速」。不过,令人惊讶的是,几乎任何人都可以借由购买辉达的晶片或租用连上AI优化的云端,轻易地使用「快速」应用程式。

此外,组合不同类型的晶片12比以往更容易了。过去,一台装置通常只有一个处理器晶片,现在可能有多个处理器,其中一些专注于一般运作,另一些是针对相机等特定功能优化。现在之所以能做到这样,是因为新的封装技术使高效连接晶片变得更容易,公司可以随着处理要求或成本考量的变化,轻易地把某些晶片嵌入或取出装置。大型晶片公司现在更注重晶片的运行系统。因此,我们是否快达到摩尔最初定义的摩尔定律极限(每个晶片的电晶体数量呈指数成长)并不是重点。重点在于,我们以划算的成本所生产的晶片,是否已经达到运算力的极限。目前有成千上万的工程师及上百亿美元的资金是押注在「否」。

早在1958年12月,也就是张忠谋、海格底、沃德、莱斯罗普、基尔比都聚集在德仪的那年,寒冷的华盛顿特区举行了一场电子大会。张忠谋、摩尔、诺伊斯都出席了那场会议,他们一起出门喝啤酒,并在那天将结束前的几小时,漫步回旅馆。那时他们都很年轻,兴奋地在雪地中唱歌。街上的路人不可能料到这三人将会是未来的科技巨擘。然而,他们不仅在数十亿个晶圆上留下了持久的印记,也在我们的生活中留下了持久的印记。他们发明的晶片及建立的产业提供了隐藏的电路,不仅建构了我们的历史,13也将塑造我们的未来。

谢辞

 

 

制造先进的晶片,涉及数百道工艺步骤及横跨多国的供应链。写这本书的复杂程度,只比制作晶片略低一点。我非常感谢许多国家的许多人在这个过程中给予我的协助。

我想感谢华盛顿特区国会图书馆的图书管理员与档案管理员,谢谢他们在新冠疫情的限制下提供档案资料;感谢南美以美大学、史丹佛大学、胡佛研究院、俄罗斯科学院的档案馆、台湾的中央研究院。

有机会得以采访业界、学术界、政府的半导体专家上百次,我也同样感谢。数十位采访对象为了畅所欲言而要求在书中不具名。我还是想公开感谢以下人士分享见解,或协助安排采访:Bob Adams、Richard Anderson、Susie ARMstrong、Jeff Arnold、David Attwood、Vivek Bakshi、Jon Bathgate、Peter Bealo、Doug Bettinger、Michael Bruck、Ralph Calvin、Gordon Campbell、Walter Cardwell、John Carruthers、Rick Cassidy、Anand Chandrasekher、Morris Chang、Shang-yi Chiang、Bryan Clark、Lynn Conway、Barry Couture、Andrea Cuomo、Aart de Geus、Seth Davis、Anirudh Devgan、Steve Director、Greg Dunn、Mark Durcan、John East、Kenneth Flamm、Igor Fomenkov、Gene Frantz、Adi Fuchs、Mike Geselowitz、Lance Glasser、Jay Goldberg、Peter Gordon、John Gowdy、Doug Grouse、Chuck Gwyn、Rene Haas、Wesley Hallman、David Hanke、Bill Heye、Chris Hill、David Hodges、Sander Hofman、Tristan Holtam、Eric Hosler、Gene Irisari、Nina Kao、John Kibarian、Valery Kotkin、Michael Kramer、Lev Lapkis、Steve Leibiger、Chris Mack、Chris Malachowsky、Dave Markle、Christopher McGuire、Marshall McMurran、Carver Mead、Bruno Murari、Bob Nease、Daniel Nenni、Jim Neroda、Ron Norris、Ted Odell、Sergei Osokin、Ward Parkison、Jim Partridge、Malcolm Penn、William Perry、Pasquale Pistorio、Mary Anne Potter、Stacy Rasgon、Griff Resor、Wally Rhines、Dave Robertson、Steve Roemerman、Aldo Romano、Jeanne Roussel、Rob Rutenbar、Zain Saidin、Alberto Sangiovanni-Vincentelli、Robin Saxby、Brian Shirley、Peter Simone、Marko Slusarczuk、Randy Steck、Sergey Sudjin、Will Swope、John Taylor、Bill Tobey、Roger Van Art、Dick Van Atta、Gil Varnell、Michael von Borstel、Stephen Welby、Lloyd Whitman、Pat Windham、Alan Wolff、Stefan Wurm、Tony Yen、Ross Young、Victor Zhirnov、Annie Zhou。当然,本书做出的任何结论皆与他们无涉。

SEMI的总裁兼执行长Ajit Manocha为我提供了一套非常实用的简介。半导体协会的John Neuffer、Jimmy Goodrich、Meghan Biery帮我了解他们对产业的观点。业界资深人士Terry Daly特别拨冗指导我,我感激不尽。麻省理工学院林肯实验室(Lincoln Labs)的Bob Loynd与Craig Keast好心带我参观了他们的微电子设备。此外,业界一位不愿具名的技术评论专家指导我FinFET、低介电系数(High-k)材料、许多半导体基础科学的细节,让我受惠良多。

我与Danny Crichton及Jordan Schneider的多次有趣对谈,促使我思考晶片与政治的交集。Jordan与Dong Yan读了这本书的手稿,帮我加强了论点。Kevin Xu及他那份不可或缺的电子报,提供了一些张忠谋的重要轶事。多亏了这些资料的辅助,不然我可能就错了。我与Sahil Mahtani、Philip Saunders和他们的团队做了多次讨论,那些讨论让我对中国面临的晶片挑战,看法更加明晰。

这份研究的部分内容,曾在耶鲁大学的国际安全研究(International Security Studies)上发表,感谢Paul Kennedy与Arne Westad给我这个机会。我也因为有机会在海军战争学院(Naval War College)发表初步研究而受惠良多,感谢Rebecca Lissner的邀请。此外,胡佛研究院的历史研讨会及美国企业研究院(American Enterprise Institute)为棘手的问题提供了讨论会,让我精进了论点。

这本书大量援引矽谷起源及电算历史的既有研究与新闻报导。许多学者与记者从不同的角度探索过这个议题,我从他们发表的研究中学到很多,也把本书引用的相关研究收录在注释中。我要特别感谢Leslie Berlin、Geoffrey Cain、Doug Fuller、Slava Gerovitch、Paul Gillespie、Philip Hanson、James Larson、David Laws、wenyee Lee、Willy Shih、Denis Fred Simon、Paul Snell、David Stumpf、David Talbot、Zachary Wasserman、Debby Wu与我分享他们的研究及专业知识。George Leopold一直是当代晶片与电子业的杰出导师。在这项研究的早期阶段,Jose Moura大方地为我引荐他的同事。Murray Scott经常为我提供灵感与鼓励。

我感谢 Danny Gottfried、Jacob Clemente、Gertie Robinson、Ben Cooper、Claus Soong、Wei-Ting Chen、Mindy Tu、Freddy Lin、Will Baumgartner、Soyoung Oh、Miina Matsuyama、Matyas Kisiday、Zoe Huang、Chihiro Aita、Sara Ashbaugh 帮忙收集及翻译资料。Ashley Theis在各方面都帮了大忙。感谢史密斯理查森基金会(Smith Richardson Foundation)与史隆基金会的支持,促成这项研究。

我在弗莱彻学院(Fletcher School)的同事与学生为本书的许多概念提供意见,尤其感谢Dan Drezner于2019年举行的「武器化独立」研讨会。感谢外交政策研究院(Foreign Policy Research Institute)的Rollie Flynn、Maia Otarashvili、Aaron Stein,从这项研究的最早阶段就给予支持。我为手稿做最后修润时,Kori Schake、Dany Pletka、Hal Brands帮忙把美国企业研究院(American Enterprise Institute)变成了知性的家园。感谢地缘政治顾问公司绿罩(Greenmantle)的同事,他们为思考技术、金融、总体经济、政治的交集,提供了一个令人振奋的环境。感谢Niall Ferguson从很早就对这个专案感兴趣;感谢Pierpaolo Barbieri为我做的一系列介绍;感谢Alice Han帮我了解中国的技术政策;感谢Stephanie Petrella在这项案子初期的明确指教。

与Rick Horgan及Scribner出版公司合作是我的荣幸。要不是Toby Mundy早期对这本书有信心,我不可能动笔。谢谢Jon Hillman一开始的引荐,促成这本书的出版。

最后,也是最重要的,家人在这个专案执行期间始终支持我。我的父母严格地检阅了每一章的内容,Lucy与Vlad一直是最好的保姆。Liya、Anton、Evie忍受了这本书打乱了他们的早晨、夜晚、周末、假期、育儿假。我想把这本书献给他们。

注释

 

 

作者序

1 但我认为它们不会回来了:Cheng Ting-Fan, “TSMC Founder Morris Chang Says Globalization Almost Dead,” Nikkei Asia, Dec 7, 2022. https://asia.nikkei.com/Spotlight/Most-read-in-2022/TSMC-founder-Morris-Chang-says-globalization-almost-dead

2 3奈米制程的晶圆厂:Steve Holland and Jane Lanhee Lee, “TSMC Triples Arizona Chip Plant Investment,” Reuters Dec 7, 2022, https://www.reuters.com/technology/biden-visit-taiwans-tsmc-chip-plant-arizona-hail-supply-chain-fixes-2022-12-06/

3 并不是一直那么振奋:“Building Fabs in Arizona ‘Old Dream Revived,’” Focus Taiwan, Dec 7, 2022, https://focustaiwan.tw/business/202212070024

4 这个决定是由现任董事长做的:Podcast with Morris Chang, Brookings Institute, April 14, 2022, https://www.brookings.edu/wp-content/uploads/2022/04/Vying-for-Talent-Morris-Chang-20220414.pdf

5 美国要担心的,不单只是晶片而已:Interview with Ron Norris, 2021; Mike Rogoway, “TSMC’s Morris Chang Explains Wafertech’s Failure,” Oregon Live, April 22, 2022, https://www.oregonlive.com/silicon-forest/2022/04/tsmcs-morris-chang-explains-wafertechs-failure-in-camas-calls-push-for-us-chip-revival-an-exercise-in-futility.html

6 高超音速飞弹:Demetri Sevastopoulo, “China tests new space capability,” Financial Times, Oct. 16, 2021, https://www.ft.com/content/ba0a3cde-719b-4040-93cb-a486e1f843fb

7 注定会失败:“Doomed to fail”: Kathrin Hille and Demetri Sevastopoulo, “TSMC: The Taiwanese Chipmaker Caught up in the Tech Cold War,” Financial Times, Oct 24, 2022, https://www.ft.com/content/bae9756a-3bce-4595-b6c9-8082fd735aa0

8 台积电从2013年起开始生产这种晶片:https://www.tsmc.com/english/dedicatedFoundry/technology/logic/l_16_12nm

9 受到冲击的人数更多:Liza Lin and Karen Hao, “American Executives in Limbo at Chinese Chip Companies after U.S. Ban,” Wall Street Journal, Oct 16, 2022, https://www.wsj.com/articles/american-executives-in-limbo-at-chinese-chip-companies-after-u-s-ban-11665912757?mod=article_inline

前言

1 印太地区动向资料:“USS Mustin Transits the Taiwan Strait,” Navy Press Releases, August 19, 2020, https://www.navy.mil/Press-Office/Press-Releases/display-pressreleases/Article/2317449/uss-mustin-transits-the-taiwan-strait/#images-3; Sam LaGrone, “Destroyer USS Mustin Transits Taiwan Strait Following Operations with Japanese Warship,” USNI News, August 18, 2020, https://news.usni.org/2020/08/18/destroyer-uss-mustin-transits-taiwan-strait-following-operations-with-japanese-warship.

2 进行演练:“China Says Latest US Navy Sailing Near Taiwan ‘Extremely Dangerous,’” Straits Times, August 20, 2020, https://www.straitstimes.com/asia/east-asia/china-says-latest-us-navy-sailing-near-taiwan-extremely-dangerous; Liu Xuanzun, “PLA Holds Concentrated Military Drills to Deter Taiwan Secessionists, US,” Global Times, August 23, 2020, https://www.globaltimes.cn/page/202008/1198593.shtml.

3 晶片锁喉(chip choke)策略:「锁喉」这个词是由Murray Scott首创,他的《Zen on Tech》电子报影响了我对半导体地缘政治的看法。

4 四分之一的收入来自手机:Antonio Varas, Raj Varadarajan, Jimmy Goodrich, and Falan Yinug, “Strengthening the Global Semiconductor Supply Chain in an Uncertain Era,” Semiconductor Industry Association, April 2021, exhibit 2, https://www.semiconductors.org/wp-content/up10ads/2021/05/BCG-x-SIA-Strengthening-the-Global-Semiconductor-Value-Chain-April-2021_1.pdf; 按美元计价的话,手机占半导体销售额的26%。

5 采购大部分的现成晶片:“iPhone 12 and 12 Pro Teardown,” IFixit, October 20, 2020, https://www.ifixit.com/Teardown/iPhone+12+and+12+Pro+Teardown/137669.

6 人类历史上最昂贵的工厂:“A Look Inside the Factory Around Which the Modern World Turns,” Economist, December 21, 2019.

7 118亿个微小电晶体:Angelique Chatman, “Apple iPhone 12 Has Reached 100 Million Sales, Analyst Says,” CNET, June 30, 2021; Omar Sohail, “Apple A14 Bionic Gets Highlighted with 11.8 Billion Transistors,” WCCFTech, September 15, 2020.

8 不是 118 亿个,而是 4 个:Isy Haas, Jay Last, Lionel Kattner, and Bob Norman moderated by David Laws, “Oral History of Panel on the Development and Promotion of Fairchild Micrologic Integrated Circuits,” Computer History Museum, October 6, 2007, https://archive.computerhistory.org/resources/access/text/2013/05/102658200-05-01-acc.pdf; interview with David Laws, 2022.

9 每个位元约2美分:Gordon E. Moore, “Cramming More Components onto Integrated Circuits,” Electronics 38, No. 8 (April 19, 1965), https://newsroom.intel.com/wp-content/uploads/sites/11/2018/05/moores-law-electronics.pdf; Intel 1103 data from “Memory Lane,” Nature Electronics 1 (June 13, 2018), https://www.nature.com/articles/s41928-018-0098-9.

10 三分之一是来自台湾制造的晶片:根据半导体协会的资料,2019年37%的逻辑晶片在台湾生产; Varas et al., “Strengthening the Global Semiconductor Supply Chain in an Uncertain Era.”

11 都是由台积电生产:Varas et al., “Strengthening the Global Semiconductor Supply Chain in an Uncertain Era,” p. 35.

12 无法取得需要的半导体:Mark Fulthorpe and Phil Amsrud, “Global Light Vehicle Production Impacts Now Expected Well into 2022,” IHS Market, August 19, 2021, https://ihsmarkit.com/research-analysis/global-light-vehicle-production-impacts-now-expected-well-into.html.

13 44%的记忆晶片:Varas et al., “Strengthening the Global Semiconductor Supply Chain in an Uncertain Era.”

14 最高机密的安全许可:访问张忠谋, 2022.

第一章 从钢到矽

1 勤奋好学的年轻工程师:Details on Morita's life are from Akio Morita, Made in Japan: Akio Morita and Sony (HarperCollins, 1987).

2 击即将到来:Morris C. M. Chang, The Autobiography of Morris C. M. Chang (Commonwealth Publishing, 2018). Thanks to Mindy Tu for help with translation.

3 那场席卷亚洲的钢铁台风:Andrew Grove, Swimming Across (Warner Books, 2002), p. 52.

4 切腹自杀:John Nathan, Sony: A Private Life (Houghton Mifflin, 2001), p. 16.

5 打桥牌:Chang, Autobiography of Morris C. M. Chang.

6 追热飞弹:Morita, Made in Japan, p. 1.

7 制成表格:David Alan Grier, When Computers Were Human (Princeton University Press, 2005), ch. 13; Mathematical Tables Project, Table of Reciprocals of the Integers from 100,000 through 200,009 (Columbia University Press, 1943).

8 落在离目标30米的范围内:Robert P. Patterson, The United States Strategic Bombing Survey: Summary Report (United States Department of War, 1945), p. 15, in The United States Strategic Bombing Surveys (Air University Press, 1987), https://www.airuniversity.af.edu/Portals/10/AUPress/Books/B_0020_SPANGRUD_STRATEGIC_BOMBING_SURVEYS.pdf.

9 「除虫」(debug):T. R. Reid, The Chip (Random House, 2001), p. 11.

10 1 万 8 千根真空管:Derek Cheung and Eric Brach, Conquering the Electron: The Geniuses, Visionaries, Egomaniacs, and Scoundrels Who Built Our Electronic Age (Roman & Littlefield, 2011), p. 173.

第二章 开关

1 一种叫「半导体」的东西:Joel Shurkin, Broken Genius: The Rise and Fall of William Shockley, Creator of the Electronic Age (Macmillan, 2006)是对萧克利最好的描述,亦参见Michael Riordan and Lillian Hoddeson, Crystal Fire: The Birth of the Information Age (Norton, 1997).

2 把原子结合起来:Gino Del Guercio and Ira Flatow, “Transistorized!” PBS, 1999, https://www.pbs.org/Oansistor/tv/script1.html.

3 「固态开关」理论:Riordan and Hoddeson, Crystal Fire, esp. pp. 112-114.

4 半导体材料理论:这里对电晶体的描述大量引用Riordan and Hoddeson, Crystal Fire, and Cheung and Brach, Conquering the Electron.

5 自己设计出了一种开关:Cheung and Brach, Conquering the Electron, pp. 206-207.

6 执行运算任务:Riordan and Hoddeson, Crystal Fire, p. 165; “SCIENCE 1948: Little Brain Cell,” Time, 1948, http://content.time.com/time/subscriber/article/0,33009,952095,00.html.

第三章 诺伊斯、基尔比,以及积体电路

1 也能登上《华尔街日报》:Cheung and Brach, Conquering the Electron, p. 228.

2 授权给其他公司:同前, p. 214.

3 电晶体系统的电路所造成的复杂性:访问Ralph Calvin, 2021; Jay W. Lathrop, an oral history conducted in 1996 by David Morton, IEEE History Center, Piscataway, NJ, USA.

4 在贝尔实验室以外使用电晶体的人之一:Jack Kilby interview by Arthur L. Norberg, Charles Babbage Institute, June 21, 1984, pp. 11-19, https://conservancy.umn.edu/bitstream/handle/11299/r107410/oh074jk.pdf?sequence=1&isAllowed=y.

5 生产声纳设备:Caleb III Pirtle, Engineering the World: Stories from the First 75 Years of Texas Instruments (Southern Methodist University Press, 2005), p. 29.

6 组装多个元件:David Brock and David Laws, “The Early History of Microcircuitry,” IEEE Annals of the History of Computing 34, No. 1 (January 2012), https://ieeexplore.ieee.org/document/6109206; T. R. Reid, The Chip (Random House, 2001).

7 快捷半导体(Fairchild Semiconductor):Shurkin, Broken Genius, p. 173; “Gordon Moore,” PBS, 1999, https://www.pbs.org/transistor/album1/moore/index.html; 关于快捷半导体的其他重要书籍,包括Arnold Thackray, David C. Brock, and Rachel Jones, Moore's Law: The Life of Gordon Moore, Silicon Valleys Quiet Revolutionary (Basic, 2015), and Leslie Berlin, The Man Behind the Microchip: Robert Noyce and the Invention of Silicon Valley (Oxford University Press, 2005).

8 并不晓得基尔比的存在:“1959: Practical Monolithic Integrated Circuit Concept Patented,” Computer History Museum, https://www.computerhistory.org/siliconengine/practical-monolithic-integrated-circuit-concept-patented/; Christophe Lecuyer and David Brock, Makers of the Microchip (MIT Press, 2010); Robert N. Noyce, Semiconductor Device-and-Lead Structure, USA, 2981877, filed Jul 30, 1959 and issued Apr 25, 1961, https://patentimages.storage.googleapis.com/e1/73/1e/7404cd5ad6325c/US2981877.pdf; Michael Riordan, “The Silicon Dioxide Solution,” IEEE Spectrum, December 1, 2007, https://spectrum.ieee.org/the-silicon-dioxide-solution; Berlin, The Man Behind the Microchip, pp. 53-81.

9 制造成本是50倍:Berlin, The Man Behind the Microchip, p. 112.

第四章 登月

1 「苏联的『月亮』绕着地球转」:“Satellite Reported Seen over S.F.,” San Francisco Chronicle, October 5, 1957, p. 1.

2 信任危机:Robert Divine, The Sputnik Challenge (Oxford, 1993). 关于冷战对美国科学的影响,我的看法是受到底下作品的影响:Margaret O'Mara, Cities of Knowledge: Cold War Science and the Search for the Next Silicon Valley (Princeton University Press, 2015); Audra J. Wolfe, Competing with the Soviets: Science, Technology, and the State in Cold War America (Johns Hopkins University Press, 2013); and Steve Blank, “Secret History of Silicon Valley,” Lecture at the Computer History Museum, November 20, 2008, https://www.youtube.com/watch?v=ZTC_RxWN_xo.

3 预计产生的电力还多:Eldon C. Hall, Journey to the Moon: The History of the Apollo Guidance Computer (American Institute of Aeronautics, 1996), pp. xxi, 2; Paul Cerruzi, “The Other Side of Moore's Law: The Apollo Guidance Computer, the Integrated Circuit, and the Microelectronics Revolution, 1962-1975,” in R. Lanius and H. McCurdy, NASA Spaceflight (Palgrave Macmillan, 2018).

4 看那东西是不是真的:Hall, Journey to the Moon, p. 80.

5 耗电量也比较少:Hall, Journey to the Moon, pp. xxi, 2, 4, 19, 80, 82; Tom Wolfe, “The Tinkerings of Robert Noyce,” Esquire, December 1983.

6 2100万美元:Robert N. Noyce, “Integrated Circuits in Military Equipment,” Institute of Electrical and Electronics Engineers Spectrum, June 1964; Christophe Lecuyer, “Silicon for Industry: Component Design, Mass Production, and the Move to Commercial Markets at Fairchild Semiconductor, 1960-1967,” History and Technology 16 (1999): 183; Michael Riordan, “The Silicon Dioxide Solution,” IEEE Spectrum, December 1, 2007, https://spectrum.ieee.org/the-silicon-dioxide-solution.

7 已降至15美元:Hall, Journey to the Moon, p. 83.

8 向军方销售电子系统:Charles Phipps, “The Early History of ICs at Texas Instruments: A Personal View,” IEEE Annals of the History of Computing 34, No. 1 (January 2012): 37-47.

9 每件电子产品中:Norman J. Asher and Leland D. Strom, “The Role of the Department of Defense in the Development of Integrated Circuits,” Institute for Defense Analyses, May 1, 1977, p. 54.

