美國的半導(dǎo)體霸主地位是如何達(dá)成的？

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美國的半導(dǎo)體霸主地位是如何達(dá)成的？

文 | 木子Yanni

今年 9 月下旬，美國公然發(fā)出了一封“勒索信”。

美國以“缺芯”為名，要求臺(tái)積電、三星在內(nèi)的 20 多家芯片相關(guān)企業(yè)，“自愿提交”商業(yè)機(jī)密數(shù)據(jù)，涉及類型有庫存量、訂單、銷售記錄、客戶等。

期限為 45 天，也就是 11 月 8 日。

當(dāng)時(shí)的微博熱搜

為保障這次“數(shù)據(jù)勒索”能完美收官，美國不惜動(dòng)用國家機(jī)器，美國商務(wù)部長(zhǎng)也公開表態(tài)：有的是辦法讓他們交。

沒得商量那味兒簡(jiǎn)直溢出屏幕

面對(duì)美國的霸道要求，一開始企業(yè)紛紛擺手，可限期將至?xí)r，還是用妥協(xié)代替了抵抗。

11 月 7 日，已有 23 家企業(yè)交卷，包括臺(tái)積電、聯(lián)電、環(huán)球晶等，公開意見部分多數(shù)按照美方表格填答，并保留空白部分請(qǐng)美方參考機(jī)密文件，稱已在機(jī)密文件中解釋。

11 月 8 日，美國商務(wù)部長(zhǎng)對(duì)外表示：所有半導(dǎo)體公司都已承諾向美國提交芯片數(shù)據(jù)，這樣看來，我們無需動(dòng)用《國防安全法》了。

從始至終，這些公司的卑微與無奈盡顯無遺。

如今，美國在半導(dǎo)體行業(yè)肆意比手畫腳，一如四十年前的自信，差點(diǎn)就讓人忘記美國在上世紀(jì) 80 年代的芯片戰(zhàn)爭(zhēng)中，曾被日本反制的窘迫模樣。

而各國半導(dǎo)體企業(yè)放棄抵抗的背后，也許真的不是缺鈣骨頭軟，而是另有苦衷。

(一)?沒那么善良的農(nóng)夫

1945 年 9 月 2 日，密蘇里號(hào)靜靜地停在日本東京灣。

主甲板上立著一張談判桌，一側(cè)坐著美國陸軍上將道格拉斯·麥克阿瑟，等著接受日本無條件投降。另一側(cè)站在前排的兩位，分別是日本外相重光葵、陸軍參謀長(zhǎng)梅津美治郎。

投降書簽署現(xiàn)場(chǎng)

一紙投降書，給二戰(zhàn)劃上了句點(diǎn)。

對(duì)日本來說，這是一次雙重打擊。

對(duì)外，不僅擴(kuò)張失敗，還連帶著失去了明治維新后的所有擴(kuò)張果實(shí)；對(duì)內(nèi)，國內(nèi)工業(yè)基礎(chǔ)被摧毀過半。民不聊生，百廢待興。

瞧著日本灰頭土臉的樣兒，蘇聯(lián)和美國打起了相同的算盤：借機(jī)拉攏日本，以便更好牽制對(duì)方。

面對(duì)兩個(gè)大國同時(shí)拋來的繡球，日本最終選擇了親美。

看到日本擺出乖乖聽話的姿勢(shì)，美國心情甚好，大手一揮，把眾多先進(jìn)技術(shù)送進(jìn)了日本。

其中一項(xiàng)，就是晶體管技術(shù)。

不同成色的晶體管

晶體管是一種半導(dǎo)體元器件，在電子電路中的用途極廣，它分為兩種：二極管和三極管。比如老式電視機(jī)和收音機(jī)中就應(yīng)用廣泛。

紅星 402 晶體管收音機(jī)

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)并非橫空出世，它與計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)相伴相生，得益于美國在這兩方面的提早布局，世界半導(dǎo)體工業(yè)才最先在美國萌芽，并逐步完成積累，成為美國的技術(shù)優(yōu)勢(shì)之一。

以美國引進(jìn)的晶體管技術(shù)為基礎(chǔ)，日本進(jìn)一步研發(fā)了大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)，再加上美國著重在軍事領(lǐng)域發(fā)展晶體管，忽視了民用市場(chǎng)，使得日本不費(fèi)吹灰之力，就用黑白電視等家用電子產(chǎn)品占領(lǐng)了美國市場(chǎng)。