10 仿佛能预测一切:访问Bill Heye, 2021; 访问张忠谋, 2022.

11 义勇兵二型导弹(Minuteman II missile):Patrick E. Haggerty, “Strategies, Tactics, and Research,” Research Management 9, No. 3 (May 1966): 152-153.

12 输入导引电脑:Marshall William McMurran, Achieving Accuracy: A Legacy of Computers and Missiles (Xlibris US, 2008), p. 281.

13 当时真的选择不多:访问 Bob Nease、Marshall McMurran、Steve Roemerman, 2021; David K. Stumpf, Minuteman: A Technical History of the Missile That Defined American Nuclear Warfare (University of Arkansas Press, 2020), p. 214; Patrick E. Haggerty, “Strategies, Tactics, and Research,” Research Management 9, No. 3 (May 1966): 152-153; 亦参见 Bob Nease and D. C. Hendrickson, A Brief History of Minuteman Guidance and Control (Rockwell Autonetics Defense Electronics, 1995); McMurran, Achieving Accuracy, ch. 12. 感谢 David Stumpf与我分享了Nease与Henderson的论文。

14 民兵导弹计划:Asher and Strom, “The Role of the Department of Defense in the Development of Integrated Circuits,” p. 83; Hall, Journey to the Moon, p. 19; “Minuteman Is Top Semiconductor User,” Aviation Week & Space Technology, July 26, 1965, p. 83.

第五章 迫击炮与量产

1 正式到德州仪器上班:Correspondence with Jay Lathrop, 2021; 访问 Walter Cardwell, 2021; 访问 John Gowdy, 2021; Jay Lathrop and James R. Nall, Semiconductor Construction, USA, 2890395A, filed October 31, 1957, and issued June 9, 1959, https://patentimages.storage.googleapis.com/e2/4d/4b/8d90caa48db31b/US2890395.pdf; Jay Lathrop, “The Diamond Ordinance Fuze Laboratory's Photolithographic Approach to Microcircuits,” IEEE Annals of the History of Computing 35, No. 1 (2013): 48-55.

2 检查工程师的实验:Correspondence with Jay Lathrop, 2021; 访问Mary Anne Potter, 2021.

3 全天候的测试:访问 Mary Anne Potter, 2021; Mary Anne Potter, “Oral History,” Transistor Museum, September 2001, http://www.semiconductormuseum.com/Transistors/TexasInstruments/OralHistories/Potter/Potter_Page2.htm.

4 加入德州仪器:Chang, Autobiography of Morris Chang; “Stanford Engineering Hero Lecture: Morris Chang in Conversation with President John L. Hennessy,” Stanford Online, YouTube Video, April 25, 2014, https://www.youtube.com/watch?v=wEh3ZgbvBrE.

5 而必须报废:Oral History of Morris Chang, interviewed by Alan Patterson, Computer History Museum, August 24, 2007; 访问张忠谋, 2022.

6 那不算待过德仪:访问Bill Heye与Gil Varnell, 2021.

7 良率大幅提升到25%:Oral History of Morris Chang, interviewed by Alan Patterson, Computer History Museum, August 24, 2007.

8 到达拉斯学习他的方法:Tekla S. Perry, “Morris Chang: Foundry Father,” Institute of Electrical and Electronics Engineers Spectrum, April 19, 2011, https://spectrum.ieee.org/at-work/tech-careers/morris-chang-foundry-father.

9 公司就不用开了:David Laws, “A Company of Legend: The Legacy of Fairchild Semiconductor,” IEEE Annals of the History of Computing 32, No. 1 (January 2010): 64.

10 我们俩一拍即合:Charles E. Sporck and Richard Molay, Spinoff: A Personal History of the Industry That Changed the World (Saranac Lake Publishing, 2001), pp. 71-72; Christophe Lecuyer, “Silicon for Industry”: 45.

第六章  「我——要——去——赚——大——钱」

1 从鱼雷到遥测系统:Asher and Strom, “The Role of the Department of Defense in the Development of Integrated Circuits,” p. 74.

2 95%以上的积体电路:Robert Noyce, “Integrated Circuits in Military Equipment,” IEEE Spectrum (June 1964): 71.

3 他们通常也不是职业军官:Thomas Heinrich, “Cold War Armory: Military Contracting in Silicon Valley,” Enterprise & Society 3, No. 2 (June 2002): 269; Lecuyer, “Silicon for Industry”: 186.

4 Zenith的助听器:Reid, The Chip, p. 151.

5 要冒险才算投资:Dirk Hanson, The New Alchemists: Silicon Valley and the Microelectronics Revolution (Avon Books, 1983), p. 93.

6 洛克希德马丁公司遥遥领先:US Government Armed Services Technical Information Agency, Survey of Microminiaturization of Electronic Equipment, P. V. Horton and T. D. Smith, AD269 300, Arlington, VA: Air Force Ballistic Missile Division Air Research Development Command, United States Air Force, 1961, pp. 23, 37, 39, https://apps.dtic.mil/sti/citations/AD0269300.

7 摩尔定律:Moore, “Cramming More Computers onto Integrated Circuits.”

8 就是好生意:Asher and Strom, “The Role of the Department of Defense in the Development of Integrated Circuits,” p. 73; Herbert Kleiman, The Integrated Circuit: A Case Study of Product Innovation in the Electronics Industry (George Washington University Press, 1966), p. 57.

9 更多的客户来试用晶片:Lecuyer, “Silicon for Industry”: esp. 189, 194, 222; Kleiman, The Integrated Circuit, p. 212; Ernest Braun and Stuart Macdonald, Revolution in Miniature: The History and Impact of Semiconductor Electronics (Cambridge University Press, 1982), p. 114.

10 市占率是 80%:Asher and Strom, “The Role of the Department of Defense in the Development of Integrated Circuits,” p. 64; Berlin, The Man Behind the Microchip, p. 138; Lecuyer, “Silicon for Industry”: 180, 188.

11 一样重大的创新:“Oral History of Charlie Sporck,” Computer History Museum, YouTube Video, March 2, 2017, 1:11:48, https://www.youtube.com/watch?v=duMUvoKP-pk; Asher and Strom, “The Role of the Department of Defense in the Development of Integrated Circuits,” p. 73; Berlin, The Man Behind the Microchip, p. 138.

12 「悄然施行的社会主义」:Berlin, The Man Behind the Microchip, p. 120.

13 「我——要——去——赚——大——钱。」:Michael Malone, The Intel Trinity (Michael Collins, 2014), p. 31.

第七章 苏联矽谷

1 来到了帕罗奥图:Y. Nosov, “Tranzistor—Nashe Vse. K Istorii Velikogo Otkrytiya,” Elektronika, 2008, https://www.electronics.ru/journal/article/363; A. F. Trutko, IREX Papers, Library of Congress, Washington, D.C.; for “Crothers Memorial Hall,” see the Stanford 1960 Yearbook.

2 领先二到四年:CIA, “Production of Semiconductor Devices in the USSR,” CIA/RR, November 1959, 59-44.

3 更令人振奋的任务了:访问Lev Lapkis、Valery Kotkin、Sergei Osokin、Sergey Sudjin, 2021; 关于苏联对美国出版品的研究:N. S. Simonov, Nesostoyavshayasya Informatsionnaya Revolyutsiya (Universitet Dmitriya Pozharskogo, 2013), pp. 206-207; “Automate the Boss' Office,” Business Week, April 1956, p. 59; A. A. Vasenkov, “Nekotorye Sobytiya iz Istorii Mikroelekroniki,” Virtualnyi Kompyuternyi Muzei, 2010, https://computer-museum.ru/books/vasenkov/vasenkov3-1.htm; B. Malashevich, “Pervie Integralnie Skhemi,” Virtualnyi Kompyuternyi Muzei, 2008, https://www.computer-museum.ru/histekb/integral_1.htm.

4 人造卫星的踪影:访问Lev Lapkis、Valery Kotkin、Sergey Sudjin.

5 电视可以做成烟盒大小:A. A. Shokin, Ocherki Istorii Rossiiskoi Elektroniki, v. 6 (Tehnosfera, 2014), p. 520.

6 俄罗斯的犹太人:在苏联,沙兰特改名为 Philip Staros,巴尔改名为 Joseph Berg;关于他们的职务细节,我主要是援引 Steven T. Usdin, Engineering Communism (Yale University Press, 2005).

7 想出了他们的版本:Usdin, Engineering Communism, p. 175; Simonov, Nesostoyavshayasya Informatsionnaya Revolyutsiya, p. 212. 关于巴尔与沙兰特的影响规模,俄罗斯的微电子专家对此有一些争论。他们不是独自创造出苏联的电脑业,但显然扮演重要的角色。

8 赫鲁雪夫抵达当地:Usdin, Engineering Communism, pp. 203-209.

9 这是我们的未来:Shokin, Ocherki Istorii Rossiiskoi Elektroniki, v. 6, pp. 522-523, 531.

第八章  「给我抄!」

1 给你们三个月的时间:Simonov, Nesostoyavshayasya Informatsionnaya Revolyutsiya, p. 210; see also A. A. Vasenkov, “ Nekotorye Sobytiya iz Istorii Mikroelekroniki,” Virtualnyi Kompyuternyi Muzei, 2010, https://computer-museum.ru/books/vasenkov/vasenkov3-1.htm; Boris Malin file, IREX Papers, Library of Congress, Washington, D.C; Shokin, Ocherki Istorii Rossiiskoi Elektroniki v. 6, p. 543.

2 在莫斯科学不到的东西:B. Malashevich, “Pervie Integralnie Shemi,” Virtualnyi Kompyuternyi Muzei, 2008, https://www.computer-museum.ru/histekb/integral_1.htm; Simonov, Nesostoyavshayasya Informatsionnaya Revolyutsiya, p. 65; Oral History of Yury R. Nosov, interviewed by Rosemary Remackle, Computer History Museum, May 17, 2012, pp. 22-23.

3 都处于落后状态:Ronald Amann et al., The Technological Level of Soviet Industry (Yale University Press, 1977).

4 更精准地抄袭美国的设计:A. A. Vasenkov, “Nekotorye Sobytiya iz Istorii Mikroelekroniki,” Virtualnyi Kompyuternyi Muzei, 2010, https://computer-museum.ru/books/vasenkov/vasenkov3-1.htm; B. V. Malin, “Sozdanie Pervoi Otechestvennoi Mikroshemy,”Virtualnyi Kompyuternyi Muzei, 2000, https://www.computer-museum.ru/technlgy/su_chip.htm.

5 谈论他的发明:访问Sergei Osokin, 2021.

第九章 电晶体推销员

1 跟「电晶体推销员」没两样:这篇关于盛田昭夫访问的报导,取自Miina Matsuyama翻译的日文资讯;参见Nick Kapur, Japan at the Crossroads After Anpo (Harvard University Press, 2018), p. 84; Shiota Ushio, Tokyo Wa Moetaka (Kodansha, 1988); Shintaro Ikeda, “The Ikeda Administration's Diplomacy Toward Europe and the ‘Three-Pillar’ Theory,” Hiroshima Journal of International Studies 13 (2007); Kawamura Kazuhiko, Recollections of Postwar Japan, S25 (History Study Group, 2020).

2 是更好的风险:Office of the Historian, U.S. Department of State, “National Security Council Report,” in David W. Mabon, ed., Foreign Relations of the United States, 1955-1957, Japan, Volume XXIII, Part 1 (United States Government Printing Office, 1991), https://history.state.gov/historicaldocuments/frus1955-57v23p1/d28; Office of the Historian, U.S. Department of State, “No. 588 Note by the Executive Secretary (Lay) to the National Security Council,” in David W. Mabon and Harriet D. Schwar, eds., Foreign Relations of the United States, 1952-1954, China and Japan, Volume XIV, Part 2 (United States Government Printing Office, 1985), https://history.state.gov/historicaldocuments/frus1952-54v14p2/d588.

3 以科技与科学强国的形式重生:Office of the Historian, U.S. Department of State, “National Security Council Report.”

4 一个有趣的消息:Bob Johnstone, We Were Burning: Japanese Entrepreneurs and the Forging of the Electronic Age (Basic Books, 1999), p. 16; Makoto Kikuchi, an oral history conducted in 1994 by William Aspray, IEEE History Center, Piscataway, NJ, USA.

5 心跳就会开始加快:Makoto Kikuchi, “How a Physicist Fell in Love with Silicon in the Early Years of Japanese R&D,” in H. R. Huff, H. Tsuya, and U. Gosele, eds., Silicon Materials Science and Technology, v. 1 (The Electrochemical Society, Inc., 1998), p. 126; Makoto Kikuchi, an oral history conducted in 1994 by William Aspray, IEEE History Center, Piscataway, NJ, USA; Johnstone, We Were Burning, p. 15.

6 没见过那么多闪光灯:Vicki Daitch and Lillian Hoddeson, True Genius: The Life and Science of John Bardeen: The Only Winner of Two Nobel Prizes in Physics (Joseph Henry Press, 2002), pp. 173-174.

7 那看起来很「神奇」:Nathan, Sony, p. 13; Morita, Made in Japan, pp. 70-71.

8 似乎什么都有:Morita, Made in Japan, p. 1.

9 「不可原谅的荒谬行为」:Hyungsub Choi, “Manufacturing Knowledge in Transit: Technical Practice, Organizational Change, and the Rise of the Semiconductor Industry in the United States and Japan, 1948-1960,” PhD dissertation, Johns Hopkins University, 2007, p. 113; Johnstone, We Were Burning, p. xv.

10 但我们知道:Simon Christopher Partner, “Manufacturing Desire: The Japanese Electrical Goods Industry in the 1950s,” PhD dissertation, Columbia University, 1997, p. 296; Andrew Pollack, “Akio Morita, Co-Founder of Sony and Japanese Business Leader, Dies at 78,” New York Times, October 4, 1999.

11 电晶体收音机:Pirtle, Engineering the World, pp. 73-74; Robert J. Simcoe, “The Revolution in Your Pocket,” American Heritage 20, No. 2 (Fall 2004).

12 给了快捷:John E. Tilton, International Diffusion of Technology: The Case of Semiconductors (Brookings Institution, 1971), pp. 57, 141, 148; “Leo Esaki Facts,” The Nobel Foundation, https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1973/esaki/facts/.

13 消费电子领域的索尼:Johnstone, We Were Burning, ch. 1 and pp. 40-41.

14 激增到约二十年后的600亿美元:Kenneth Flamm, “Internationalization in the Semiconductor Industry,” in Joseph Grunwald and Kenneth Flamm, eds., The Global Factory: Foreign Assembly in International Trade (Brookings Institution, 1985), p. 70; Bundo Yamada, “Internationalization Strategies of Japanese Electronics Companies: Implications for Asian Newly Industrializing Economies (NIEs),” OECD Development Centre, October 1990, https://www.oecd.org/japan/33750058.pdf.

15 他们的净利:Choi, Manufacturing Knowledge in Transit, pp. 191-192.

16 寻求经济支持:“Marketing and Export: Status of Electronics Business,” Electronics, May 27, 1960, p. 95.

17 制造电晶体收音机的:Henry Kissinger, “Memorandum of Conversation, Washington, April 10, 1973, 11:13 a.m.-12:18 p.m.,” in Bradley Lynn Coleman, David Goldman, and David Nickles, eds., Foreign Relations of the United States, 1969-1976, Volume E-12, Documents on East and Southeast Asia, 1973-1976 (Government Printing Office, 2010), https://history.state.gov/historicaldocuments/frus1969-76ve12/d293.

18 帮你们打通关:访问 Bill Heye, 2021; 访问张忠谋, 2022; J. Fred Bucy, Dodging Elephants: The Autobiography of J. Fred Bucy (Dog Ear Publishing, 2014), pp. 92-93.

19 国民所得翻倍的目标:Johnstone, We Were Burning, p. 364.

第十章 电晶体女孩

1 东方古老的乐趣上:Paul Daniels, The Transistor Girls (Stag, 1964).

2 非常注重效率:Eugene J. Flath interview by David C. Brock, Science History Institute, February 28, 2007.

3 管你们去死:Oral History of Charlie Sporck, Computer History Museum; Sporck and Molay, Spinoff: A Personal History of the Industry That Changed the World.

4 提高生产力:Andrew Pollack, “In the Trenches of the Chip Wars, a Struggle for Survival,” New York Times, July 2, 1989; Sporck and Molay, Spinoff, p. 63; Oral History of Charlie Sporck, Computer History Museum.

5 装配线的工作:Glenna Matthew, Silicon Valley, Women, and the California Dream: Gender, Class, and Opportunity in the Twentieth Century (Stanford University Press, 2002), ch. 1-3.

6 也只能靠手工完成:Sporck and Molay, Spinoff, pp. 87-88.

7 斯波克很快就搭机去看了:Sporck and Molay, Spinoff, pp. 91-93; William F. Finan, Matching Japan in Quality: How the Leading U.S. Semiconductor Firms Caught Up with the Best in Japan (MIT Japan Program, 1993), p. 61; Julius Blank interview by David C. Brock, Science History Institute, March 20, 2006, p. 10; Oral History of Julius Blank, interviewed by Craig Addison, Computer History Museum, January 25, 2008.

8 愿意忍受单调的工作:John Henderson, The Globalisation of High Technology Production (Routledge, 1989), p. 110; Sporck and Molay, Spinoff, p. 94; Harry Sello Oral History interview by Craig Addison, SEMI, April 2, 2004.

9 成本会贵得惊人:Sporck and Molay, Spinoff, p. 95; Oral History of Charlie Sporck, Computer History Museum.

10 南韩是 10 美分:William F. Finan, “The International Transfer of Semiconductor Technology Through U.S.-Based Firms,” NBER Working Paper no. 118, December 1975, pp. 61-62.

11 「几乎是禁止」工会的:Craig Addison, Oral History Interview with Clements E. Pausa, June 17, 2004.

12 在东方从来没有这种问题:Oral History of Charlie Sporck, Computer History Museum; 另参阅电脑历史博物馆(Computer History Museum)中有关工会、工资协商、国际劳工组织(International Labor Organization)规则的广泛讨论, “Fairchild Oral History Panel: Manufacturing and Support Services,” October 5, 2007.

第十一章 精准打击

1 战场上飘起的缕缕烟雾:访问Bill Heye, 2021.

2 投下的炸弹还多:Samuel J. Cox, “H-017-2: Rolling Thunder—A Short Overview,” Naval History and Heritage Command, March 27, 2018, https://www.history.navy.mil/about-us/leadership/director/directors-corner/h-grams/h-gram-017/h-017-2.html#:~:text=These%20U.S.%20strikes%20dropped%20864%2C000,years%20of%20World%20War%20II.

3 竟然只有四例:Barry Watts, Six Decades of Guided Munitions and Battle Networks: Progress and Prospects (Center for Strategic and Budgetary Assessments, 2007), p. 133.

4 根本没击中目标:US Government Naval Air Systems Command, “Report of the Air-to-Air Missile System Capability Review July-November 1968,” AD-A955-143, Naval History and Heritage Command, April 23, 2021, https://www.history.navy.mil/research/histories/naval-aviation-history/ault-report.html; Watts, Six Decades of Guided Munitions, p. 140.

5 基本上是不可能的:James E. Hickey, Precision-Guided Munitions and Human Suffering in War (Routledge, 2016), p. 98.

6 必要的组件:访问 Steve Roemerman, 2021; Paul G. Gillespie, “Precision Guided Munitions: Constructing a Bomb More Potent Than the A-Bomb,” PhD dissertation, Lehigh University, 2002.

7 常在训练与战场上使用:访问Steve Roemerman, 2021.

8 像平价家庭轿车一样的武器:访问Steve Roemerman, 2021.

9 德仪能帮上忙吗?“Obituary of Colonel Joseph Davis Jr.,” Northwest Florida Daily News, August 24-26, 2014; Gillespie, “Precision Guided Munitions,” pp. 117-118; Walter J. Boyne, “Breaking the Dragon's Jaw,” Air Force Magazine, August 2011, pp. 58-60, https://www.airforcemag.com/PDF/MagazineArchive/Documents/2011/August%2020110811jaw.pdf. Vernon Loeb, “Bursts of Brilliance,” Washington Post, December 15, 2002.

10 M117炸弹:Gillespie, “Precision Guided Munitions,” p. 116.

11 精准摧毁的工具:同前, pp. 125, 172.

12 狂妄豪语:William Beecher, “Automated Warfare Is Foreseen by Westmoreland After Vietnam,” New York Times, October 14, 1969. 然而,国防理论家已经意识到,精准打击的武器将改变战争; 参见James F. Digby, Precision-Guided Munitions: Capabilities and Consequences, RAND Paper P-5257, June 1974, and The Technology of Precision Guidance: Changing Weapon Priorities, New Risks, New Opportunities, RAND Paper P-5537, November 1975.

第十二章 供应链布局

1 仅限于酒吧与舞女:“Taiwan's Development of Semiconductors Was Not Smooth Sailing,” tr. Claus Soong, Storm Media, June 5, 2019, https://www.storm.mg/article/1358975?mode=whole.000.

2 第一根真空管:“Mark Shepherd Jr. Obituary,” Dallas Morning News, February 6-8, 2009; Ashlee Vance, “Mark Shepherd, a Force in Electronics, Dies at 86,” New York Times, February 9, 2009.

3 欺负落后国家的东西:“Taiwan's Development of Semiconductors was not Smooth Sailing”; 访问张忠谋, 2022.

4 经济援助:David W. Chang, “U.S. Aid and Economic Progress in Taiwan,” Asian Survey 5, No. 3 (March 1965): 156; Nick Cullather, “‘Fuel for the Good Dragon’: The United States and Industrial Policy in Taiwan, 1950-1960,” Diplomatic History 20, No. 1 (Winter 1996): 1.

5 这项计划的核心:Wolfgang Saxon, “Li Kwoh-ting, 91, of Taiwan Dies; Led Effort to Transform Economy,” New York Times, June 2, 2001.

6 工资也会维持在低档:“Taiwan’s Development of Semiconductors was not Smooth Sailing.”

7 已突破10亿个:L. Sophia Wang, K.T. LI and the Taiwan Experience (National Tsing Hua University Press, 2006), p. 216; “TI Taiwan Chronology,” in Far East Briefing Book, Texas Instruments Papers, Southern Methodist University Library, October 18, 1989.

8 「吸收新加坡的失业」:Henry Kissinger, “Memorandum of Conversation, Washington, April 10, 1973, 11:13 a.m.-12:18 p.m.,” in Bradley Lynn Coleman, David Goldman, and David Nickles, eds., Foreign Relations of the United States, 1969-1976, Volume E-12, Documents on East and Southeast Asia, 1973-1976 (Government Printing Office, 2010), https://history.state.gov/historicaldocuments/frus1969-76ve12/d293; Linda Lim and Pang Eng Fong, Trade, Employment and Industrialisation in Singapore (International Labour Office, 1986), p. 156.

9 南韩、台湾与东南亚:Joseph Grunwald and Kenneth Flamm, The Global Factory: Foreign Assembly in International Trade (Brookings Institution Press, 1994), p. 100.

10 收入较高的工作:Kenneth Flamm, “Internationalization in the Semiconductor Industry,” in Grunwald and Flamm, The Global Factory, p. 110; Lim and Pang Eng Fong, Trade, Employment and Industrialisation in Singapore, p. 156; Hong Kong Annual Digest of Statistics (Census and Statistics Department, 1984), table 3.12, https://www.censtatd.gov.hk/en/data/stat_report/product/B1010003/att/B10100031984AN84E0100.pdf; G. T. Harris and Tai Shzee Yew, “Unemployment Trends in Peninsular Malaysia During the 1970s,” ASEAN Economic Bulletin 2, No. 2 (November 1985): 118−132.

11 继续在台湾发展:Meeting with Prime Minister Li, Taipei, September 23, 1977, and Reception/Buffett—Taipei. September 23, 1977. Mark Shepherd Remarks, in Mark Shepherd Papers, Correspondence, Reports, Speeches, 1977, Southern Methodist University Library, folder 90-69; Associated Press, “Mark Shepherd Jr.; led Texas Instruments,” Boston Globe, February 9, 2009.

第十三章 英特尔的改革者

1 创立自己的电子公司:“Marge Scandling, “2 of Founders Leave Fairchild; Form Own Electronics Firm,” Palo Alto Times, August 2, 1968.

2 这波爆炸性的成长:Lucien V. Auletta, Herbert J. Hallstead, and Denis J. Sullivan, “Ferrite Core Planes and Arrays: IBM's Manufacturing Evolution,” IEEE Transactions on Magnetics 5, No. 4 (December 1969); John Markoff, “IBM's Robert H. Dennard and the Chip That Changed the World,” IBM, November 7, 2019, https://www.ibm.com/blogs/think/2019/11/ibms-robert-h-dennard-and-the-chip-that-changed-the-world/.

3 来看半导体:Emma Neiman, “A Look at Stanford Computer Science, Part I: Past and Present,” Stanford Daily, April 15, 2015; “Interview with Marcian E. Hoff, Jr., 1995 March 03,” Stanford Libraries, March 3, 1995, https://exhibits.stanford.edu/silicongenesis/catalog/jj158jn5943.

4 比英特尔的更强大:Robert N. Noyce and Marcian E. Hoff, “A History of Microprocessor Development at Intel,” IEEE Micro 1, No. 1 (February 1981); Ted Hoff and Stan Mazor interview by David Laws, Computer History Museum, September 20, 2006; “Ted Hoff: The Birth of the Microprocessor and Beyond,” Stanford Engineering, November 2006.

5 掀起一场革命:Sarah Fallon, “The Secret History of the First Microprocessor,” Wired, December 23, 2020; Ken Shirriff, “The Surprising Story of the First Microprocessors,” IEEE Spectrum, August 30, 2016.

6 这将改变世界:Berlin, The Man Behind the Microchip, p. 205; Gordon Moore, “On Microprocessors,” IEEE, 1976; Ross Knox Bassett, To the Digital Age (Johns Hopkins University Press, 2002), p. 281; Malone, The Intel Trinity, pp. 177-178; Gene Bylinsky, “How Intel Won Its Bet on Memory Chips,” Fortune, November 1973; Fallon, “The Secret History of the First Microprocessor.”

7 装满了Raytheon 2N706电晶体:访问Carver Mead, 2021.

8 无穷的运算力:Carver Mead, “Computers That Put the Power Where It Belongs,” Engineering and Science XXXVI, No. 4 (February 1972).

9 破坏学校的小伙子才不是:Gene Bylinsky, “How Intel Won Its Bet on Memory Chips.”

第十四章 国防部的抵销策略

1 军事方面的顶尖专家:William Perry interview by Russell Riley, University of Virginia's The Miller Center, February 21, 2006; William J. Perry, My Journey at the Nuclear Brink (Stanford Security Studies, 2015), ch. 1-2.

2 购买晶片:访问William Perry, 2021; Zachary Wasserman, “Inventing Startup Capitalism,” PhD dissertation, Yale University, 2015.

3 机床厂工作:Andrew Krepinevich and Barry Watts, The Last Warrior: Andrew Marshall and the Shaping of Modern American Defense Strategy (Basic Books, 2015), pp. 4, 9, 95.

4 领先优势:A. W. Marshall, “Long-Term Competition with the Soviets: A Framework for Strategic Analysis,” Rand Corporation, R-862-PR, April 1972, https://www.rand.og/pubs/reEorts/R862.html.

5 500亿美元的资金:Testimony of William Perry, Senate Committee on Armed Services, Department of Defense, Authorization for Appropriations for FY 79, Part 8: Research and Development, 96th United States Congress, 1979, pp. 5506-5937; Kenneth P. Werrell, The Evolution of the Cruise Missile (Air University Press, 1985), p. 180.

6 区分鲸鱼与潜艇:Richard H. Van Atta, Sidney Reed, and Seymour J. Deitchman, DARPA Technical Accomplishments Volume II (Institute for Defense Analyses, 1991), p. “12-2.”

7 这样的新系统:Werrell, Evolution of the Cruise Missile, p. 136.

8 「突击破坏者」(Assault Breaker):Van Atta et al., DARPA Technical Accomplishments Volume II, pp. 5—10.

9 部署『智慧型』武器:访问Steve Roemerman, 2021; William J. Perry interview by Alfred Goldberg, Office of the Secretary of Defense, January 9, 1981.

10 「耍花样」:Fred Kaplan, “Cruise Missiles: Wonder Weapon or Dud?” High Technology, February 1983; James Fallows, National Defense (Random House, 1981), p. 55; William Perry, “Fallows' Fallacies: A Review Essay,” International Security 6, No. 4 (Spring 1982): 179.

11 「老古板」:William Perry interview by Russell Riley, University of Virginia's The Miller Center, February 21, 2006.

第十五章 竞争激烈

1 跟地狱没两样:访问Richard Anderson, 2021; Michael Malone, Bill and Dave: How Hewlett and Packard Built the Worlds Greatest Company (Portfolio Hardcover, 2006); “Market Conditions and International Trade in Semiconductors,” Field Hearing Before the Subcommittee on Trade of the Committee of Ways and Means, House of Representatives, 96th Congress, April 28, 1980.

2 「咖嚓、咖嚓」国度:Michael Malone, The Big Score (Stripe Press, 2021), p. 248; Jorge Contreras, Laura Handley, and Terrence Yang, “Breaking New Ground in the Law of Copyright,” Harvard Law Journal of Technology 3 (Spring 1990).

3 10倍以上:Rosen Electronics Newsletter, March 31, 1980.

4 「长尾」:Malone, The Intel Trinity, p. 284; Fred Warshofsky, Chip War: The Battle for the World of Tomorrow (Scribner, 1989), p. 101.

5 最先进的积体电路:TPS-L2: User Manual (Sony Corporation, 1981), p. 24.

6 3.85亿台随身听:“Vol. 20: Walkman Finds Its Way into the Global Vocabulary,” Sony, https://www.sony.com/en/SonyInfo/CorporateInfo/History/capsule/20/.

7 竞争有多激烈:Oral History of Charlie Sporck, Computer History Museum.

第十六章  与日本开战

1 无法中途放弃搏斗:Mark Simon, “Jerry Sanders/Silicon Valley's Tough Guy,” San Francisco Chronicle, October 4, 2001; Thomas Skornia, A Case Study in Realizing the American Dream: Sanders and Advanced Micro Devices: The First Fifteen Years, 1969-1984 (1984), https://archive.computerhistory.org/resources/access/text/2019/01/102721657-05-01-acc.pdf.

2 必须击倒、奋战、宰了对方:Oral History of Charlie Sporck, Computer History Museum.

3 技术、生产力、品质的经济战:Michael S. Malone, “Tokyo, Calif,” New York Times, November 1, 1981; Oral History of Charlie Sporck, Computer History Museum.

4 日立的员工遭到逮捕:Thomas C. Hayes, “American Posts Bail as Details of Operation by F.B.I. Unfold,” New York Times, June 25, 1982.

5 建造更安静的潜艇:Wende A. Wrubel, “The Toshiba-Kongsberg Incident: Shortcomings of Cocom, and Recommendations for Increased Effectiveness of Export Controls to the East Bloc,” American University International Law Review 4, No. 1 (2011).

6 进一步证据:Stuart Auerbach, “CIA Says Toshiba Sold More to Soviet Bloc,” Washington Post, March 15, 1988.

7 数十亿美元的销售额:Michael E. Porter and Mariko Sakakibara, “Competition in Japan,” Journal of Economic Perspectives 18, No. 1 (Winter 2004): 36; The Effect of Government Targeting on World Semiconductor Competition (Semiconductor Industry Association, 1983), pp. 69-74.

8 约一半的预算:Kiyonari Sakakibara, “From Imitation to Innovation: The Very Large Scale Integrated (VLSI) Semiconductor Project in Japan,” Working Paper, MIT Sloan School of Management, October 1983, https://dspace.mit.edu/handle/172L1/47985.

9 至少也要付出18%:Reid, The Chip, p. 224.

10 早就被逼到破产了:The Effect of Government Targeting on World Semiconductor Competition, p. 67.

11 借款利率却比较低:Jeffrey A. Frankel, “Japanese Finance in the 1980s: A Survey,” National Bureau of Economic Research, 1991; 家庭储蓄、家庭消费、银行贷款占GDP的百分比是取自data.worldbank.org.

12 持续飙升:P. R. Morris, A History of the World Semiconductor Industry (Institute of Electrical Engineers, 1990), p. 104; Robert Burgelman and Andrew S. Grove, Strategy Is Destiny: How Strategy-Making Shapes a Companys Future (Free Press, 2002), p. 35.

13 继续建造新的设施:Scott Callan, “Japan, Disincorporated: Competition and Conflict, Success and Failure in Japanese High-Technology Consortia,” PhD dissertation, Stanford University, 1993, p. 188, Table 7.14; Clair Brown and Greg Linden, Chips and Change: How Crisis Reshapes the Semiconductor Industry (MIT Press, 2009).

第十七章  出产垃圾

1 「最炙手可热的高科技公司」之一:Clayton Jones, “Computerized Laser Swiftly Carves Circuits for Microchips,” Christian Science Monitor, March 10, 1981; David E. Sanger, “Big Worries Over Small GCA,” New York Times, January 19, 1987.

2 在加州101号公路上往返:Berlin, The Man Behind the Microchip, pp. 94, 119. 感谢Chris Mack为我指出这点。

3 投弹瞄准器:访问Chris Mack, 2021; 访问Dave Markle, 2021; Perkin Elmer, “Micralign Projection Mask Alignment System,” The Chip History Center, https://www.chiphistory.org/154-perkin-elmer-micralign-projection-mask-alignment-system; Daniel P. Burbank, “The Near Impossibility of Making a Microchip,” Invention and Technology (Fall 1999); Alexis C. Madrigal, “TOP SECRET: Your Briefing on the CIA's Cold-War Spy Satellite, ‘Big Bird,’ Atlantic, December 29, 2011; Chris Mack, “Milestones in Optical Lithography Tool Suppliers,” http://www.lithoguru.com/scientist/litho_history/milestones_tools.pdf.

4 拍摄苏联的照片:James E. Gallagher interview by Craig Addison, SEMI, March 9, 2005; Arthur W. Zafiropoulo interview by Craig Addison, SEMI, May 25, 2006; Geophysics Corporation of America, “About Our Corporation Members,” Bulletin American Meteorological Society, December 12, 1962; Jones, “Computerized Laser Swiftly Carves Circuits for Microchips.”

5 走到GCA的展区:访问Griff Resor, 2021; “Griff Resor on Photolithography,” Semi-History, YouTube video, January 30, 2009, 2:30, https://www.youtube.com/watch?v=OKfdHZCEfmY.

6 第一台步进曝光机:“Griff Resor on Photolithography,” SemiHistory, YouTube video, January 30, 2009, 2:30, https://www.youtube.com/watch?v=OKfdHZCEfmY; Chris Mack, “Milestones in Optical Lithography Tool Suppliers,”http://www.lithoguru.com/scientist/litho_history/milestones_tools.pdf; “GCA Burlington Division Shipment History of All 4800 DSW's as of September 1980,” p. 1, in the possession of the author.

7 连股价也跟着飙涨:Sales data from Rebecca Marta Henderson, “The Failure of Established Firms in the Face of Technical Change,” PhD dissertation, Harvard University, 1988, p. 217; Jones, “Computerized Laser Swiftly Carves Circuits for Microchips.”

8 挥霍无度:访问Peter Bealo、Ross Young、Bill Tobey, 2021; James E. Gallagher interview by Craig Addison, SEMI, March 9, 2005.

9 我们只有格林伯格:访问Bill Tobey、Jim Neroda、Peter Bealo, 2021; Ross Young, Silicon Sumo (Semiconductor Services, 1994), p. 279; Charles N. Pieczulewski, “Benchmarking Semiconductor Lithography Equipment Development & Sourcing Practices Among Leading Edge Manufacturers,” Master's thesis, MIT, 1995, p. 54.

10 客户已经受够了:访问Bill Tobey, Jim Neroda, and Peter Bealo, 2021; Young, Silicon Sumo, p. 279.

11 刻在晶片上的图案:访问Griff Resor, 2021.

12 「纸上兴业主义」(paper entrepreneurialism):Robert Reich, The Next American Frontier (Crown, 1983), p. 159.

13 「反应迟钝」:访问Gil Varnell, 2021; Rebecca Marta Henderson, “The Failure of Established Firms in the Face of Technical Change,” p. 225; U.S. Department of Commerce, Bureau of Export Administration, Office of Strategic Industries and Economic Security, Strategic Analysis Division, National Security Assessment of the U.S. Semiconductor Wafer Processing Industry Equipment (1991), pp. 4-10.

14 那个时数的10倍:Henderson, “The Failure of Established Firms in the Face of Technical Change,” pp. 220-222, 227; 访问AMD的前高管, 2021.

15 扭转局势的计划:访问Pete Bealo与Bill Tobey, 2021; Henderson, “The Failure of Established Firms in the Face of Technical Change,” pp. 222-225; Jay Stowsky, “The Weakest Link: Semiconductor Production Equipment, Linkages, and the Limits to International Trade,” working paper, University of California, Berkeley, September 1987, p. 2.

16 稍微松口气:Arthur W. Zafiropoulo interview by Craig Addison, SEMI, May 25, 2006; 访问Peter Bealo与Jim Neroda, 2021.

第十八章 1980年代的原油

1 屋顶如宝塔状倾斜的屋子里:Skornia, Sanders and Advanced Micro Devices, p. 138; Daryl Savage, “Palo Alto: Ming's Restaurant to Close Dec. 28,” Palo Alto Online, December 18, 2014, https://www.paloaltoonline.com/news/2014/12/18/mings-restaurant-to-close-dec-28.

2 「1980年代的原油」:Arthur L. Robinson, “Perilous Times for U.S. Microcircuit Makers,” Science 208, No. 4444 (May 9, 1980): 582; Skornia, Sanders and Advanced Micro Devices, p. 140.

3 「半导体业的沙乌地阿拉伯」:Marvin J. Wolf, The Japanese Conspiracy: The Plot to Dominate Industry Worldwide (New English Library, 1984), p. 83.

4 最敏感的东西:David E. Sanger, “Big Worries Over Small GCA,” New York Times, January 19, 1987.

5 「不需要任何人帮忙的矽谷牛仔」:访问Richard Van Atta, 2021.

6 四个关键结论:Defense Science Board, Report on Defense Semiconductor Dependency —February 1987, pp. 1-2.

7 没有半导体,你将寸步难行:Oral History of Charlie Sporck, Computer History Museum.

第十九章 死亡螺旋

1 没有落后吗?Berlin, The Man Behind the Microchip, p. 264.

2 而不是军方:Richard Langlois and Edward Steinmueller, “Strategy and Circumstance,” working paper, University of Connecticut, 1999, p. 1166.

3 都是一百美元啊:Clyde V. Prestowitz, Jr., “Beyond Laissez Faire,” Foreign Policy, No. 87 (Summer 1992): 71; email exchange with Michael Boskin, 2021; 虽然许多文章一再引述这句话,但我找不到他确实说过这句话的证据。

4 投资创投公司:Berlin, The Man Behind the Microchip, p. 262; John G. Rauch, “The Realities of Our Times,” Fordham Intellectual Property, Media and Entertainment Law Journal 3, No. 2 (1993): 412.

5 几乎毫无变化:Wolf, The Japanese Conspiracy, pp. 5, 91;访问Alan Wolff, 2021; Berlin, The Man Behind the Microchip, p. 270.

6 主导着DRAM市场:Doug Irwin, “Trade Politics and the Semiconductor Industry,” NBER working paper W4745, May 1994.

7 半导体制造技术联盟(Sematech):Young, Silicon Sumo, pp. 262-263.

8 只有30%的时间在运行:同前, pp. 268-269; 访问英特尔借调到Sematech的员工, 2021; Larry D. Browning and Judy C. Shetler, Sematech: Saving the U.S. Semiconductor Industry (Texas A&M Press, 2000).

9 研讨会:访问英特尔借调到Sematech的员工, 2021.

10 「一半问题」:Robert Noyce, testifying before a Congressional committee, November 8, 1989; Peter N. Dunn, “GCA: A Lesson in Industrial Policy,” Solid State Technology 36, No. 2 (December 1993); Young, Silicon Sumo, pp. 270-276.

11 你已经完了:访问Peter Simone, 2021.

12 国产设备:访问Peter Simone, 2021.

13 走在时代的尖端:访问严涛南, 2021; 访问Peter Simone, 2021; Young, Silicon Sumo, pp. 262, 285.

14 无法说服英特尔放弃Nikon:Young, Silicon Sumo, p. 286.

15 政府也无能为力:Berlin, The Man Behind the Microchip, p. 304; Young, Silicon Sumo, pp. 294-295; Jonathan Weber, “Chip Making Pioneer GCA Corp. Closes Factory: Technology: $60 Million in Government Funds Has Failed to Restore Massachusetts Firm to Financial Health,” Los Angeles Times, May 22, 1993.

第二十章 一个可以说NO的日本

1 「某种傲慢」:Morita, Made in Japan, pp. 73, 110-120, 134.

2 肯定有十场饭局:Nathan, Sony, p. 73.

3 就是运作得比较好:Morita, Made in Japan, pp. 193, 199, 205.

4 芥川奖:Ann Sherif, “The Aesthetics of Speed and the Illogicality of Politics: Ishihara Shintaro's Literary Debut,” Japan Forum 17, No. 2 (2005): 185-211.

5 成为世界第一:Wolf, The Japanese Conspiracy, p. 16.

6 非常重要的国家:Akio Morita and Shintaro Ishihara, The Japan That Can Say No (Konbusha Publishing Ltd., 1996).

7 有如放大版的丹麦:Samuel Huntington, “Why International Primacy Matters,” International Security (January 2009): 75-76.

8 「疯狂地」:Steven L. Herman, “Bootleg Translation of Japanese Book Hot Item in Congress,” Associated Press, November 11, 1989.

9 表达他的观点:James Flanigan, “U.S. Bashing Book by Sony's Chief Costs Him Credibility,” Los Angeles Times, October 11, 1989.

10 〈高科技是外交政策〉:Harold Brown, “The United States and Japan: High Tech Is Foreign Policy,” SAIS Review 9, No. 2 (Fall 1989).

11 预测亚洲的未来:Central Intelligence Agency, “East Asia's Economic Potential for the 1990s: A Speculative Essay,” CREST Database, 1987.

第二十一章 薯片大王

1 马铃薯先生(Mr. Spud):访问美光的员工, 2021; George Anders, “At Potato Empire, an Heir Peels Away Years of Tradition,” Wall Street Journal, October 7, 2004; Laurence Zuckerman, “From Mr. Spud to Mr. Chips; The Potato Tycoon Who Is the Force Behind Micron,” New York Times, February 8, 1996; Andrew E. Serwer, “The Simplot Saga: How America's French Fry King Made Billions More in Semiconductors,” Fortune, February 12, 2012.

2 该州的首富:马铃薯先生:访问Ward Parkinson, 2021; Luc Olivier Bauer and E. Marshall Wilder, Microchip Revolution (Independently published, 2020), pp. 279-280.

3 Elmer's的松饼一份6.99美元:访问Elmer's的职员, 2021; 访问Ward Parkinson, 2021.

4 后来又追加了数百万美元:Donald Woutat, “Maverick Chip Maker Shifts Stance: Micron Backs Protectionism After Launching Price War,” Los Angeles Times, December 16, 1985; Peter Burrows, “Micron's Comeback Kid,” Business Week, June 14, 1997.

5 DRAM部门亏损并进行裁员:David E. Sanger, “Prospects Appear Grim for U.S. Chip Makers,” New York Times, October 29, 1985.

6 「爱达荷州的局外人」这种形象:David Staats, “How an Executive's Hair Dryer Saved the Memory Chips—Tales of Micron's 40 Years,” Idaho Statesman, July 21, 2021.

7 一种自扯后腿的策略:Woutat, “Maverick Chip Maker Shifts Stance.”

8 因为法律规定他们不能那样做:David E. Sanger, “Japan Chip ‘Dumping’ Is Found,” New York Times, August 3, 1985.

9 但也是生产成本最低的:访问Ward Parkinson、Brian Shirley、Mark Durcan, 2021; Woutat, “Maverick Chip Maker Shifts Stance.”

10 以前没明文写下来的东西:访问Brian Shirley与Mark Durcan, 2021; Yoshitaka Okada, “Decline of the Japanese Semiconductor Industry,” Development of Japanese Semiconductor Industry (January 2006): 41; Bauer and Wilder, The Microchip Revolution, pp. 301-302.

11 并削减其余员工的薪资:Bauer and Wilder, The Microchip Revolution, pp. 286, 302.

12 记忆体晶片是个非常残酷的产业:访问Mark Durcan, Ward Parkinson, and Brian Shirley, 2021.

第二十二章 颠覆英特尔

1 没时间看学术界的废话连篇:James Allworth, “Intel's Disruption Is Now Complete,” Medium, November 11, 2020, https://jamesallworth.medium.com/intels-disruption-is-now-complete-d4fa771f0f2c.

2 「匈牙利来的狠角色」:Craig R. Barrett, interviews by Arnold Thackray and David C. Brock at Santa Clara, California, December 14, 2005 and March 23, 2006 (Philadelphia: Chemical Heritage Foundation, Oral History Transcript 0324).

3 产品延迟或客户不满的消息:Andrew S. Grove, Only the Paranoid Survive: How to Exploit the Crisis Points That Challenge Every Company (Currency Press, 1999), pp. 117-118.

4 触底后最终会再回升:Grove, Only the Paranoid Survive, pp. 88-90; Robert A. Burgelman, “Fading Memories: A Process Theory of Strategic Business Exist in Dynamic Environments,” Administrative Science Quarterly 39, No. 1 (March 1994): 41.

5 为一种名叫「个人电脑」的新产品制造晶片:Gerry Parker, “Intel's IBM PC Design Win,” Gerry Parker,s Word Press Blog, July 20, 2014, https://gerrythetravelhund.wordpress.com/tag/ibm-pc/; Jimmy Maher, “The Complete History of the IBM PC, Part One: The Deal of the Century,” ars TECHNICA, June 30, 2017, https://arstechnica.com/gadgets/2017/06/ibm-pc-history-part-1/.

6 内建一个小小的英特尔晶片:“The Birth of the IBM PC,” IBM Debut Reference Room, https://www.ibm.com/ibm/history/exhibits/pc25/pc25_birth.html; “IBM Personal Computer Launch,” Waldorf Astoria, January 23, 2019.

7 这种展望实在令人难以置信:Craig R. Barrett, interviews by Arnold Thackray and David C. Brock at Santa Clara, California, December 14, 2005 and March 23, 2006.

8 「咬紧牙根」、「争论不休」的时期:Grove, Only the Paranoid Survive, pp. 88-92.

9 「建设性冲突」(constructive confrontation)策略来解决:Elizabeth Corcoran, “Intel CEO Andy Grove Steps Aside,” Washington Post, March 27, 1998; 访问英特尔的前员工, 2021.

10 「冒险」比「控制」更有趣:Christophe Lecuyer, “Confronting the Japanese Challenge: The Revival of Manufacturing at Intel,” Business History Review (July 2019); Berlin, The Man Behind the Microchip, p. 180.

11 这才是你们应该做的事:Lecuyer, “Confronting the Japanese Challenge,” pp. 363-364; Craig R. Barrett, interviews by Arnold Thackray and David C. Brock at Santa Clara, California, December 14, 2005 and March 23, 2006. Richard S. Tedlow, Andy Grove: The Life and Times of an American Business Icon (Penguin, 2007), p. 203.

12 更像一台精准调节的机器:Lecuyer, “Confronting the Japanese Challenge,” pp. 363, 364, 369, 370; Craig R. Barrett, interviews by Arnold Thackray and David C. Brock at Santa Clara, California, December 14, 2005 and March 23, 2006. pp. 65, 79.

13 比IBM还多:Therese Poletti, “Crucial Mistakes: IBM's Stumbles Opened Door for Microsoft, Intel,” Chicago Tribune, August 13, 2001.

第二十三章  我的敌人的敌人——韩国崛起

1 强大又永恒:Geoffrey Cain, Samsung Rising (Currency Press, 2020), p. 33.

2 开着那台车在被占领的首都穿梭:Cain, Samsung Rising, pp. 33-41.

3 家训第一条就是「事业报国」:Dong-Sung Cho and John A. Mathews, Tiger Technology (Cambridge University Press, 2007), pp. 105-106; Cain, Samsung Rising, pp. 40, 41, 46; on Lee's wealth, “Half a Century of Rise and Fall of the Korean Chaebol in Terms of Income and Stock Price,” Yohap News Agency, November 7, 2006, https://www.yna.co.kr/view/AKR20110708154800008.

4 发展出先进技术:Si-on Park, Like Lee Byung-chul, p. 71; Cho and Mathews, Tiger Technology, p. 112; Daniel Nenni and Don Dingee, Mobile Unleashed (Semi Wiki, 2015); Kim Dong-Won and Stuart W. Leslie, “Winning Markets or Winning Nobel Prizes? KAIST and the Challenges of Late Industrialization,” Osiris 13 (1998): 167-170; Donald L. Benedict, KunMo Chung, Franklin A. Long, Thomas L. Martin, and Frederick E. Terman, “Survey Report on the Establishment of the Korea Advanced Institute of Science,” prepared for US Agency for International Development, December 1970, http://large.stanford.edu/history/kaist/docs/terman/summary/. On Samsung's early difficulties, see Hankook semiconductor; eg. Samsung Newsroom, “Semiconductor Will Be My Last Business,” Samsung, March 30, 2010, https://news.samsung.com/kr/91.

5 光看是无法复制那些秘密的:Park Si-on, Like Lee Byung-chul, pp. 399, 436.

6 准备投入至少1亿美元:Myung Oh and James F. Larson, Digital Development in Korea: Building an Information Society (Routledge, 2011), p. 54; Park Si-on, Like Lee Byung-chul, p. 386; Cho and Mathews, Tiger Technology, pp. 105, 119, 125; Lee Jae-goo, “Why Should We Do the Semiconductor Industry,” tr. Soyoung Oh, ZDNET Korea, Mar 15, 1983, https://zdnet.co.kr/view/?no=20110328005714.

7 造成「致命」的影响:Tedlow, Andy Grove, p. 218; Robert W. Crandall and Kenneth Flamm, Changing the Rules (Brookings Institution Press, 1989), p. 315; Susan Chira, “Korea's Chip Makers Race to Catch Up,” New York Times, July 15, 1985; “Company News: Intel Chip Pact,” New York Times, June 26, 1987.

8 美日的贸易关系紧绷也有助于韩国企业:Richard E. Baldwin, “The Impact of the 1986 US-Japan Semiconductor Agreement,” Japan and the World Economy 6, No. 2 (June 1994): 136-137; Douglas A. Irwin, “Trade Policies and the Semiconductor Industry,” in Anne O. Krueger, ed., The Political Economy of American Trade Policy (University of Chicago Press, 1994), pp. 46-47.

9 我的敌人的敌人,就是我的朋友:Linsu Kim, “Imitation to Innovation: The Dynamics of Korea's Technological Learning,” Columbia University East Asian Center, 1997, p. 89, cites the example of Zyrtek transferring advanced production knowledge for a $2.1 million fee;访问Ward Parkinson, 2021; Andrew Pollack, “U.S.-Korea Chip Ties Grow,” New York Times, July 15, 1985.

第二十四章 晶片业的古腾堡时刻

1 第一个微处理器的流程:Federico Faggin, “The Making of the First Microprocessor,” IEEE, 2009; Federico Faggin, Silicon (Waterline, 2021), esp. ch. 3.

2 正为了这个难题伤透脑筋:B. Hoeneisen and C. A. Mead, “Fundamental Limitations in Microelectronics—I. MOS Technology,” Solid State Electronics 15, No. 7 (July 1972), https://authors.library.caltech.edu/54798/.

3 康维是杰出的电脑科学家:访问Lynn Conway, 2021, where she surprised me by wanting to discuss the nuances of John Gaddis, The Landscape of History (Oxford University Press, 2004).

4 以「隐姓埋名」的方式加入全录:Dianne Lynch, “Wired Women: Engineer Lynn Conway's Secret,” ABC News, January 7, 2006.

5 出奇地落伍:访问Lynn Conway, 2021.

6 你可以自己编写:“Lambda Magazine Lights the Way for VLSI Design,” IEEE Silicon Valley History Videos, YouTube Video, July 27, 2015, 00:01:40, https://www.youtube.com/watch?v=DEYbQiXvbnc; “History of VLSI-C. Mead-2/1/2011,” California Institute of Technology, YouTube Video, May 29, 2018, https://www.youtube.com/watch?v=okZBhJ-KvaY.

7 古腾堡时刻来临了:“1981 Electronics AWARD FOR ACHIEVEMENT,” University of Michigan, https://ai.eecs.umich.edu/people/conway/Awards/Electronics/ElectAchiev.html; 访问Lynn Conway与Carver Mead, 2021.

8 培养出足够的晶片设计师:Van Atta et al., DARPA Technical Accomplishments: An Historical Review of Selected DARPA Projects II, February 1990, AD-A239 925, p. 17-5.

9 维持美国军事优势的关键:访问Paul Losleben, 2021; Van Atta et al., DARPA Technical Accomplishments, p. 17-1.

10 培养出来的校友创立的:访问David Hodges、Steve Director、Aart de Geus、Alberto Sangiovanni-Vincentelli、Rob Rutenbar; “1984 Annual Report,” Semiconductor Research Corporation, 1984, https://www.src.org/src/story/timeline.

11 如何储存与交流资讯:Irwin Jacobs interview by David Morton, IEEE History Center, October 29, 1999.

12 这就是未来:Daniel J. Costello, Jr., and David Forney, Jr., “Channel Coding: The Road to Channel Capacity,” Proceedings of the IEEE 95, No. 6 (June 2007); O. Aftab, P. Cheung, A. Kim, S. Thakkar, and N. Yeddanapudi, “Information Theory and the Digital Age,” 6.933 Project History, MIT, https://web.mit.edu/6.933/www/Fall2001/Shannon2.pdf; David Forney Jr. interview by Andrew Goldstein, Center for the History of Electrical Engineering, May 10, 1995; Daniel Nenni, “A Detailed History of Qualcomm,” SemiWiki, March 19, 2018, https://semiwiki.com/general/7353-a-detailed-history-of-qualcomm/.

第二十五章 苏联KGB技术局

1 会干脆待在莫斯科喝个烂醉:Details of Vetrov's life draw heavily from Sergei Kostin and Eric Raynaud, Farewell: The Greatest Spy Story of the Twentieth Century (Amazon Crossing, 2011).

2 并提升其生产积体电路的能力:CIA, “The Technology Acquisition Efforts of the Soviet Intelligence Services,” June 18, 1982, p. 15, https://www.cia.gov/readingroom/docs/DOC_0000261337.pdf; Philip Hanson, Soviet Industrial Espionage (Royal Institute of International Affairs, 1987).

3 「坠落」身亡:Sergey Chertoprud, Naucho-Tekhnicheskaia Razvedka (Olma Press, 2002), p. 283; Daniela Iacono, “A British Banker Who Plunged to His Death,” United Press International, May 15, 1984; Michael S. Malone, “Going Underground in Silicon Valley,” New York Times, May 30, 1982.

4 直接抄袭美国的微处理器:Jay Tuck, High-Tech Espionage (St. Martin's Press, 1986), p. 107; Simonov, Nesostoyavshayasya Informatsionnaya Revolyutsiya, p. 34.

5 空壳公司:Edgar Ulsamer, “Moscow's Technology Parasites,” Air Force Magazine, December 1, 1984.

6 测试晶片的机器:Central Intelligence Agency, “Soviet Acquisition of Militarily Signi$cant Western Technology: An Update,” September 1985, p. 25, http://insidethecoldwar.org/sites/default/$les/documents/CIA%20Report%20on%20Soviet%20Acquisition%20of%20Militarily%20Signi$cant%20Western%20Technology%20September%201985.pdf.

7 与法国的情报机构有联系:Kostin and Raynaud, Farewell.

8 苏联窃取的资料量有多庞大:Hanson, Soviet Industrial Espionage; Central Intelligence Agency, “Soviet Acquisition of Militarily Significant Western Technology: An Update”; Kostin and Raynaud, Farewell; Thierry Wolton, Le KGB en France (Club Express, 1986).

9 总是落后美国五年:Central Intelligence Agency, “Soviet Computer Technology: Little Prospect of Catching Up,” National Security Archive, March 1985, p. 4, https://nsarchive.gwu.edu/document/22579-document-02-central-intelligence-agency-sovie; Bruce B. Weyrauch, “Operation Exodus,” Computer/Law Journal 7, No. 2 (Fall 1986); Hanson, Soviet Industrial Espionage; Jon Zonderman, “Policing High-Tech Exports,” New York Times, November 27, 1983.

第二十六章 抵销策略的影响

1 「大规模毁灭性武器」:Dale Roy Herspring, The Soviet High Command, 1967-1989 (Princeton University Press, 2016), p. 175.

2 是「自找的」:Christopher Andrew and Oleg Gordievsky, “1983 Downing of KAL Flight Showed Soviets Lacked Skill of the Fictional 007,” Los Angeles Times, November 11, 1990.

3 享有明显的优势:Brian A Davenport, “The Ogarkov Ouster,” Journal of Strategic Studies 14, No. 2 (1991): 133; CIA and Defense Department, “US and Soviet Strategic Forces: Joint Net Assessment,” Secretary of Defense, November 14, 1983, https://nsarchive2.gwu.edu/NSAEBB/NSAEBB428/docs/1.US%20and%20Soviet%20Strategic%20Forces%20Joint%20Net%20Assessment.pdf.

4 「军事技术革命」:Center for Naval Analyses, Marshal Ogarkov on Modern War: 1977-1985, AD-A176 138, p. 27; Dima P. Adamsky, “Through the Looking Glass: The Soviet Military-Technical Revolution and the American Revolution in Military Affairs,” Journal of Strategic Studies 31, No. 2 (2008).

5 裴瑞的「抵销战略」奏效了:关于抵销技术的精彩概述(基本上都依赖半导体),参见David Burbach, Brendan Rittenhouse Green, and Benjamin Friedman, “The Technology of the Revolution in Military Affairs,” in Harvey Sapolsky, Benjamin Friedman, and Brendan Green, eds., U.S. Military Innovation Since the Cold War: Creation Without Destruction (Routledge, 2012), pp. 14-42; CIA, “Soviet Defense Industry: Coping with the Military-Technological Challenge,” CIA Historical Review Program, July 1987, p. 17, https://www.cia.gov/readingroom/docs/DOC_0000499526.pdf; Adamsky, “Through the Looking Glass,” p. 260.

6 飞弹导引电脑:Anatoly Krivonosov, “Khartron: Computers for Rocket Guidance Systems,” in Boris Malinovsky, “History of Computer Science and Technology in Ukraine,” tr. Slava Gerovitch, Computing in the Soviet Space Program, December 16, 2002, https://web.mit.ed6slava/space/essays/essay-krivonosov.htm; Donald MacKenzie, “The Soviet Union and Strategic Missile Guidance,” International Security 13, No. 2 (Fall 1988); Georgii Priss interview by Slava Gerovitch, Computing in the Soviet Space Program, May 23, 2002, https://web.mit.edu/slava/space/interview/interview-priss.htm#q3.

7 自行运算出到达目标的路径:MacKenzie, “The Soviet Union and Strategic Missile Guidance,” pp. 30—32, 35.

8 98%的苏联洲际弹道飞弹(ICBM):MacKenzie, “The Soviet Union and Strategic Missile Guidance,” p. 52, citing a CEP of .06 nautical miles; Pavel Podvig, “The Window of Opportunity That Wasn't: Soviet Military Buildup in the 1970s,” International Security (Summer 2008): 129, cites a CEP of 0.35-0.43 kilometers. 还有其他变数可以比较飞弹,包括导弹携带的弹头大小与数量、它们发射或重新定位的速度。但美国拥有精准优势的基本趋势依然存在;98%的数字是来自John G. Hines, Ellis M. Mishulovich, and John F. Shull, Soviet Intentions, 1965-1985, Vol. 2 (BDM Federal, Inc., 1995), pp. 46, 90. 注意,这98%可能过于夸大美国的能力,但仍然证明了苏联的担忧。Cf. Brendan R. Green and Austin Long, “The MAD Who Wasn't There: Soviet Reactions to Late Cold War Nuclear Balance,” Security Studies 26, No. 4 (July 7, 2017).

9 就能追踪苏联潜艇:Owen R. Cote, Jr., “The Third Battle: Innovation in the U.S. Navy's Silent Cold War Struggle with Soviet Submarines,” Newport Papers, Naval War College, 2003; Joel S. Wit, “Advances in Antisubmarine Warfare,” Scientific American 244, No. 2 (February 1981): 31-41; D. L. Slotnick, “The Conception and Development of Parallel Processors: A Personal Memoir,” Annals of the History of Computing 4, No. 1 (January-March 1982); Van Atta et al., DARPA Technical Accomplishments II; Christopher A. Ford and David A. Rosenberg, “The Naval Intelligence Underpinnings of Reagan's Maritime Strategy,” Journal of Strategic Studies 28, No. 2 (April 2005): 398; John G. Hines, Ellis M. Mishulovich, and John F. Shull, Soviet Intentions 1965-1985, Vol. 1 (BDM Federal, Inc., 1995), p. 75; Green and Long, “The MAD Who Wasn't There,” pp. 607, 639. 1980年代,苏联SSBN飞弹的可靠性也有重大问题; 参见Steven J. Zaloga, The Kremlins Nuclear Sword: The Rise and Fall of Russias Strategic Nuclear Forces 1945-2000 (Smithsonian Books, 2014), p. 188.

10 「在战略武器方面明显落后」:Green and Long, “The MAD Who Wasn't There,” p. 617.

11 苏联的生存:Danilevich quoted in Hines, Mishulovich, and Shull, Soviet Intentions 1965-1985, Vol. 1, p. 57; Dale R. Herspring, “Nikolay Ogarkov and the Scientific Technical Revolution in Soviet Military Affairs,” Comparative Strategy 6, No. 1 (1987); Mary C. Fitzgerald, “Soviet Views on Future War: The Impact of New Technologies,” Defense Analysis 7, Nos. 2-3 (1991). 苏联官员对指挥、控制与通讯系统的存续性深为担忧; 参见Hines, Mishulovich, and Shull, Soviet Intentions 1965-1985, Vol. 1, p. 90; Marshal Vasili Petrov, quoted in 1983 as perceiving a NATO plan to “create and make use of the potential for a ‘disarming’ first [conventional] strike,” in Thomas M. Nichols, The Sacred Cause: Civil-Military Conflict over Soviet National Security, 1917-1992 (NCROL, 1993), p. 117; Mary C. Fitzgerald, “Marshal Ogarkov on the Modern Theater Operation,” Naval War College Review 39, No. 4 (1986); Mary C. Fitzgerald, “Marshal Ogarkov and the New Revolution in Soviet Military Affairs,” Defense Analysis 3, No. 1 (1987).

12 有更多的纪律:Mikhail Gorbachev, “Zasedanie Politbyuro Tsk Kpss 30 liulia Goda,” in Sobranie Sochinenii, Book 9 (Ves’ Mir, 2008), pp. 339-343. 这里我是随性翻译.

13 奥索金被里加的半导体厂解雇:访问Sergei Osokin, 2021.

14 苏联的八倍:Simonov, Nesostoyavshayasya Informatsionnaya Revolutsiya, p. 70; Seymour Goodman and William K. McHenry, “The Soviet Computer Industry: A Tale of Two Sectors,” Communications of the ACM (January 1991): 32.

15 缺乏国际供应链:V. V. Zhurkin, “Ispolzovanie Ssha Noveishhikh Dostizhenii Nauki i Tekhniki v Sfere Vneshnei Politiki,” Academy of Sciences Archive, August 7, 1987.

16 产量迅速成长:Charles S. Maier, Dissolution (Princeton University Press, 1999), pp. 74-75.

第二十七章 战争英雄

1 在越南服役两次:Robert D. McFadden, “Gen. H. Norman Schwarzkopf, U.S. Commander in Gulf War, Dies at 78,” New York Times, December 27, 2012.

2 波斯湾战争就此开打:Rick Aktinson, Crusade: The Untold Story of the Persian Gulf War (Mariner Books, 1994), pp. 35-37.

3 与部队沟通的能力:“The Theater's Opening Act,” Washington Post, 1998; Aktinson, Crusade, p. 37.

4 第一代铺路雷射导引炸弹相同:「铺路」雷射导引炸弹的细节是来自Steve Roemerman的访问, 2021.

5 击中目标的机率是13倍:Stephen P. Rosen, “The Impact of the Office of Net Assessment on the American Military in the Matter of the Revolution of Military Affairs,” Journal of Strategic Studies 33, No. 4 (2010): 480.

6 而免于丧命:访问Steve Roemerman, 2021.

7 高科技奏效了:Bobby R. Inman, Joseph S. Nye Jr., William J. Perry, and Roger K. Smith, “Lessons from the Gulf War,” Washington Quarterly 15, No. 1 (1992): 68; Benjamin S. Lambeth, Desert Storm and Its Meaning (RAND Corporation, 1992).

8 「电脑晶片或成战争英雄」:William J. Broad, “War in the Gulf: High Tech; War Hero Status Possible for the Computer Chip,” New York Times, January 21, 1991; Barry D. Watts, Six Decades of Guided Munitions and Battle Networks: Progress and Prospects (Center for Strategic and Budgetary Assessments, 2007), p. 146;访问Steve Roemerman.

9 让他相当尴尬:Mary C. Fitzgerald, “The Soviet Military and the New ‘Technological Operation’ in the Gulf,” Naval War College Review 44, No. 4 (Fall 1991): 16-43, https://www.jstor.org/stable/44638558; Stuart Kaufman, “Lessons from the 1991 Gulf War and Military Doctrine,” Journal of Slavic Military Studies 6, No. 3 (1993); Graham E. Fuller, “Moscow and the Gulf War,” Foreign Affairs (Summer 1991); Gilberto Villahermosa, “Desert Storm: The Soviet View,” Foreign Military Studies Office, May 25, 2005, p. 4.

第二十八章 「冷战结束,你们赢了」

1 不可能长久延续下去的:Michael Pettis, The Great Rebalancing (Princeton University Press, 2013).

2 削价竞争:Yoshitaka Okada, “Decline of the Japanese Semiconductor Industry,” in Yoshitaka Okada, ed., Struggles fOr Survival (Springer, 2006), p. 72.

3 「晚上就睡不着觉了」:Marie Anchordoguy, Reprogramming Japan (Cornell University Press, 2005), p. 192.

4 并未削减亏损部门的投资:Sumio Saruyama and Peng Xu, Excess Capacity and the Difficulty of Exit: Evidence from Japan's Electronics Industry (Springer Singapore, 2021); “Determination Drove the Development of the CCD ‘Electric Eye,’ ” Sony, https://www.sony.com/en/SonyInfo/CorporateInfo/History/SonyHistory/2-11.html.

5 仍可持续「记忆」资料:Kenji Hall, “Fujio Masuoka: Thanks for the Memory,” Bloomberg, April 3, 2006; Falan Yinung, “The Rise of the Flash Memory Market: Its Impact on Firm Behavior and Global Semiconductor Trade Patterns,” Journal of International Commerce and Economics (July 2007).

6 降到1998年的20%:Andrew Pollack, “U.S. Chips’ Gain Is Japan's Loss,” New York Times, January 3, 1991; Okada, “Decline of the Japanese Semiconductor Industry,” p. 41; “Trends in the Semiconductor Industry,” Semiconductor History Museum of Japan, https://www.shmj.or.jp/english/trends/trd90s.html.

7 支持伊拉克的邻国:Japan Ministry of Foreign Affairs, “How the Gulf Crisis Began and Ended,” in Diplomatic Bluebook 1991, https://www.mofa.go.jp/policy/other/bluebook/1991/1991-2-1.htm; Japan Ministry of Foreign Affairs, “Japan's Response to the Gulf Crisis,” in Diplomatic Bluebook 1991, https://www.mofa.go.jp/policy/other/bluebook/1991/1991-2-2.htm; Kent E. Calder, “The United States, Japan, and the Gulf Region,” The Sasakawa Peace Foundation, August 2015, p. 31; T. R. Reid, “Japan's New Frustration,” Washington Post, March 17, 1991.

8 我们别再争论谁赢了:“G-Day: Soviet President Gorbachev Visits Stanford Business School,” Stanford Graduate School of Business, September 1990, https://www.gsb.stanford.edu/experience/news-history/history/g-day-soviet-president-gorbachev-visits-stanford-business-school; David Remnick, “In U.S., Gorbachev Tried to Sell a Dream,” Washington Post, June 6, 1990.

9 五岁开始就有电脑了:Gelb first recounted this story in 1992; I quote from his 2011 article on the topic; Leslie H. Gelb, “Foreign Affairs; Who Won the Cold War?” New York Times, August 20, 1992; Leslie H. Gelb, “The Forgotten Cold War: 20 Years Later, Myths About U.S. Victory Persist,” Daily Beast, July 14, 2017.

10 玩具的内建晶片:访问Peter Gordon, 2021.

第二十九章 在台湾建立半导体产业

1 你需要多少钱:Wang, K.T. Li and the Taiwan Experience, p. 217; Oral History of Morris Chang, taken by Alan Patterson, August 24, 2007, Computer History Museum.

2 仍远远落后于先进技术:Tekla S. Perry, “Morris Chang: Foundry Father,” IEEE Spectrum, April 19, 2011; “Stanford Engineering Hero Lecture: Morris Chang in conversation with President John L. Hennessy,” Stanford Online, YouTube Video, April 25, 2004, around minute 36, https://www.youtube.com/watch?v=wEh3ZgbvBrE.

3 相当于「经济战」:“TI Board Visit to Taiwan 1978,” Texas Instruments Special Collection, 90-69 TI Board Visit to Taiwan, DeGolyer Library, Southern Methodist University.

4 「被派到不重要的职位」:Oral History of Morris Chang, Computer History Museum.

5 台湾对我来说是个陌生的地方:“Morris Chang's Last Speech,” tr. Kevin Xu, Interconnected Newsletter, September 12, 2021, https://interconnected.blog/morris-changs-last-speech; 关于拒绝一份工作邀请,参见L. Sophia Wang, ed., K. T. Li Oral History (2nd edition, 2001), pp. 239-40, with thanks to Mindy Tu for translating; “Stanford Engineering Hero Lecture: Morris Chang in conversation with President John L. Hennessy,” around minute 34, https://www.youtube.com/watch?v=wEh3ZgbvBrE. 关于张忠谋的德州身份:访问张忠谋, 2022.

6 很大的发挥空间:Oral History of Morris Chang, Computer History Museum.

7 目前的半导体所无法支援的:“1976 Morris Chang Planning Doc,” Texas Instruments Special Collection, Fred Bucy Papers, DeGolyer Library, Southern Methodist University.

8 已经在台湾酝酿好几年了:Chintay Shih interview by Ling-Fei Lin, Computer History Museum, February 21, 2011; National Research Council, “Appendix A3: Taiwan's Industrial Technology Research Institute,” in 21st Century Manufacturing (The National Academies Press, 2013); Oral History of Morris Chang, Computer History Museum.

9 但这个概念不算:Douglas B. Fuller, “Globalization for Nation Building: Industrial Policy for High-Technology Products in Taiwan,” working paper, Massachusetts Institute of Technology, 2002.

10 台积电27.5%的股份:Rene Raaijmakers, ASMLs Architects (Techwatch Books, 2018), ch. 57. On Philips’ transfer of IP, see John A. Mathews, “A Silicon Valley of the East,” California Management Review (1997): 36; Daniel Nenni, “A Brief History of TSMC,” SemiWiki, August 2, 2012.

11 台湾政府的专案:“Stanford Engineering Hero Lecture: Morris Chang in conversation with President John L. Hennessy”; Donald Brooks interview by Rob Walker, Stanford University Libraries, February 8, 2000, 1:45, https://exhibits.stanford.edu/silicongenesis/catalog/cj789gh7170.

12 与美国晶片业的紧密关连:“TSMC Announces Resignation of Don Brooks,” EE Times, March 7, 1997; Donald Brooks interview by Rob Walker, 1:44; “1995 Annual Report,” Taiwan Semiconductor Manufacturing, Ltd, 1995; on educational links, see Douglas B. Fuller, “The Increasing Irrelevance of Industrial Policy in Taiwan, 2016-2020,” in Gunter Schubert and Chun-Yi Lee, eds., Taiwan During the First Administration of Tsai Ing-wen: Navigating Stormy Waters (Routledge, 2020), p. 15.

13 让台湾与矽谷双双受惠:AnnaLee Saxenian, Regional Advantage: Culture and Competition in Silicon Valley and Route 128 (Harvard University Press, 1994); AnnaLee Saxenian, The New Argonauts: Regional Advantage in a Global Economy (Harvard University Press, 2006).

第三十章 「所有人都必须制造半导体」

1 大致相同:Jonathan Pollack, “The Chinese Electronics Industry in Transition,” Rand Corporation, N-2306, May 1985; David Dorman, “The Military Imperative in Chinese Economic Reform: The Politics of Electronics, 1949-1999,” PhD dissertation, University of Maryland, College Park, 2002; on the 1KB DRAM, see Richard Baum, “DOS ex Machina,” in Denis Fred Simon and Merle Goldman, eds., Science and Technology in Post-Mao China (Harvard University Asia Center, 1989), p. 357.

2 第一块积体电路:Yiwei Zhu, Essays on China's IC Industry Development, tr. Zoe Huang (2006), pp. 140-144.

3 回到生产实践中去:National Research Council, “Solid State Physics in the People's Republic of China: A Trip Report of the American Solid State Physics Delegation,” 1976, p. 89.

4 进行惊天动地的群众运动:“Shanghai Workers Vigorously Develop Electronics Industry,” October 9, 1969, translation of Renmin Ribao article in Survey of the Chinese Mainland Press, No. 4520, October 21, 1969, pp. 11-13.

5 「只有钢铁业才应该发挥主导作用」:Denis Fred Simon and Detlef Rehn, Technological Innovation in China: The Case of Shanghai Semiconductor Industry (Ballinger Publishing Company, 1988), pp. 47, 50; Lowell Dittmer, “Death and Transfiguration,” Journal of Asian Studies 40, No. 3 (May 1981): 463.

6 所有人都必须制造半导体:Lan You Hang, “The Construction of Commercial Electron Microscopes in China,” Advances in Imaging and Electron Physics 96 (1996): 821; Sungho Rho, Keun Lee, and Seong Hee Kim, “Limited Catch Up in China's Semiconductor Industry: A Sectoral Innovation System Perspective,” Millennial Asia (August 19, 2015): 159.

7 报废太多了:Hua Guafeng, September 26, 1975, quoted in Roderick MacFarquhar and Michael Schoenhals, Mao's Last Revolution (Belknap Press, 2008), pp. 400-401.

8 反对「自我荣耀」:National Research Council, “Solid State Physics in the People's Republic of China,” p. 151.

9 政治官僚:Hoddeson and Daitch, True Genius, p. 277.

10 全中国只有1500台电脑:Baum, “DOS ex Machina,” pp. 347—348; National Research Council, “Solid State Physics in the People's Republic of China,” pp. 52—53.

11 新的武器系统、消费电子与电脑:Simon and Rehn, Technological Innovation in China, pp. 15, 59, 66; Baum, “DOS ex Machina,” pp. 347—348.

12 第三台机器出口:Simon and Rehn, Technological Innovation in China, pp. 17, 27, 48.

第三十一章 「与中国人分享上帝的爱」

1 「与中国人分享上帝的爱」:“share God's love with the Chinese”: Evelyn Iritani, “China's Next Challenge: Mastering the Microchip,” Los Angeles Times, October 22, 2002.

2 还有一座教堂:Andrew Ross, Fast Boat to China (Vintage Books, 2007), p. 250.

3 更进一步降至13%:Antonio Varas, Raj Varadarajan, Jimmy Goodrich, and Falan Yinug, “Government Incentives and US Competitiveness in Semiconductor Manufacturing,” Boston Consulting Group and Semiconductor Industry Association (September 2020), p. 7.

4 做晶圆代工:John A. Matthews, “A Silicon Valley of the East,” California Management Review (1997).

5 胆小鬼赛局:访问三星的高管, 2021.

6 势不可挡:关于信用额度补贴,参见S. Ran Kim, “The Korean System of Innovation and the Semiconductor Industry,” Industrial and Corporate Change 7, No. 2 (June 1, 1998): 297-298.

7 还是有利可图:访问中国的科技分析师, 2021.

8 义大利等地的工:Peter Clarke, “ST Process Technology Is Base for Chang's Next Chinese Foundry,” tr. Claus Soong, EE News Analog, February 24, 2020; “Business Figures Weekly: the Father of Chinese Semiconductors—Richard Chang,” CCTV, YouTube Video, April 29, 2010, https://www.youtube.com/watch?v=NVHAyrGRM2E; http://magazine.sina.com/bg/southernpeopleweekly/2009045/2009-12-09/ba80442.html; https://www.coolloud.org.tw/node/6695.

9 早期的成果大多不太理想:Douglas B. Fuller, Paper Tigers, Hidden Dragons (Oxford University Press, 2016), pp. 122-126; John VerWey, “Chinese Semiconductor Industrial Policy: Past and Present,” United States International Trade Commission Journal of International Commerce and Economics (July 2019): 11.

10 把技术引进中国:这是中国晶片业的顶尖专家Doug Fuller的判断, in Paper Tigers, Hidden Dragons, p. 122.

11 「位于中国的晶圆厂」:Fuller, Paper Tigers, Hidden Dragons, p. 125; Yin Li, “From Classic Failures to Global Competitors: Business Organization and Economic Development in the Chinese Semiconductor Industry,” Master's thesis, University of Massachusetts, Lowell, pp. 32-33.

12 合资成立的:Lee Chyen Yee and David Lin, “Hua Hong NEC, Grace Close to Merger,” Reuters, December 1, 2011.

13 「商业策略」顾问:“China's Shanghai Grace Semiconductor Breaks Ground on New Fab, Report Says,” EE Times, November 20, 2000; Warren Vieth and Lianne Hart, “Bush's Brother Has Contract to Help Chinese Chip Maker,” Los Angeles Times, November 27, 2003.

14 又难以获得客户:Ming-chin Monique Chu, The East Asian Computer Chip War (Routledge, 2013), pp. 212-213; “Fast-Track Success of Jiang Zemin's Eldest Son, Jiang Mianheng, Questioned by Chinese Academics for Years,” South China Morning Post, January 9, 2015. On the difficulties of Grace, see Fuller, Paper Tigers, Hidden Dragons, ch. 5; Michael S. Chase, Kevin L. Pollpeter, and James C. Mulvenon, “Shanghaied: The Economic and Political Implications for the Flow of Information Technology and Investment Across the Taiwan Strait (Technical Report),” RAND Corporation, July 26, 2004, pp. 127-135.

15 逾15亿美元的资金:“Richard Chang: Taiwan's Silicon Invasion,” Bloomberg Businessweek, December 9, 2002; Ross, Fast Boat to China, p. 250.

16 来自美国投资者:Chase et al., “Shanghaied,” p. 149.

17 至少有400名是来自台湾:“Richard Chang and His SMIC Team,” Cheers Magazine, April 1, 2000, https://www.cheers.com.tw/article/article.action?id=5053843.

18 帮助本地工程师学习:Fuller, Paper Tigers, Hidden Dragons, pp. 132, 134-135; VerWey, “Chinese Semiconductor Industrial Policy,” pp. 11-12; Yin Li, “From Classic Failures to Global Competitors,” pp. 45-48; Er Hao Lu, The Developmental Model of Chinas Semiconductor Industry, 2000-2005(中国半导体产业发展模式), Doctoral dissertation, National Chengchi University, Taipei, Taiwan, 2008, pp. 33-35, with thanks to Claus Soong for translating; Ross, Fast Boat to China, p. 248.

19 可减销售税:Yin-Yin Chen, “The Political Economy of the Development of the Semiconductor Industry in Shanghai,1956-2006,” Thesis, National Taiwan University, 2007, pp. 71-72; Lu, The Developmental Model of Chinas Semiconductor Industry, pp. 75-77. Thanks to Claus Soong for translating these sources.

20 采用接近顶尖的技术:Yin Li, “From Classic Failures to Global Competitors,” pp. 45-48.

21 世界一流的代工企业:Fuller, Paper Tigers, Hidden Dragons, pp. 132, 136; “Semiconductor Manufacturing International Corporation Announces Proposed Dual Listing on SEHK and NYSE,” SMIC, March 7, 2004, https://www.smics.com/en/site/news_read/4212; “Chip maker SMIC falls on debut,” CNN, Mar 18, 2004.

第三十二章 微影制程战

1 去开发EUV微影成像技术:访问John Carruthers, 2021; 本章主要是源自以下采访:Vivek Bakshi、Chris Mack、Chuck Gwyn、David Attwood、Frits van Houts、John Taylor、John Carruthers、Bill Siegle、Stefan Wurm、严涛南、蒋尚义,以及其他几位要求不具名的微影成像专家,本章结论皆与这些专家无涉。

2 「微影制程战」:Mark L. Schattenburg, “History of the ‘Three Beams’ Conference, the Birth of the Information and the Era of Lithography Wars,” https://eipbn.org/2020/wp-content/up10ads/2015/01/EIPBN_history.pdf.

3 还是别无选择了:Peter Van Den Hurk, “Farewell to a ‘Big Family of Top Class People,’” ASML, April 23, 2021, https://www.asml.com/en/news/stories/2021/frits-van-hout-retires-from-asml.

4 「既没有设施,也没有钱」:访问Frits van Hout, 2021.

5 有深厚的关系:Rene Raiijmakers, “Technology Ownership Is No Birthright,” Bits & Chips, June 24, 2021.

6 形成了合作关系:访问Fritz van Hout, 2021; “Lithography Wars (Middle): How Did TSMC’s Fire Save the Lithography Giant ASML?” iNews, February 5, 2022, https://inf.news/en/news/5620365e89323be681610733c6a32d22.html.

7 「单极时刻」(unipolar moment):Charles Krauthammer, “The Unipolar Moment,” Foreign Affairs, September 18, 1990.

8 「无国界的世界」:Kenichi Ohmae, “Managing in a Borderless World,” Harvard Business Review (May-June 1989).

9 英特尔每年都有获利:根据Bloomberg的资料.

10 「95%的大猩猩」:访问John Taylor, 2021.

11 几乎没有人对此感到担忧:Chuck Gwyn and Stefan Wurm, “EUV LLC: A Historical Perspective,” in Bakshi, ed., EUV Lithography (SPIE, 2008);访问John Carruthers与John Taylor, 2021.

12 ASML成了仅剩的微影成像公司:访问Kenneth Flamm与Richard Van Atta, 2021.

13 而不是地缘政治:David Lammers, “U.S. Gives Ok to ASML on EUV,” EE Times, February 24, 1999; 这篇媒体报导提到ASML与美国政府的一项协定。根据该协定,ASML承诺在美国生产部分机器。我采访美国的官员或ASML,都无法证实有这种承诺,虽然多位以前的官员表示,这项协定听起来似乎有道理,但可能是非正式的,而不是正式的。ASML目前在康乃狄克州的一家制造厂生产每台EUV机台的一部分,所以如果真有此承诺的话,它似乎有信守承诺。

14 政治考量有发挥多大的效果:我的访问对象中,没有人认为外交政策因素对这个决定非常重要。许多人表示,他们不记得讨论过这个议题。

15 所有的EUV技术:Don Clark and Glenn Simpson, “Opponents of SVG Sale to Dutch Worry About Foreign Competition,” Wall Street Journal, April 26, 2001; 访问微影成像业的专家, 2021; 访问Dick Van Atta, 2021; 访问前商务部的官员, 2021.

16 而EUV并没有上榜:Clark and Simpson, “Opponents of SVG Sale to Dutch Worry About Foreign Competition.”

17 不同国家的科学家:访问John Taylor, 2021.

第三十三章 创新者的两难

1 英特尔已经准备好了:“First Intel Mac (10 Jan 2006),” all about Steve Jobs.com, YouTube Video, September 18, 2009, https://www.youtube.com/watch7v=cp49Tmmtmf8.

2 也愈来愈常打领带:访问英特尔的资深高管, 2021.

3 垄断地位:Alexis C. Madrigal, “Paul Otellini's Intel: Can the Company That Built the Future Survive It?” Atlantic, May 16, 2013; 访问英特尔的四位前高管, 2021.

4 保卫城堡的护城河是x86:访问Michael Bruck, 2021.

5 获得了近乎垄断的地位:Kurt Shuler, “Semiconductor Slowdown? Invest!” Semiconductor Engineering, January 26, 2012.

6 「这是我们唯一的机会。」:访问Robin Saxby, 2021; “Sir Robin Saxby: The ARM Architecture Was Invented Inside Acorn Computers,” Anu Partha, YouTube Video, June 1, 2017, https://www.youtube.com/watch7v=jxUT3wE5Kwg; Don Dingee and Daniel Nenni, Mobile Unleashed: The Origin and Evolution of ARM Processors in Our Devices (SemiWiki LLC, 2015), esp. p. 42; “Alumnus Receives Top Honour from Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE),” University of Liverpool, May 17, 2019.

7 类似Zoom的视讯会议系统:访问英特尔的前高管, 2021.

8 似乎是疯狂的赌注:访问Ted Odell, 2020, 以及Will Swope, 2021.

9 交易量是任何人所想的100倍:Alexis C. Madrigal, “Paul Otellini's Intel.”

10 在行动装置领域站稳脚跟的方法:Joel Hruska, “How Intel Lost the Mobile Market, Part 2: The Rise and Neglect of Atom,” Extreme Tech, December 3, 2020; Joel Hruska, “How Intel Lost $10 Billion and the Mobile Market,” Extreme Tech, December 3, 2020; Mark Lipacis et al., “Semiconductors: The 4th Tectonic Shift in Computing: To a Parallel Processing / IoT Model,” Jeffries Research Note, July 10, 2017; 与Michael Bruck及Will Swope的谈话帮忙确立了这点; Varas et al., “Strengthening the Global Semiconductor Supply Chain in an Uncertain Area.”

11 些许的利润:访问英特尔的前高管, 2021.

第三十四章 跑得更快?

1 为胜利而奋战:Andy Grove, “Andy Grove: How America Can Create Jobs,” Businessweek, July 1, 2010.

2 我怀疑他们永远也赶不上:同前.

3 10亿个电晶体:Jon Stokes, “Two Billion-Transistor Beasts: POWER7 and Niagara 3,” Ars Technica, February 8, 2010.

4 约四分之三的市场:Wally Rhines, “Competitive Dynamics in the Electronic Design Automation Industry,” SemiWiki, August 23, 2019.

5 芮氏7.3级的地震:Mark Veverka, “Taiwan Quake Sends a Wakeup Call, But Effects May Be Short Lived,” Barron's, September 27, 1999.

6 第五座的复工时间较长:Jonathan Moore, “Fast Chips, Faster Cleanup,” BusinessWeek, October 11, 1999.

7 中断的影响有限:Baker Li, Dow Jones Newswires, “Shortage in Parts Appears to Fade Following Earthquake in Taiwan,” Wall Street Journal, November 9, 1999.

8 全球共经历了5次这种强度的地震:访问无晶圆厂公司的高管, 2021; “20 Largest Earthquakes in the World,” USGS, https://www.usgs.gov/natural-hazards/earthquake-hazards/science/20-largest-earthquakes-world?qt-science_center_objects=0#qt-science_center_objects.

9 「负责的利益关系者」:Robert Zoellick speech, September 21, 2005, “Whither China? From Membership to Responsibility,” National Committee on U.S. China Relations.

10 更遑论依赖中国了:Adam Segal, “Practical Engagement: Drawing a Fine Line for U.S.-China Trade,” Washington Quarterly 27, No. 3 (January 7, 2010): 162.

11 特殊地位:“SMIC Attains Validated End-User Status for U.S. Government,” SMIC, October 19, 2007, https://www.smics.com/en/site/news_read/4294.

12 比竞争对手「跑得更快」的策略:关于这个共识的出现,最佳的历史叙述是Hugo Meijer, Trading with the Enemy (Oxford University Press, 2016).

13 但没人听进这番警讯:Van Atta et al., “Globalization and the US Semiconductor Industry,” Institute for Defense Analyses, November 20, 2007, pp. 2-3.

第三十五章 「真男人要有晶圆厂」

1 可能还会咬死你:Craig Addison, Silicon Shield (Fusion PR, 2001), p. 77.

2 最成功的业务员:Peter J. Schuyten, “The Metamorphosis of a Salesman,” New York Times, February 25, 1979.

3 或更大的处理器上生产:Varas et al., “Strengthening the Global Semiconductor Supply Chain in an Uncertain Era,” p. 18.

4 四分之一:同前, p. 17.

5 类比晶片制造商是德州仪器:Peter Clarke, “Top Ten Analog Chip Makers in 2020,” eeNews, June 3, 2021.

6 约85%的市占率:Joonkyu Kang, “A Study of the DRAM Industry,” Master's thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2010, p. 13.

7 尔必达还是生存困难:Hiroko Tabuchi, “In Japan, Bankruptcy for a Builder of PC Chips,” New York Times, February 27, 2012.

8 新加坡等国的政府补贴:Varas et al., “Strengthening the Global Semiconductor Supply Chain in an Uncertain Era,” p. 18.

9 囊括35%的市占率:Ken Koyanagi, “SK-Intel NAND Deal Points to Wider Shake-Up of Chip Sector,” Nikkei Asia, October 23, 2020; “Samsung Electronics Adds NAND Flash Memory Line in Pyeongtaek,” Pulse, June 1, 2020.

10 真男人要有晶圆厂:John East, “Real Men Have Fabs. Jerry Sanders, TJ Rodgers, and AMD,” SemiWiki, July 29, 2019.

第三十六章 无厂革命

1 「不是一家真正的半导体公司」:Paul McLellan, “A Brief History of Chips and Technologies,” SemiWiki, March 19, 2013, https://semiwiki.com/eda/2152-a-brief-history-of-chips-and-technologies/; Interview with Gordon Campbell, 2021.

2 Denny's连锁餐厅起步:访问Chris Malachowsky, 2021.

3 移民到肯塔基州:Steve Henn, “Tech Pioneer Channels Hard Lessons into Silicon Valley Success,” NPR, February 20, 2012, https://www.npr.org/sections/alltechconsidered/2012/02/20/147162496/tech-pioneer-channels-hard-iessons-into-silicon-valley-success.

4 复杂的3D立体图:“Jen-Hsun Huang,” StanfordOnline, YouTube Video, June 23, 2011, https://www.youtube.com/watch?v=Xn1EsFe7snQ.

5 投入大量的资金:Ian Buck, “The Evolution of GPUs for General Purpose Computing,” September 20-23, 2010, https://www.nvidia.com/content/GTC-2010/pdfs/2275_GTC2010.pdf; Don Clark, “Why a 24-Year-Old Chipmaker Is One of Tech's Hot Prospects,” New York Times, September 1, 2017; Pradeep Gupta, “CUDA Refresher: Reviewing the Origins of GPU Computing,” Nvidia, April 23, 2020, https://developer.nvidia.com/blog/cuda-refresher-reviewing-the-origins-of-gpu-computing/.

6 庞大的新市场:Ben Thompson, “Apple to Build Own GPU, the Evolution of GPUs, Apple and the General-Purpose GPU,” Stratechery Newsletter, April 12, 2017; Ben Thompson, “Nvidia's Integration Dreams,” Stratechery Newsletter, September 15, 2020.

7 不可能生产手机:Hsiao-Wen Wang, “TSMC Takes on Samsung,” Commonwealth, May 9, 2013; Timothy B. Lee, “How Qualcomm Shook Down the Cell Phone Industry for Almost 20 years,” Ars Technica, May 30, 2019.

8 数千万行的程式码上:访问Susie Armstrong, 2021.

9 没有制造任何晶片:Daniel Nenni, “A Detailed History of Qualcomm,” SemiWiki, March 9, 2018; Joel West, “Before Qualcomm: Linkabit and the Origins of San Diego's Telecom Industry,” Journal of San Diego History, https://sandiegohistory.org/journal/v55-1/pdf/v55-1west.pdf.

10 核心优势:访问两位高通的高管, 2021.

第三十七章 张忠谋的大同盟

1 拆分晶片设计与制造业务:Michael Kanellos, “End of Era as AMD's Sanders Steps Aside,” CNET, April 24, 2002; Peter Bright, “AMD Completes Exit from Chip Manufacturing Biz,” Wired, March 5, 2012.

2 连台积电都担心落后:访问蒋尚义, 2021.

3 全球约一半的代工市场:Mark LaPedus, “Will GlobalFoundries Succeed or Fail?” EE Times, September 21, 2010, https://www.eetimes.com/will-globalfoundries-succeed-or-fail/.

4 脱颖而出:Claire Sung and Jessie Shen, “TSMC 40nm Yield Issues Resurface, CEO Promises Fix by Year-End,” Digitimes, October 30, 2009; Mark LaPedus, “TSMC Confirms 40-nm Yield Issues, Gives Predictions,” EE Times, April 30, 2009.

5 就像电梯沿着空井滑落:访问Rick Cassidy, 2022.

6 最大市占率:Russell Flannery, “Ageless and Peerless in an Era of Fabless,” Forbes, December 9, 2012; Hsiao-Wen Wang, “TSMC Takes on Samsung,” Commonwealth, May 9, 2013.

7 将难以与之匹敌:Wang, “TSMC Takes on Samsung.”

8 公司陷入停滞不前的状态:Flannery, “Ageless and Peerless in an Era of Fabless.”

9 亲自重掌兵符:Lisa Wang, “TSMC Reshuffle Stuns Analysts,” Taipei Times, June 12, 2009; Yin-chuen Wu and Jimmy Hsiung, “I'm Willing to Start from Scratch,” Commonwealth, June 18, 2009.

10 「产能太多比产能不足」更好:Robin Kwong, “Too Much Capacity Better Than Too Little for TSMC,” Financial Times, June 24, 2010.

11 我们才刚刚开始:Flannery, “Ageless and Peerless in an Era of Fabless.”

第三十八章 苹果矽

1 什么是软体?Dag Spicer, “Steve Jobs: From Garage to World's Most Valuable Company,” Computer History Museum, December 2, 2011; I was directed to this by Steve Cheney, “1980: Steve Jobs on Hardware and Software Convergence,” Steve Cheney—Technology, Business, and Strategy, August 18, 2013.

2 其他的晶片:关于这些iPhone 1拆解的细节,参见Jonathan Zdziarski, “Chapter 2. Understanding the iPhone,” O'Reilly, https://www.oreilly.com/library/view/iphone-forensics/9780596153588/ch02.html; “iPhone 1st Generation Teardown,” IFIXIT, June 29, 2007.

3 新的iPad与iPhone 4中:Bryan Gardiner, “Four Reasons Apple Bought PA Semi,” Wired, April 23, 2000; Brad Stone, Adam Satariano, and Gwen Ackerman, “The Most Important Apple Executive You've Never Heard Of,” Bloomberg, February 18, 2016.

4 运作得那么顺畅:Ben Thompson, “Apple's Shifting Differentiation,” Stratechery, November 11, 2020; Andrei Frumusanu, “Apple Announces the Apple Silicon M1: Ditching x86—What to Expect, Based on A14,” AnandTech, November 10, 2020.

5 六成以上:Harald Bauer, Felix Grawert, and Sebastian Schink, “Semiconductors for Wireless C ommunications: Growth Engine of the Industry,” McKinsey & Company (Autumn 2012): Exhibit 2.

6 组装在一起:Harrison Jacobs, “Inside ‘iPhone City,’ the Massive Chinese Factory Town Where Half of the World's iPhones Are Produced,” Business Insider, May 7, 2018.

7 在越南与印度组装:Yu Nakamura, “Foxconn Set to Make iPhone 12 in India, Shifting from China,” Nikkei Asia, March 11, 2021.

第三十九章 极紫外光微影制程

1 40亿美元:Dylan McGrath, “Intel Again Cuts Stake in ASML,” EE Times, October 12, 2018.

2 「解决一个不可能的问题」:访问, 2021.

3 吸出热量:访问两位创浦的高管, 2021.

4 每秒直接命中数百万次:“TRUMPF Laser Amplifier,” Trumpf, https://www.trumpf.com/enUS/products/laser/euv-drive-laser/.

5 每个雷射器都需要457,329个元件:访问两位创浦的高管, 2021; Mark Lourie, “II-VI Incorporated Expands Manufacturing Capacity of Diamond Windows for TRUMPF High Power CO2 Lasers in EUV Lithography,” GlobeNewswire, December 19, 2018, https://www.globenewswire.com/news-release/2018/12/19/1669962/11543/en/n-VI-Incorporated-Expands-Manufacturing-Capacity-of-Diamond-Windows-for-TRUMPF-High-Power-CO2-Lasers-in-EUV-Lithography.html.

6 1998年发表的一篇论文中指出:C. Montcalm, “Multilayer Reflective Coatings for Extreme-Ultraviolet Lithography,” Department of Energy Office of Scientific and Technical Information, March 10, 1998, https://www.osti.gov/servlets/purl/310916.

7 击中远在月球的高尔夫球:“Interview with Dr. Peter Kurz: ‘Hitting a Golf Ball on the Moon,’” World of Photonics, https://world-of-photonics.com/en/newsroom/photonics-industry-portal/photonics-interview/dr-peter-kuerz/; “ZEISS—Breaking New Ground for the Microchips of Tomorrow,” ZEISS Group, YouTube Video, August 2, 2019, https://www.youtube.com/watch?v=XeDCrlxBtTw.

8 「就像设计一台机器」一样:“Responsible Supply Chain: Setting the Bar Higher for the High-Tech Industry,” ASML, https://www.asml.com/en/company/sustainability/responsible-supply-chain; interview with Frits van Houts, 2021.

9 资助蔡司的研发流程:“Press Release: ZEISS and ASML Strengthen Partnership for Next Generation of EUV Lithography Due in Early 2020s,” ASML, November 3, 2016, https://www.asml.com/en/news/press-releases/2016/zeiss-and-asml-strengthen-partnership-for-next-generation-of-euv-lithography.

10 直接把你们的公司买下来:访问ASML供应商的高管, 2021.

11 平均至少使用3万个小时:Igor Fomenkov et al., “Light Sources for High-Volume Manufacturing EUV Lithography: Technology, Performance, and Power Scaling,” Advanced Optical Technologies 6, Issue 3-4 (June 8, 2017).

12 最终会产生一个X:这里对运算微影制程的描述是引用自Jim Keller, “Moore's Law Is Not Dead,” UC Berkeley EECS Events, YouTube Video, September 18, 2019, https://www.youtube.com/watch?v=oIG9ztQw2Gc.

13 美国生产的关键设备:“Trumpf Consolidates EUV Lithography Supply Chain with Access Laser Deal,” Optics.org, October 4, 2017, https://optics.org/news/8/10/6.

第四十章 「没有替代方案」

1 「没有替代方案。」:Anthony Yen, “Developing EUV Lithography for High Volume Manufacturing—A Personal Journey,” IEEE Technical Briefs, https://www.ieee.org/ns/periodicals/EDS/EDS-APRIL-2021-HTML-V2/InnerFiles/LandPage.html.

2 他们的配偶也不会抱怨:访问蒋尚义, 2021.

3 测试与改进EUV机台:Lisa Wang, “TSMC Stalwart Takes SMIC Role,” Taipei Times, December 22, 2016; Jimmy Hsiung, “Shang-yi Chiang: Rallying the Troops,” CommonWealth, December 5, 2007; 访问蒋尚义与严涛南, 2021.

4 特许半导体:Timothy Prickett Morgan, “AMD's GlobalFoundries Consumes Chartered Semi Rival,” Register, January 14, 2010.

5 一个倒金字塔:访问IBM的前高管, 2021.

6 把晶片部门卖给了格芯:访问两位半导体业的高管, 2021.

7 约10%的代工市占率:“Apple Drove Entire Foundry Sales Increase at TSMC in 2015,” IC Insights, April 26, 2016.

8 格芯仅70万:“Samsung, TSMC Remain Tops in Available Wafer Fab Capacity,” IC Insights, January 6, 2016. 这个数字计算的每月晶圆是200 mm(8吋)晶圆。当时,该产业的最先进制程正转向300 mm(12吋)晶圆,每片晶圆可容纳的晶片数量约为两倍。因此,以300 mm晶圆来算的每月晶圆较少。

9 14奈米制程的授权:Peter Bright, “AMD Completes Exit from Chip Manufacturing Biz,” Wired, March 5, 2012.

10 取消EUV计划:访问三位格芯的前高管,其中一位主要谈EUV, 2021; 关于研发支出,参见GlobalFoundries’ IPO prospectus, Security and Exchange Commission, October 4, 2021, p. 81, https://www.sec.gov/Archives/edgar/data/0001709048/000119312521290644/d192411df1.htm. 亦参见Mark Gilbert, “Q4 Hiring Remains Strong Outlook for Q1 2019,” SemiWiki, November 4, 2018, https://semiwiki.com/semiconductor-manufacturers/globalfoundries/7749-globalfoundrie-pivot-explained/q.

第四十一章 英特尔如何忘了创新

1 有更多的机会可以精进制程:Nick Flaherty, “Top Five Chip Makers Dominate Global Wafer Capacity,” eeNews, February 11, 2021.

2 高达数百万美元:Or Sharir, Barak Peleg, and Yoav Shoham, “The Cost of Training NLP Models: A Concise Overview,” AI21 Labs, April 2020.

3 美国最有价值的半导体公司:Wallace Witkowski, “Nvidia Surpasses Intel as Largest U.S. Chip Maker by Market Cap,” MarketWatch, July 8, 2020.

4 每月10万美元以上:“Cloud TPU Pricing,” Google Cloud, https://aoud.google.com/tpu/pricing; prices as of November 5, 2021.

5 我们的代工事业:Chris Nuttall, “Chip Off the Old Block Takes Helm at Intel,” Financial Times, May 2, 2013.

6 并未获得优先考量:访问英特尔代工厂的前高管, 2021.

7 经营短短几年后就关闭了:Dylan McGrath, “Intel Confirmed as Foundry for Second FPGA Startup,” EE Times, February 21, 2012.

8 出了什么问题:Joel Hruska, “Intel Acknowledges It Was ‘Too Aggressive’ with Its 10nm Plans,” Extreme Tech, July 18, 2019.

9 延迟采用EUV机台:访问Pat Gelsinger, Bloomberg, January 19, 2021, https://www.bloomberg.com/news/videos/2022-01-19/intel-ceo-gelsinger-on-year-ahead-for-global-business-video.

10 安装在台积电:Ian Cutress, “TSMC: We Have 50% of All EUV Installations, 60% Wafer Capacity,” AnandTech, August 27, 2020.

第四十二章 中国制

1 就没有现代化:Rogier Creemers, ed., “Central Leading Group for Internet Security and Informatization Established,” China Copyright and Media, March 1, 2014, https://chinacopyrightandmedia.wordpress.com/2014/03/01/central-leading-group-for-internet-security-and-informatization-established/.

2 真正的政治改革的领导人:Evan Osnos, “Xi's American Journey,” New Yorker, February 15, 2012.

3 网路上的交流内容:Katie Hunt and CY Xu, “China Employs 2 Million to Police Internet,’” CNN, October 7, 2013.

4 互联网让世界变成了地球村:Rogier Creemers, ed., Xi Jinping, “Speech at the Work Conference for Cybersecurity and Informatization,” China Copyright and Media, April 19, 2016, https://chinacopyrightandmedia.wordpress.com/2016/04/19/speech-at-the-work-conference-for-cybersecurity-and-informatization/, 经翻译调整.

5 掌握在别人手里:同前.

6 只配对英特尔的芯片:同前.

7 都需要美国的晶片才能运行:个人电脑中几乎所有的CPU晶片都是由美国的英特尔或AMD设计,但这两家公司的晶片都是在其他国家生产。

8 比进口石油的支出还多:关于积体电路(8542)与石油(2709),参见联合国贸易资料库Comtrade。

9 充分利用监控技术:Drew Harwell and Eva Dou, “Huawei Tested AI Software That Could Recognize Uighur Minorities and Alert Police, Report Says,” Washington Post, December 8, 2020.

10 英特尔与辉达等美国公司的晶片:Paul Mozur and Don Clark, “China's Surveillance State Sucks Up Data. U.S. Tech Is Key to Sorting It,” New York Times, November 22, 2020.

11 建立半导体产业:Oral History of Morris Chang, Computer History Museum.

第四十三章 「把冲锋号吹起来」

1 没有人会成为贸易战的赢家:Anna Bruce-Lockhart, “Top Quotes by China President Xi Jinping at Davos 2017,” World Economic Forum, January 17, 2017, https://www.weforum.org/agenda/2017/01/chinas-xi-jinping-at-davos-2017-top-quotes/.

2 「保护将带来蓬勃与强大」:“Full Text: 2017 Donald Trump Inauguration Speech Transcript,” Politico, January 20, 2017.

3 比美国总统当选人更像总统:Ian Bremmer, “Xi sounding rather more presidential than US president-elect. #Davos,” Twitter, January 17, 2017, https://twitter.com/ianbremmer/status/821304485226119169.

4 习近平力捍全球化:Jamil Anderlini, Wang Feng, and Tom Mitchell, “Xi Jinping Delivers Robust Defence of Globalisation at Davos,” Financial Times, January 17, 2017; Xi Jinping, “Full Text of Xi Jinping Keynote at the World Economic Forum,” CGTN, January 17, 2017, https://america.cgtn.com/2017/01/17/full-text-of-xi-jinping-keynote-at-the-world-economic-forum.

5 全球化的希望:Max Ehrenfreund, “World Leaders Find Hope for Globalization in Davos Amid Populist Revolt,” Washington Post, January 17, 2017.

6 把目光投向了中国:Isaac Stone Fish, “A Communist Party Man at Davos,” Atlantic, January 18, 2017.

7 组成攻关的突击队、特种兵:http://politics.people.com.cn/n1/2016/0420/c1001-28291806.html; Creemers, ed., Xi Jinping, “Speech at the Work Conference for Cybersecurity and Informatization.”

8 共产党官僚与地方政府官员所阻挠:关于习近平的无能为力vs.现状,参见Daniel H. Rosen, “China's Economic Reckoning,” Foreign Affairs, July-August 2021.

9 市场份额加速向优势企业集中:China's State Council report, “Outline for Promoting the Development of the National Integrated Circuit Industry,” http://www.csia.net.cn/Article/ShowInfo.asp?InfoID=88343.

10 资料显示:Saif M. Khan, Alexander Mann, and Dahlia Peterson, “The Semiconductor Supply Chain: Assessing National Competitiveness,” Center for Security and Emerging Technology, January 2021, p. 8, https://cset.georgetown.edu/wp-content/uploads/The-Semiconductor-Supply-Chain-Issue-Brief.pdf.

11 取得这类晶片:Saif M. Khan and Alexander Mann, “AI Chips: What They Are and Why They Matter,” Center for Security and Emerging Technology, April 2020, pp. 29-31, https://cset.georgetown.edu/publication/ai-chips-what-they-are-and-why-they-matter/.

12 亦即把晶片自给率提升至70%:“China Forecast to Fall Far Short of Its ‘Made in China 2025’ Goals for ICs,” IC Insights, January 6, 2021, https://www.icinsights.com/news/bulletins/China-Forecast-To-Fall-Far-Short-Of-Its-Made-In-China-2025-Goals-For-ICs/

13 中国政府取代了民间投资者:“Dr. Zixue Zhou Appointed as Chairman of SMIC,” press release, SMIC, March 6, 2015, http://www.smics.com/en/site/news_read/4539; Doug Fuller, Paper Tigers, Hidden Dragons (Oxford University Press, 2016) 记录了政府影响力增加的早期阶段。

14 遍布全国的低效小厂:访问一家中国代工厂的前执行长, 2021; Fuller, Paper Tigers, Hidden Dragons.

15 『我们一起来赔钱吧。』:访问欧洲半导体业的高管, 2020.

16 市政府的投资机构:Barry Naughton, Rise of China's Industrial Policy, 1978 to 2020 (Academic Network of Latin America and the Caribbean on China, 2021), p. 114.

17 国家支持的「创投」新模式:Arthur Kroeber, “The Venture Capitalist State,” GaveKal Dragonomics, March 2021.

18 只有政府有本钱冒这种风险:Dieter Ernest, From Catching Up to Forging Ahead: China's Policies for Semiconductors (East West Center, 2015), p 19.

19 降低中国使用的外国晶片比例:Luffy Liu, “Countdown: How Close Is China to 40% Chip Self-Sufficiency?” EE Times, April 11, 2019.

20 「红色供应链」:https://www.cw.com.tw/article/5053334; https://www.twse.com.tw/ch/products/publication/download/0003000156.pdf. Thanks to Wei-Ting Chen for help translating these documents.

第四十四章 技术转移

1 IBM觉得那是很好的机会:David Wolf, “Why Buy the Hardware When China Is Getting the IP for Free?” Foreign Policy, April 24, 2015.

2 与美国的网路监控单位有合作关系:IBM denied giving the National Security Agency any client data; Claire Cain Miller, “Revelations of N.S.A. Spying Cost U.S. Tech Companies,” New York Times, March 21, 2014; Sam Gustin, “IBM: We Haven't Given the NSA Any Client Data,” Time, March 14, 2014.

3 一系列重大的经济改革:Matthew Miller, “IBM's CEO Visits China for Trust-Building Talks with Govt Leaders: Sources,” Reuters, February 12, 2014.

4 中国高层官员:See July 2014 meeting with Beijing mayor, IBM News, “Today, #IBM CEO Ginni Rometty met with Beijing Mayor Wang Anshun at the Beijing Convention Center in #China.[PHOTO],” Twitter, July 9, 2014, https://mobile.twitter.com/ibmnews/status/486873143911669760; 2016 meeting with Li Keqiang, “Ginni Rometty of IBM Meets Chinese Premier Li Keqiang,” Forbes, October 22, 2016.

5 资讯安全的承诺:Miller, “IBM's CEO Visits China for Trust-Building Talks with Govt Leaders: Sources.”

6 「加强集成电路领域的合作交换」:“Chinese Vice Premier Meets IBM President,” English.People.CN, November 13, 2014, http://en.people.cn/n/2014/1113/c90883-8808371.html.

7 市占率很小:Timothy Prickett Morgan, “X86 Servers Dominate the Datacenter——for Now,” Next Platform, June 4, 2015.

8 国产的电脑系统:Paul Mozur, “IBM Venture with China Stirs Concerns,” New York Times, April 19, 2015.

9 「巨大的安全风险」:同前.

10  主要收入来源:“China Deal Squeezes Royalty Cuts from Qualcomm,” EE Times, February 10, 2015.

11 先进晶片的经验:Chen Qingqing, “Qualcomm's Failed JV Reveals Poor Chipset Strategy Amid Rising Competition: Insiders,” Global Times, April 22, 2019; Aaron Tilley, Wayne Ma, and Juro Osawa, “Qualcomm's China Venture Shows Risks of Beijing's Tech Ambition,” Information, April 3, 2019; Li Tao, “Qualcomm Said to End Chip Partnership with Local Government in China's Rural Guizhou Province,” South China Morning Post, April 19, 2019.

12 该联盟的一员:“Server and Cloud Leaders Collaborate to Create China-Based Green Computing Consortium,” Arm, April 15, 2016, https://www.arm.com/company/news/2016/04/server-and-cloud-leaders-collaborate-to-create-china-based-green-computing-consortium.

13 跳槽到飞腾:See “Wei Li,” LinkedIn, https://www.iinkedin.com/in/wei-li-8b0490b/?originalSubdomain=cn; Ellen Nakashima and Gerry Shih, “China Builds Advanced Weapons Systems Using American Chip Technology,” Washington Post, April 9, 2021.

14 「世界级的」:“AMD and Nantong Fujitsu Microelectronics Co., Ltd. Close on Semiconductor Assembly and Test Joint Venture,” AMD, April 29, 2016,

15 达成一项协议:这家与AMD成立的合资企业中,投资者之一是中国的国营机构中国科学院; see Ian Cutress and Wendell Wilson, “Testing a Chinese x86 CPU: A Deep Dive into Zen-Based Hygon Dhyana Processors,” AnandTech, February 27, 2020.

16 「对微处理器、半导体或中国一无所知」:访问晶片业的业内人士, 2021.

17 并不是依赖授权协议的资金:访问Stacy Rasgon, 2021.

18 只是在微调AMD的设计:访问一名业内人士与一名前美国官员, 2021; Don Clark, “AMD to License Chip Technology to China Chip Venture,” Wall Street Journal, April 21, 2016; Usman Pirzada, “No, AMD Did Not Sell the Keys to the x86 Kingdom—Here's How the Chinese Joint Venture Works,” Wccftech, June 29, 2019; Cutress and Wilson, “Testing a Chinese x86 CPU”; Stewart Randall, “Did AMD Really Give Away ‘Keys to the Kingdom’?” TechNode, July 10, 2019.

19 「根本使命」:Kate O'Keeffe and Brian Spegele, “How a Big U.S. Chip Maker Gave China the ‘Keys to the Kingdom,’” Wall Street Journal, June 27, 2019.

20 肯定会引起华府的怀疑:“AMD EPYC Momentum Grows with Datacenter Commitments from Tencent and JD.com, New Product Details from Sugon and Lenovo,” press release, AMD, August 23, 2017, https://ir.amd.com/news-events/press-releases/detail/788/amd-epyc-momentum-grows-with-datacenter-commitments-from; 访问前美国官员, 2021.

21 「核武与高超音速武器」:Craig T imberg and Ellen N akashima, “Supercomputing Is Latest Front in U.S.-China High-Tech Battle,” Washington Post, June 21, 2019; Industry and Security Bureau, “Addition of Entities to the Entity List and Revision of an Entry on the Entity List,” Federal Register, June 24, 2019, https://www.federalregister.gov/documents/2019/06/24/2019-13245/addition-of-entities-to-the-entity-list-and-revision-of-an-entry-on-the-entity-list; Michael Kan, “US Tries to Thwart China's Work on Exascale Supercomputer by Blocking Exports,” PC Mag, April 8, 2021.

22 它与中国军方的关连:“Statement of Elsa Kania,” in “Hearing on Technology, Trade, and Military-Civil Fusion: China's Pursuit of Artificial Intelligence, New Materials, and New Energy,” U.S.-China Economic and Security Review Commission, June 7, 2019, p. 69, https://www.uscc.gov/sites/default/files/2019-une%207,%202019%20Hearing%20Transcript.pdf.

23 是如何取得AMD晶片的:Anton Shilov, “Chinese Server Maker Sugon Has Its Own Radeon Instinct MI50 Compute Cards (Updated),” Tom's Hardware, October 15, 2020, https://www.tomshardware.com/news/chinese-server-maker-sugon-has-its-own-radeon-instinct-mi50-compute-cards. 我请AMD的一名代表提供AMD与曙光关系的相关资讯,但未获得回应。

24 中国政府的政治施压:Alexandra Alper and Greg Roumeliotis, “Exclusive: U.S. Clears SoftBank's $2.25 Billion Investment in GM-Backed Cruise,” Reuters, July 5, 2019; Dan Primack, “SoftBank's CFIUS Workaround,” Axios, November 29, 2018; Heather Somerville, “SoftBank Picking Its Battles with U.S. National Security Committee,” Reuters, April 11, 2019.

25 51%的股份:Cheng Ting-Fang, Lauly Li, and Michelle Chan, “How SoftBank's Sale of Arm China Sowed the Seeds of Discord,” Nikkei Asia, June 16, 2020; “Inside the Battle for Arm China,” Financial Times, June 26, 2020.

26 以前,那是我们做不到的:Cheng Ting-Fang and Debby Wu, “ARM in China Joint Venture to Help Foster ‘Secure’ Chip Technology,” Nikkei Asia, May 30, 2017.

第四十五章 「合并势必会发生」

1 晶片亿万富豪:Nobutaka Hirooka, “Inside Tsinghua Unigroup, a Key Player in China's Chip Strategy,” Nikkei Asia, November 12, 2020; “University's Deal Spree Exposes Zhao as Chip Billionaire,” China Daily, March 25, 2015.

2 踏上累积亿万财富之路:Hirooka, “Inside Tsinghua Unigroup”; Yue Wang, “Meet Tsinghua's Zhao Weiguo, the Man Spearheading China's Chip Ambition,” Forbes, July 29, 2015.

3 与赵伟国有私交:Kenji Kawase, “Was Tsinghua Unigroup's Bond Default a Surprise?” Nikkei Asia, December 4, 2020; Eva Dou, “China's Biggest Chip Maker's Possible Tie-Up with H-P Values Unit at Up to $5 Billion,” Wall Street Journal, April 15, 2015; Wang, “Meet Tsinghua's Zhao Weiguo”; Yue Wang, “Tsinghua Spearheads China's Chip Drive,” Nikkei Asia, July 29, 2015.

4 习近平的大学室友:Dieter Ernst, “China's Bold Strategy for Semiconductors—Zero-Sum Game or Catalyst for Cooperation?” East-West Center, September 2016; Willy Wo-Lap Lam, “Members of the Xi Jinping Clique Revealed,” The Jamestown Foundation, February 7, 2014; Chen Xi stepped down as Tsinghua University president at the end of 2008.

5 所有的交易都是市场导向的:Wang, “Meet Tsinghua's Zhao Weiguo.”

6 但你不会知道:Dou, “China's Biggest Chip Maker's Possible Tie-Up with H-P Values Unit at Up to $5 Billion.”

7 依然令人咋舌:Zijing Wu and Jonathan Browning, “China University Deal Spree Exposes Zhao as Chip Billionaire,” Bloomberg, March 23, 2015.

8 任何综效已经出现:Saabira Chaudhuri, “Spreadtrum Communications Agrees to $1.78 Billion Takeover,” Wall Street Journal, July 12, 2013.

9 与英特尔达成一项协定:“Intel and Tsinghua Unigroup Collaborate to Accelerate Development and Adoption of Intel-Based Mobile Devices,” news release, Intel Newsroom, September 25, 2014, https://newsroom.intel.com/news-releases/intel-and-tsinghua-unigroup-collaborate-to-accelerate-development-and-adoption-of-intel-based-mobile-devices/#gs.7y1hjm.

10 中国的「国家重点」:Eva Dou and Wayne Ma, “Intel Invests $1.5 Billion for State in Chinese Chip Maker,” Wall Street Journal, September 26, 2014; Cheng Ting-Fang, “Intel's 5G Modem Alliance with Beijing-Backed Chipmaker Ends,” Nikkei Asia, February 26, 2019.

11 接受240亿美元:Paul McLellan, “Memory in China: XMC,” Cadence, April 15, 2016, https://community.cadence.com/cadence_blogs_8/b/breakfast-bytes/posts/china-memory-2; “China's Tsinghua Unigroup to Build $30 Billion Nanjing Chip Plant,” Reuters, January 19, 2017; Eva Dou, “Tsinghua Unigroup Acquires Control of XMC in Chinese-Chip Deal,” Wall Street Journal, July 26, 2016.

12 也投资房地产与线上博奕:Josh Horwitz, “Analysis: China's Would-Be Chip Darling Tsinghua Unigroup Bedevilled by Debt and Bad Bets,” Reuters, January 19, 2021.

13 逾10亿美元的计划:Dou, “China's Biggest Chip Maker's Possible Tie-Up with H-P Values Unit at Up to $5 Billion.”

14 台湾半导体业的高管:Josephine Lien and Jessie Shen, “Former UMC CEO to Join Tsinghua Unigroup,” Digitimes Asia, January 10, 2017; Matthew Fulco, “Taiwan Chipmakers Eye China Market,” Taiwan Business Topics, February 8, 2017, https://topics.amcham.com.tw/2017/02/taiwan-chipmakers-eye-china-market/.

15 成立合资企业:Debby Wu and Cheng Ting-Fang, “Tsinghua Unigroup-SPIL Deal Axed on Policy Worries,” Nikkei Asia, April 28, 2016.

16 台湾的重要企业:Peter Clarke, “China's Tsinghua Interested in MediaTek,” EE News, November 3, 2015.

17 禁止进口台湾的晶片:Simon Mundy, “Taiwan's Chipmakers Push for China Thaw,” Financial Times, December 6, 2015; Zou Chi, TNL Media Group, November 3, 2015, https://www.thenewslens.com/article/30138.

18 而且对股东有利:Cheng Ting-Fang, “Chipmaker Would Sell Stake to China ‘If the Price Is Right,’” Nikkei Asia, November 7, 2015.

19 就不是那么容易了:J. R. Wu, “Chinese Investors Should Not Get Board Seats on Taiwan Chip Firms—TSMC Chief,” Reuters, June 7, 2016.

20 在全球晶片业的地位与竞争力」的努力:J. R. Wu, “Taiwan's Mediatek Says Open to Cooperation with China in Chip Sector,” Reuters, November 2, 2015.

21 无法逃避这个议题:Ben Bland and Simon Mundy, “Taiwan Considers Lifting China Semiconductor Ban,” Financial Times, November 22, 2015.

22 晶片厂商美光:Eva Dou and Don Clark, “State-Owned Chinese Chip Maker Tsinghua Unigroup Makes $23 Billion Bid for Micron,” Wall Street Journal, July 14, 2015.

23 美国政府的安全考量:访问两位前资深官员, 2021.

24 以37亿美元:Eva Dou and Don Clark, “Arm of China-Controlled Tsinghua to Buy 15% Stake in Western Digital,” Wall Street Journal, September 30, 2015.

25 没有想要收购莱迪思的意图:Eva Dou and Robert McMillan, “China's Tsinghua Unigroup Buys Small Stake in U.S. Chip Maker Lattice,” Wall Street Journal, April 14, 2016.

26 莱迪思的持股:Ed Lin, “China Inc. Retreats from Lattice Semiconductor,” Barron's, October 7, 2016.

27 凯桥获得中国政府的秘密资助:Liana Baker, Koh Gui Qing, and Julie Zhu, “Chinese Government Money Backs Buyout Firm's Deal for U.S. Chipmaker,” Reuters, November 28, 2016. 中国政府拥有的中国国新控股有限公司(China Reform Holding)是凯桥的关键投资者; see Junko Yoshida, “Does China Have Imagination? EE Times, April 14, 2020.

28 进想科技(Imagination):Nick Fletcher, “Imagination Technologies Jumps 13% as Chinese Firm Takes 3% Stake,” Guardian, May 9, 2016.

29 遭到美国政府的阻挡:“Canyon Bridge Confident Imagination Deal Satisfies UK Government,” Financial Times, September 25, 2017; Turner et al., “Canyon Bridge Is Said to Ready Imagination Bid Minus U.S. Unit,” Bloomberg, September 7, 2017.

30 重组董事会时:Nic Fides, “Chinese Move to Take Control of Imagination Technologies Stalls,” Financial Times, April 7, 2020.

31 被判内线交易罪:“USA v. Chow,” https://www.corporatedefensedisputes.com/wp-content/uploads/sites/19/2021/04/United-States-v.-Chow-2d-Cir.-Apr.-6-2021.pdf; “United States of America v. B enj amin Chow,” https://www.justice.gov/usao-sdny/press-release/file/1007536/download; Jennifer Bennett, “Canyon Bridge Founder's Insider Trading Conviction Upheld,” Bloomberg Law, April 6, 2021.

32 政治脉络来看待:Wang, “Meet Tsinghua's Zhao Weiguo.”

33 新的「投资」:Sijia Jang, “China's Tsinghua Unigroup Signs Financing Deal for Up to 150 Bln Yuan,” Reuters, March 28, 2017.

第四十六章 华为的崛起

1 确实有据可查:Chairman Mike Rogers and Ranking Member C. A. Dutch Ruppersberger, “Investigative Report on the U.S. National Security Issues Posed by Chinese Telecommunications Companies Huawei and ZTE,” Permanent Select Committee on Intelligence, U.S. House of Representatives, October 8, 2012, https://republicans-intelligence.house.gov/sites/intelligence.hcuse.gsv/files/decuments/huawei-zte%20investigative%20report%20(final).pdf, pp. 11-25.

2 服装合成纤维的工厂工作:William Kirby et al., “Huawei: A Global Tech Giant in the Crossfire of a Digital Cold War,” Harvard Business School Case N-1-320-089, p. 2.

3 制造交换设备:Kirby et al., “Huawei”; Jeff Black, Allen Wan, and Zhu Lin, “Xi Jinping's Tech Wonderland Runs into Headwinds,” Bloomberg, September 29, 2020.

4 美国竞争对手思科(Cisco):Scott Thurm, “Huawei Admits Copying Code from Cisco in Router Software,” Wall Street Journal, March 24, 2003.

5 据传华为因此受益:Tom Blackwell, “Exclusive: Did Huawei Bring Down Nortel? Corporate Espionage, Theft, and the Parallel Rise and Fall of Two Telecom Giants,” National Post, February 20, 2020.

6 年度研发预算约为150亿美元:Nathaniel Ahrens, “China's Competitiveness,” Center for Strategic and International Studies, February 2013, https://csis-website-prod.s3.amazonaws.com/s3fs-public/legacy_$les/$les/publication/130215_competitiveness_Huawei_casestudy_Web.pdf

7 到美国参访:Tian Tao and Wu Chunbo, The Huawei Story (Sage Publications Pvt. Ltd., 2016), p. 53.

8 落后了一百年:访问对象之前是IBM顾问,后来成为华为员工, 2021.

9 胜利是军人的最大奉献:Raymond Zhong, “Huawei's ‘Wolf Culture’ Helped It Grow, and Got It into Trouble,” New York Times, December 18, 2018.

10 从中学习商业启示:“Stanford Engineering Hero Lecture: Morris Chang in Conversation with President John L. Hennessy,” Stanford Online, YouTube Video, April 25, 2014, https://www.youtube.com/watch?v=wEh3ZgbvBrE.

11 总额高达750亿美元:Chuin-Wei Yap, “State Support Helped Fuel Huawei's Global Rise,” Wall Street Journal, December 25, 2019.

12 曾造访该公司:Ahrens, “China's Competitiveness.”

13 民主党或共和党」一样:Tao and Chunbo, The Huawei Story, p. 58; Mike Rogers and Dutch Ruppersberger, “Investigative Report on the U.S. National Security Issues Posed by Chinese Telecommunications Companies Huawei and ZTE,” U.S. House of Representatives, October 8, 2012, https://stacks.stanford.edu/file/druid:rm226yb7473/Huawei-ZTE%20Investigative%20Report%20(FINAL).pdf.

14 尽量改由内部设计:访问对象之前是IBM顾问,后来成为华为员工, 2021.

15 成为台积电的第二大客户:Cheng Ting-Fang and Lauly Li, “TSMC Halts New Huawei Orders After US Tightens Restrictions,” Nikkei Asia, May 18, 2020.

第四十七章 5G未来

1 如衣柜大小的开关设备:访问Ken Hunkler, 2021.

2 而且更省电:访问Dave Robertson, 2021.

3 「类似智慧型手机」:Spencer Chin, “Teardown Reveals the Tesla S Resembles a Smartphone,” Power Electronics, October 28, 2014.

4 价格又有竞争力的设备:Ray Le Maistre, “BT's McRae: Huawei Is ‘the Only True 5G Supplier Right Now,’” Light Reading, November 21, 2018.

5 做了一项研究:Norio Matsumoto and Naoki Watanabe, “Huawei's Base Station Teardown Shows Dependence on US-Made Parts,” Nikkei Asia, October 12, 2020.

第四十八章 下一个抵销

1 「心理核战」:Liu Zhen, “China-US Rivalry: How the Gulf War Sparked Beijing's Military Revolution,” South China Morning Post, January 18, 2021; 亦参见Harlan W. Jencks, “Chinese Evaluations of ‘Desert Storm': Implications for PRC Security,” Journal of East Asian Affairs 6, No. 2 (Summer/Fall 1992): 447-477.

2 成为全球AI超级大国:“Final Report,” National Security Commission on Artificial Intelligence, p. 25.

3 已经至少10年了:Elsa B. Kania, “‘AI Weapons’ in China's Military Innovation,” Global China, Brookings Institution, April 2020.

4 三大要件:Ben Buchanan, “The AI Triad and What It Means for National Security Strategy,” Center for Security and Emerging Technology, August 2020.

5 没有任何的先天优势:Matt Sheehan, “Much Ado About Data: How America and China Stack Up,” MacroPolo, July 16, 2019, https://macropolo.org/ai-data-us-china/?rp=e.

6 顶尖AI研究人员:“The Global AI Talent Tracker,” MacroPolo, https://macropolo.org/digital-projects/the-global-ai-talent-tracker/.

7 由辉达设计:White Paper on China's Computing Power Development Index,” tr. Jeffrey Ding, China Academy of Information and Communications Technology, September 2021, https://docs.google.com/documenVd/1Mq5vpZQe7nrKgkYJA2-yZNV1Eo8swh_w36TUEzFWIWs/edit#, 原始中文来源:http://www.caict.ac.cn/kXyj/qwfb/bps/202109/t20210918_390058.htm.

8 遭美国出口管制的公司:yan Fedasiuk, Jennifer Melot, and Ben Murphy, “Harnessed Lightning: How the Chinese Military Is Adopting Artificial Intelligence,” CSET, October 2021, https:〃cset.georgetown.edu/publication/harnessed-lightning/, esp. fn 84; on civil military fusion, see Elsa B. Kania and Lorand Laskai, “Myths and Realities of China's Military-Civil Fusion Strategy,” Center for a New American Security, January 28, 2021.

9 才会胜出:Gian Gentile, Michael Shurkin, Alexandra T. Evans, Michelle Grise, Mark Hvizda, and Rebecca Jensen, “A History of the Third Offset, 2014-2018,” Rand Corporation, 2021; “Remarks by Deputy Secretary Work on Third Offset Strategy,” U.S. Department of Defense, April 28, 2016.

10 能够相互沟通及协调:“DARPA Tiles Together a Vision of Mosaic Warfare,” Defense Advanced Research Projects Agency, https://www.darpa.mil/work-with-us/darpa-tiles-together-a-vision-of-mosiac-warfare.

11 「人机协作」的研究专案:“Designing Agile Human-Machine Teams,” Defense Advanced Research Projects Agency, November 28, 2016, https://www.darpa.mil/program/2016-11-28.

12 出于安全考量:Roger N. McDermott, “Russia's Electronic Warfare Capabilities to 2025,” International Centre for Defence and Security, September 2017; “Study Maps ‘Extensive Russian GPS Spoofing,’ ” BBC News, April 2, 2019.

13 替代导航系统:“Adaptable Navigation Systems (ANS) (Archived),” Defense Advanced Research Projects Agency, https://www.darpa.mil/program/adaptable-navigation-systems.

14 侦查与通讯能力:Bryan Clark and Dan Patt, “The US Needs a Strategy to Secure Microelectronics—Not Just Funding,” Hudson Institute, March 15, 2021.

15 新专案:“DARPA Electronics Resurgence Initiative,” Defense Advanced Research Projects Agency, June 28, 2021, https://www.darpa.mil/work-with-us/electronics-resurgence-initiative.

16 电晶体结构的研究:On FinFET, see Tekla S. Perry, “How the Father of FinFETs Helped Save Moore's Law,” IEEE Spectrum, April 21, 2020.

17 降至10%到15%:Norman J. Asher and Leland D. Strom, “The Role of the Department of Defense in the Development of Integrated Circuits,” Institute for Defense Analyses, May 1977, p. 74.

18 可能耗资数亿美元:Ed Sperling, “How Much Will That Chip Cost?” Semiconductor Engineering, March 27, 2014.

19 分别称为Spectre和Meltdown:Cade Metz and Nicole Perlroth, “Researchers Discover Two Major Flaws in the World's Computers,” New York Times, January 3, 2018.

20 披露了那些漏洞:Robert McMillan and Liza Lin, “Intel Warned Chinese Companies of Chip Flaws Before U.S. Government,” Wall Street Journal, January 28, 2018.

21 采取「零信任」:Serge Leef, “Supply Chain Hardware Integrity for Electronics Defense (SHIELD) (Archived),” Defense Advanced Research Projects Agency, https://www.darpa.mil/program/supply-chain-hardware-integrity-for-electronics-defense#:~:text=The%20goal%20of%20DARPA's%20SHIELD,consuming%20to%20be%20cost%20e/ective; “A DARPA Approach to Trusted Microelectronics,” https://www.darpa.mil/attachments/ATrustthroughTechnologyApproach_FINAL.PDF.

22 正逐渐下滑的技术上:“Remarks by Deputy Secretary Work on Third Offset Strategy.”

23 是几乎不可能的:访问前美国官员, 2021; Gian Gentile, Michael Shurkin, Alexandra T. Evans, Michelle Grise, Mark Hvizda, and Rebecca Jensen, “A History of the Third Offset, 2014-2018.”

第四十九章 「我们竞争的一切」

1 看到「他眼中明显的恐惧」时:访问前美国官员, 2021.

2 把我们都埋了:同前.

3 不认为晶片是重要的问题:同前.

4 备受瞩目的演讲:“U.S. Secretary of Commerce Penny Pritzker Delivers Major Policy Address on Semiconductors at Center for Strategic and International Studies,” speech by Penny Pritzker, U.S. Department of Commerce, November 2, 2016.

5 发布了一份报告:“Ensuring Long-Term U.S. Leadership in Semiconductors,” report to the president, President's Council of Advisors on Science and Technology, January 2017.

6 一概否认:Mike Rogers and Dutch Ruppersberger, “Investigative Report on the U.S. National Security Issues Posed by Chinese Telecommunications Companies Huawei and ZTE,” U.S. House of Representatives, October 8, 2012; Kenji Kawase, “ZTE's Less-Known Roots: Chinese Tech Company Falls from Grace,” Nikkei Asia, April 27, 2018; Nick McKenzie and Angus Grigg, “China's ZTE Was Built to Spy and Bribe, Court Documents Allege,” Sydney Morning Herald, May 31, 2018; Nick McKenzie and Angus Grigg, “Corrupt Chinese Company on Telstra Shortlist,” Sydney Morning Herald, May 13, 2018; “ZTE Tops 2006 International CDMA Market,” CIOL Bureau, https://web.archive.org/web/20070927230100/ http://www.ciol.com/ciol-techportal/Content/Mobility/News/2007/20703081355.asp.

7 向伊朗与北韩供应产品:Juro Osawa and Eva Dou, “U.S. to Place Trade Restrictions on China's ZTE,” Wall Street Journal, March 7, 2016; Paul Mozur, “U.S. Subpoenas Huawei Over Its Dealings in Iran and North Korea,” New York Times, June 2, 2016.

8 以另一种方式惩罚中兴:访问两位欧巴马政府时期的官员, 2021; Osawa and Dou, “U.S. to Place Trade Restrictions on China's ZTE.”

9 在生效以前就取消了:Industry and Security Bureau, “Removal of Certain Persons from the Entity List; Addition of a Person to the Entity List; and EAR Conforming Change,” Federal Register, March 29, 2017, https://www.federalregister.gov/documents/2017/03/29/2017-06227/removal-of-certain-persons-from-the-entity-list-addition-of-a-person-to-the-entity-list-and-ear; Brian Heater, “ZTE Pleads Guilty to Violating Iran Sanctions, Agrees to $892 Million Fine,” TechCrunch, March 7, 2017.

10 「剽窃我们」:Veronica Stracqualursi, “10 Times Trump Attacked China and Its Trade Relations with the US,” ABC News, November 9, 2017.

11 但你也无能为力:访问四位前资深官员, 2021.

12 这块基石上:访问前资深官员, 2021.

13 作为因应中国策略的一部分:同前.

14 引发强烈的反弹:Lucinda Shen, “Donald Trump's Tweets Triggered Intel CEO's Exit from Business Council,” Fortune, November 9, 2017; Dawn Chmielewski and Ina Fried, “Intel's CEO Planned, Then Scrapped, a Donald Trump Fundraiser,” CNBC, June 1, 2016.

15 头号客户就是我们的头号竞争对手:访问前资深官员, 2021.

16 相对于中国的地位:访问三位前资深官员, 2021.

17 贸易问题:Chad Bown, Euijin Jung, and Zhiyao Lu, “Trump, China, and Tariffs: From Soybeans to Semiconductors,” Vox EU, June 19, 2018.

18 违反了认罪协议的条款:Steve Stecklow, Karen Freifeld, and Sijia Jiang, “U.S. Ban on Sales to China's ZTE Opens Fresh Front as Tensions Escalate,” Reuters, April 16, 2018.

19 「几乎无人知晓」:访问资深官员, 2021.

20 「中国会失去太多工作机会」:Dan Strumpf and John D. McKinnon, “Trump Extends Lifeline to Sanctioned Tech Company ZTE,” Wall Street Journal, May 13, 2018; Scott Horsley and Scott Neuman, “President Trump Puts ‘America First’ on Hold to Save Chinese Jobs,” NPR, May 14, 2018.

第五十章 福建晋华

1 「清除电脑资料」:这叙述是援引自“United States of America v. United Microelectronics Corporation, et al., Defendant(s),” United States District Court for the Northern District of California, September 27, 2018, https://www.justice.gov/opa/press-release/file/1107251/download and “MICRON TECHNOLOGY, INC.'S COMPLAINT.” 联电对这些指控认罪,以此作为与美国政府和解的一部分。涉案的联电员工在台湾法院因刑事罪名遭到起诉、罚款、判刑 ; Office of Public Affairs, “Taiwan Company Pleads Guilty to Trade Secret Theft in Criminal Case Involving PRC State-Owned Company,” U.S. Department of Justice, October 28, 2020, https://www.justice.gov/opa/pr/taiwan-company-pleads-guilty-trade-secret-theft-criminal-case-involving-prc-state-owned.

2 逾50亿美元的政府资金时:Chuin-Wei Yap and Yoko Kubota, “U.S. Ban Threatens Beijing’s Ambitions as Tech Power,” Wall Street Journal, October 30, 2018.

3 约7亿美元的报酬:Chuin-Wei Yap, “Micron Barred from Selling Some Products in China,” Wall Street Journal, July 4, 2018.

4 但联电又不产DRAM:在福建晋华一案中,联电强调其先前在记忆体晶片方面的专业,但其2016年的年报强调:「我们并无意进军DRAM产业」,参见联电提交给美国证券交易委员会的UMC Form 20-F, 2016, p. 27.

5 加入联电:Paul Mozur, “Inside a Heist of American Chip Designs, as China Bids for Tech Power,” New York Times, June 22, 2018.

6 开始窃听王永铭的电话、收集证据:同前.

7 在中国销售26种产品:Yap, “Micron Barred from Selling Some Products in China.”

8 欺负落后国家的东西:https://www.storm.mg/article/1358975?mode=whole, tr. Wei-Ting Chen.

9 迅速死灰复燃:David E. Sanger and Steven Lee Meyers, “After a Hiatus, China Accelerates Cyberspying Efforts to Obtain U.S. Technology,” New York Times, November 29, 2018.

10 判决本身仍是秘密:Advanced Micro-Fabrication Equipment Inc., “AMEC Wins Injunction in Patent Infringement Dispute Involving Veeco Instruments (Shanghai) Co. Ltd.,” PR Newswire, December 8, 2017, https://www.prnewswire.com/news-releases/amec-wins-injunction-in-patent-infringement-dispute-involving-veeco-instruments-shanghai-co-ltd-300569295.html; Mark Cohen, “Semiconductor Patent Litigation Part 2: Nationalism, Transparency and Rule of Law,” China IPR, July 4, 2018, https://chinaipr.com/2018/07/04/semiconductor-patent-litigation-part-2-nationalism-transparency-and-rule-of-law/; “Veeco Instruments Inc., Plaintiff, against SGL Carbon, LLC, and SGL Group SE, Defendants,” United States District Court Eastern District of New York, https://chinaipr2.files.wordpress.com/2018/07/uscourts-nyed-1_17-cv-02217-0.pdf.

11 对晋华实施财务制裁:Kate O'Keeffe, “U.S. Adopts New Battle Plan to Fight China's Theft of Trade Secrets,” Wall Street Journal, November 12, 2018.

12 不会削弱美国对晋华的限制:访问五位在华盛顿与东京的政府官员, 2019-2021.

13 我们干嘛不这样做?访问前资深官员, 2021.

14 陷入停顿:James Politi, Emily Feng, and Kathrin Hille, “US Targets China Chipmaker over Security Concerns,” Financial Times, October 30, 2018.

第五十一章 对华为的攻击

1 他们什么都知道:Dan Strumpf and Katy Stech Ferek, “U.S. Tightens Restrictions on Huawei's Access to Chips,” Wall Street Journal, August 17, 2020.

2 享用创新的成果:Turpin quoted in Elizabeth C. Economy, The World According to China (Wiley, 2021).

3 一切错误:访问两位川普政府的资深官员, 2021.

4 更好的问题:Peter Hartcher, Red Zone: China's Challenge and Australia's Future (Black Inc., 2021), pp. 18-19.

5 前公司高管:Alicja Ptak and Justyna Pawlak, “Polish Trial Begins in Huawei-Linked China Espionage Case,” Reuters, June 1, 2021.

6 悄悄实施了严格的限制:Mathieu Rosemain and Gwenaelle Barzic, “Exclusive: French Limits on Huawei 5G Equipment Amount to De Facto Ban by 2028,” Reuters, July 22, 2020.

7 可能面对的「后果」:Katrin Bennhold and Jack Ewing, “In Huawei Battle, China Threatens Germany ‘Where It Hurts': Automakers,” New York Times, January 16, 2020.

8 在网路安全运作上的缺陷:Gordon Corera, “Huawei ‘Failed to Improve UK Security Standards,’ ” BBC News, October 1, 2020.

9 袖手旁观:Robert Hannigan, “Blanket Bans on Chinese Tech Companies like Huawei Make No Sense,” Financial Times, February 12, 2019.

10 美国对伊朗的制裁:Shayna Jacobs and Amanda Coletta, “Meng Wanzhou Can Return to China, Admits Helping Huawei Conceal Dealings in Iran,” Washington Post, September 24, 2021.

11 却让华为使用美国的设计:James Politi and Kiran Stacey, “US Escalates China Tensions with Tighter Huawei Controls,” Financial Times, May 15, 2020.

12 「武器化的互赖关系」(weaponized interdependence):Henry Farrell and Abraham L. Newman, “Weaponized Interdependence: How Global Economic Networks Shape State Coercion,” International Security 44, No. 1 (2019): 42-79.

13 加强对华为的限制:“Commerce Addresses Huawei's Efforts to Undermine Entity List, Restricts Products Designed and Produced with U.S. Technologies,” U.S. Department of Commerce, May 15, 2020, https:/2017-2021.commerce.gov/news/press-releases/2020/05/commerce-addresses-huaweis-efforts-undermine-entity-list-restricts.html.

14 遵守法规的精神:Kathrin Hille and Kiran Stacey, “TSMC Falls into Line with US Export Controls on Huawei,” Financial Times, June 9, 2020.

15 拆分出去:“Huawei Said to Sell Key Server Division Due to U.S. Blacklisting,” Bloomberg, November 2, 2021.

16 无法获得必要的晶片:Craig S. Smith, “How the Huawei Fight Is Changing the Face of 5G,” IEEE Spectrum, September 29, 2021.

17 已被拖延:Lauly Li and Kenji Kawase, “Huawei and ZTE Slow Down China 5G Rollout as US Curbs Start to Bite,” Nikkei Asia, August 19, 2020.

18 中国公司:Alexandra Alper, Toby Sterling, and Stephen Nellis, “Trump Administration Pressed Dutch Hard to Cancel China Chip-Equipment Sale: Sources,” Reuters, January 6, 2020.

19 列入黑名单:Industry and Security Bureau, “Addition of Entities to the Entity List and Revision of an Entry on the Entity List,” Federal Register, June 24, 2019, https://www.federalregister.gov/documents/2019/06/24/2019-13245/addition-of-entities-to-the-entity-list-and-revision-of-an-entry-on-the-entity-list.

20 飞腾也是如此:Ellen Nakashima and Gerry Shih, “China Builds Advanced Weapons Systems Using American Chip Technology,” Washington Post, April 9, 2021.

21 「不可靠的实体名单」:Zhong Shan, “MOFCOM Order No. 4 of 2020 on Provisions on the Unreliable Entity List,” Order of the Ministry of Commerce of the People's Republic of China, September 19, 2020, http://english.mofcom.gov.cn/article/policyrelease/questions/202009/20200903002580.shtml.

22 美事一桩:访问前资深美国官员, 2021.

第五十二章 中国的史普尼克危机?

1 招募人力:Cheng Ting-Fang and Lauly Li, “How China's Chip Industry Defied the Coronavirus Lockdown,” Nikkei Asia, March 18, 2020.

2 技术上的主导地位:Dan Wang, “China's Sputnik Moment?” Foreign Affairs, July 29, 2021.

3 「晶片沙皇」:“Xi Jinping Picks Top Lieutenant to Lead China's Chip Battle Against U.S.,” Bloomberg, June 16, 2021.

4 还有待观察:新闻标题提到,中国准备斥资高达1.4兆美元以补贴技术。这类标题不该认真看待。中国已批准了名目价值约1.5兆亿美元的产业「引导基金」,主要是由地方政府募集与使用。然而,这些资金并不完全集中在技术上;官方指导原则允许这些资金不仅用于「战略性新兴产业」,也用于基础设施与社会住房。因此,就像中国的许多投资专案一样,这笔钱中的一部分很可能最终只是用于补贴更多的房地产开发,而不是支持半导体业。Tianlei Huang, “Government-Guided Funds in China: Financing Vehicles for State Industrial Policy,” PIIE, June 17, 2019, https://www.piie.com/blogs/china-economic-watch/government-guided-funds-china-financing-vehicles-state-industrial-policy; Tang Ziyi and Xue Xiaoli, “Four Things to Know About China's $670 Billion Government Guidance Funds,” Caixin Global, February 25, 2020.

5 「没经验、没技术、没人才」:HSMC investigation by Qiu Xiaofen and Su Jianxun, Yang Xuan, ed., tr. Alexander Boyd, in Jordan Schneider, “Billion Dollar Heist: How Scammers Rode China's Chip Boom to Riches,” ChinaTalk, March 30, 2021, https://chinatalk.substack.com/p/billion-dollar-heist-how-scammers; Luo Guoping and Mo Yelin, “Wuhan's Troubled $18.5 Billion Chipmaking Project Isn't as Special as Local Officials Claimed,” Caixin Global, September 4, 2020.

6 造价3亿美元:Toby Sterling, “Intel Orders ASML System for Well Over $340 mln in Quest for Chipmaking Edge,” Reuters, January 19, 2022.

7 从美国迁到瑞士:David Manners, “RISC-V Foundation Moves to Switzerland,” Electronics Weekly, November 26, 2019.

8 抢生意:Dylan Patel, “China Has Built the World's Most Expensive Silicon Carbide Fab, but Numbers Don't Add Up,” SemiAnalysis, September 30, 2021, https://semianalysis.com/china-has-built-the-worlds-most-expensive-silicon-carbide-fab-but-numbers-dont-add-up/.

9 2030年的24%:Varas et al., “Government Incentives and US Competitiveness in Semiconductor Manufacturing.”

10 实现中国梦:Cheng Ting-Fang and Lauly Li, “How China's Chip Industry Defied the Coronavirus Lockdown,” Nikkei Asia, March 18, 2020.

第五十三章 短缺与供应链

1 我们必须加油:“Remarks by President Biden at a Virtual CEO Summit on Semiconductor and Supply Chain Resilience,” The White House, April 12, 2021; Alex Fang and Yifan Yu, “US to Lead World Again, Biden Tells CEOs at Semiconductor Summit,” Nikkei Asia, April 13, 2021.

2 2100亿美元的收入损失:AAPC Submission to the BIS Commerce Department Semiconductor Supply Chain Review, April 5, 2021; Michael Wayland, “Chip Shortage Expected to Cost Auto Industry $210 Billion in Revenue in 2021,” CNBC, September 23, 2021.

3 成长了13%:“Semiconductor Units Forecast to Exceed 1 Trillion Devices Again in 2021,” IC Insights, April 7, 2021, https://www.icinsights.com/news/bulletins/Semiconductor-Units-Forecast-To-Exceed-1-Trillion-Devices-Again-fn-2021/.

4 「与产业界、盟友、伙伴」合作:“Fact Sheet: Biden-Harris Administration Announces Supply Chain Disruptions Task Force,” June 8, 2021, https://www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2021/06/08/fact-sheet-biden-harris-administration-announces-supply-chain-disruptions-task-force-to-address-short-term-supply-chain-discontinuities/.

5 维持半导体强国的地位:Kotaro Hosokawa, “Samsung Turns South Korea Garrison City into Chipmaking Boom Town,” Nikkei Asia, June 20, 2021.

6 「经济因素」:Jiyoung Sohn, “Samsung to Invest $205 Billion in Chip, Biotech Expansion,” Wall Street Journal, August 24, 2021; Song Jung-a and Edward White, “South Korean PM Backs Early Return to Work for Paroled Samsung Chief Lee Jae-yong,” Financial Times, August 30, 2021.

7 中国无锡的工厂:Stephen Nellis, Joyce Lee, and Toby Sterling, “Exclusive: U.S.-China Tech War Clouds SK Hynix's Plans for a Key Chip Factory,” Reuters, November 17, 2021.

8 更有竞争力:Brad W. Setser, “Shadow FX Intervention in Taiwan: Solving a 100+ Billion Dollar Enigma (Part 1),” Council on Foreign Relations, October 3, 2019.

9 让欧洲的晶圆厂处于领先地位:“Speech by Commissioner Thierry Breton at Hannover Messe Digital Days,” European Commission, July 15, 2020.

10 合作设立一家新的晶片制造厂:Cheng Ting-Fang and Lauly Li, “TSMC Says It Will Build First Japan Chip Plant with Sony,” Nikkei Asia, November 9, 2021.

11 我们可以决定晶圆厂在哪里:Christiaan Hetzner, “Intel CEO Says ‘Big, Honkin’ Fab’ Planned for Europe Will Be World's Most Advanced,” Fortune, September 10, 2021; Leo Kelion, “Intel Chief Pat Gelsinger: Too Many Chips Made in Asia,” BBC News, March 24, 2021.

第五十四章 台湾的两难

1 你的客户担心吗?“Edited Transcript: 2330.TW-Q2 2021 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd Earnings Call,” Refinitiv, July 15, 2021, https://investor.tsmc.com/english/encrypt/$les/encrypt_file/reports/2021-10/44ec4960f6771366a2b992ace4ae47566d7206a6/TSMC%202Q21%20transcript.pdf

2 一边发动砲击:Liu Xuanzun, “PLA Holds Beach Assault Drills After US Military Aircraft's Taiwan Island Landing,” Global Times, July 18, 2021.

3 坚决捍卫国家主权与领土完整:Liu Xuanzun, “PLA Holds Drills in All Major Chinese Sea Areas Amid Consecutive US Military Provocations,” Global Times, July 20, 2021.

4 像切香肠一样:Chris Dougherty, Jennie Matuschak, and Ripley Hunter, “The Poison Frog Strategy,” Center for a New American Security, October 26, 2021.

5 也会是一场硬战:“Military and Security Developments Involving the People's Republic of China,” Annual Report to Congress, Office of the Secretary of Defense, 2020, p. 114.

6 中国军事系统:Lonnie Henley, “PLA Operational Concepts and Centers of Gravity in a Taiwan Conflict,” testimony before the U.S.-China Economic and Security Review Commission Hearing on Cross-Strait Deterrence, February 18, 2021.

7 「非和平方式」:Michael J. Green, “What Is the U.S. ‘One China’ Policy, and Why Does it Matter?” Center for Strategic and International Studies, January 13, 2017.

8 机台的生产面临延误:Debby Wu, “Chip Linchpin ASML Joins Carmakers Warning of Vicious Cycle,” Bloomberg, January 19, 2022.

9 破坏全球供应链:Tsai Ing-wen, “Taiwan and the Fight for Democracy,” Foreign Affairs, November-December 2021.

10 不可能(17%):Sherry Hsiao, “Most Say Cross-Strait War Unlikely: Poll,” Taipei Times, October 21, 2020.

11 面临痛苦的延迟:Ivan Cheberko, “Kosmicheskii Mashtab Importozameshcheniia,” Vedomosti, September 27, 2020.

12 外国的微电子:Jack Watling and Nick Reynolds, “Operation Z: The Death Throes of an Imperial Delusion,” Royal United Services Institute, April 22, 2022, pp. 10-12.

13 无导引的:Michael Simpson et al., “Road to Damascus: The Russian Air Campaign in Syria,” Rand Corporation, RR-A1170-1, 2022, p. 80.

14 两百多个半导体:Rebecca Shabad, “Biden Emphasizes the Need to Keep Arming Ukraine in Tour of Alabama Weapons Plant,” CNBC, May 3, 2022.

15 某些类型的晶片:Sebastian Moss, “Intel and AMD Halt Chip Sales to Russia, TSMC Joins in on Sanctions,” Data Center Dynamics, February 28, 2022, https://www.datacenterdynamics.com/en/news/intel-and-amd-halt-chip-sales-to-russia-tsmc-joins-in-on-sanctions/.

16 部署在飞弹系统中:Jeanne Whalen, “Sanctions Forcing Russia to Use Appliance Parts in Military Gear,” Washington Post, May 11, 2022.

17 「我们必须把台积电抢到中国手里」:“Top Economist Urges China to Seize TSMC if US Ramps Up Sanctions,” Bloomberg News, June 7, 2022.

18 导弹防御系统:Keoni Everington, “China Expands Its 2 Air Force Bases Closest to Taiwan,” Taiwan News, March 8, 2021; Minnie Chan, “Upgrades for Chinese Military Airbases Facing Taiwan Hint at War Plans,” South China Morning Post, October 15, 2021; “Major Construction Underway at Three of China's Airbases Closest to Taiwan,” Drive, October 13, 2021.

结语

1 都可以用半导体材料制造:Jack Kilby, “Invention of the Integrated Circuit,” IEEE Transactions on Electron Devices 23, No. 7 (July 1976): 650.

2 优秀工程师:Paul G. Gillespie, “Precision Guided Munitions: Constructing a Bomb More Potent Than the A-Bomb,” PhD dissertation, Lehigh University, p. 115. 根据沃德过世后可连上的LinkedIn页面,他似乎1953年起在德仪工作,但我无法证实这点。

3 「家用电脑」:Gordon E. Moore, “Cramming More Components onto Integrated Circuits,” Electronics 38, No. 8 (April 19, 1965).

4 最终会超过人体细胞的数量:Dan Hutcheson, “Graphic: Transistor Production Has Reached Astronomical Scales,” IEEE Spectrum, April 2, 2015.

5 「我——要——去——赚——大——钱。」:Michael Malone, The Intel Trinity (Michael CoUins, 2014), p. 31.

6 摩尔定律已死:John Hennessy, “The End of Moore's Law and Faster General-Purpose Processors, and a New Path Forward,” National Science Foundation, CISE Distinguished Lecture, November 22, 2019, https://www.nsf.gov/events/event_summjsp?cntn_id=299531&org=NSF.

7 晶片业冲破了那个障碍:Andrey Ovsyannikov, “Update from Intel: Insights into Intel Innovations for HPC and AI,” Intel, September 26, 2019, https://www2.cisl.ucar.edu/sites/default/files/Ovsyannikov%20-%20MC9%20-%20Presentation%20Slides.pdf.

8 半导体科学家:Gordon E. Moore, “No Exponential Is Forever: But ‘Forever’ Can Be Delayed!” IEEE International Solid-State Circuits Conference, 2003.

9 100倍电晶体数量:Hoeneisen and Mead, “Fundamental Limitations on Microelectronics,” pp. 819-829; Scotten Jones, “TSMC and Samsung 5nm Comparison,” SemiWiki, May 3, 2019, https://semiwiki.com/semiconductor-manufacturers/samsung-foundry/8157-tsmc-and-samsung-5nm-comparison/.

10 密度提高50倍:“Jim Keller: Moore's Law Is Not Dead,” UC Berkeley EECS Events, YouTube Video, September 18, 2019, 22:00, https://www.youtube.com/watch?v=oIG9ztQw2Gc.

11 通用晶片:Neil C. Thompson and Svenja Spanuth, “The Decline of Computers as a General Purpose Technology: Why Deep Learning and the End of Moore's Law Are Fragmenting Computing,” working paper, MIT, November 2018, https://ide.mit.edu/wp-content/up10ads/2018/11/SSRN-id3287769.pdf.

12 比以往更容易了:“Heterogeneous Compute: The Paradigm Shift No One Is Talking About,” Fabricated Knowledge, February 19, 2020, https://www.fabricatedknowledge.com/p/heterogeneous-compute-the-paradigm.

13 也将塑造我们的未来:Kevin Xu, “Morris Chang's Last Speech,” Interconnected, September 12, 2021, https://interconnected.blog/morris-changs-last-speech/.

版权页

天下财经 484

晶片战争

CHIP WAR: The Fight for the World’s Most Critical Technology

作者/克里斯.米勒(Chris Miller)

译者/洪慧芳

封面设计/Javick工作室

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出版日期/2023 年 3 月 1 日第一版第一次印行

 

Copyright © 2022 by Christopher Miller

Published by arrangement with the original publisher, Scribner,

a Division of Simon & Schuster, Inc

This edition is published by arrangement with Scribner

through Andrew Nurnberg Associates International Limited.

Complex Chinese Translation copyright © 2023 by CommonWealth Magazine Co., Ltd.

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书号:BCCF0484P

ISBN:978-986-398-854-0(EPUB)_V1

 

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