1959 年，日本生產(chǎn)的晶體管數(shù)量達(dá)到 8600 萬個(gè)，取代美國成為世界第一的晶體管生產(chǎn)國。

可對(duì)此，美國絲毫不慌，因?yàn)槊绹嘈牛?strong>晶體管雖然強(qiáng)，但絕不會(huì)是半導(dǎo)體行業(yè)的天花板。

現(xiàn)實(shí)確如美國所想。

1957 年，八位美國青年受夠了老板的獨(dú)裁作風(fēng)，準(zhǔn)備另起爐灶單干?？嘤跊]有資金，幾番周折，才等來兩位有意向的投資人。

聽完青年們描述的半導(dǎo)體未來，投資人心動(dòng)了，可來時(shí)匆忙，合同什么的都沒準(zhǔn)備。

正當(dāng)冷場(chǎng)之際，投資人之一的科伊爾做出了一個(gè)驚人舉動(dòng)。

科伊爾掏出 10 張一美元的紙鈔，提議說：“雖然沒有準(zhǔn)備合同，但咱大伙兒在這上面都簽上名，就算協(xié)議達(dá)成，各位看如何？”全員同意。

一圈輪下來，十張紙鈔的留白部分簽滿了名字。

其一收藏于斯坦福大學(xué)圖書館

輕薄的紙鈔，承載的卻是一段厚重的科技史：“八叛徒”創(chuàng)辦仙童半導(dǎo)體公司 (Fairchild)，舊金山灣區(qū)因此演變?yōu)楹蘸沼忻墓韫取?/span>

“硅谷八叛徒”

三年后，仙童半導(dǎo)體公司發(fā)明了集成電路，也就是用一定的工藝，在更小的面積上，把一個(gè)電路所需要的晶體管等元件連在一起。

都說懶是人類進(jìn)步的原動(dòng)力，這話不假。作為集成電路技術(shù)發(fā)明人之一，Robert Noyce 說他當(dāng)初之所以生出發(fā)明集成電路的念頭，就是覺得單靠手工，要把幾百個(gè)元器件一個(gè)個(gè)焊接到一起，實(shí)在是太辛苦了，等日后哪一天，需要焊接的數(shù)量從幾百飆升到幾千、甚至是上萬，靠手工簡(jiǎn)直要命。

這里多說兩句，集成電路并不是簡(jiǎn)單的把元器件焊連在一起，它的觀感有點(diǎn)像紙雕燈，是用一把刻刀，在一個(gè)物體上一層層刻出電路，但它遠(yuǎn)比紙雕燈復(fù)雜，因?yàn)?strong>集成電路的底是晶圓，而刻刀則是光刻機(jī)。

紙雕燈與集成電路

兩者都需要一層層雕刻

上面那張圖里，中間印著 intel 的那個(gè)扁平狀黑色物體，就是芯片。

但更準(zhǔn)確來說，它是罩了一層保護(hù)殼的芯片。

芯片本身非常脆弱，需要有一層保護(hù)，也就是所謂的“封裝”。生產(chǎn)一枚芯片，要經(jīng)過設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、封測(cè) (封裝測(cè)試) 三個(gè)步驟，真正的芯片其實(shí)長(zhǎng)下面這樣。

芯片本片

集成電路發(fā)明之后，被譽(yù)為“產(chǎn)業(yè)之米”的芯片才得以問世，于是很多人認(rèn)為集成電路就是芯片，甚至有些人認(rèn)為半導(dǎo)體就是芯片。

這些說法其實(shí)都不準(zhǔn)確。

清華大學(xué)副研究員李鐵夫曾給出一個(gè)公式：芯片=半導(dǎo)體材料+集成電路。

下面這張圖，你一眼就能看明白半導(dǎo)體與日常所熟知的 CPU、GPU、人工智能芯片之間的關(guān)系。

半導(dǎo)體大家族

像 CPU 是通用芯片，而 GPU 則是典型的加速器，國內(nèi)正熱火朝天研發(fā)的各類人工智能芯片，也是加速器。

看完這張圖，你也許就能明白為什么芯片被喻為“產(chǎn)業(yè)之米”：萬物互聯(lián)時(shí)代，支撐你在現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字世界之間無感穿梭的紐帶，就是芯片。

以前，想給一頭象稱重怎么辦？曹沖說借助一艘船就可以完成，這是用一種物理實(shí)體去衡量另一種物理實(shí)體，屬于純現(xiàn)實(shí)世界的操作。

曹沖稱象

有了芯片之后，感應(yīng)地秤出現(xiàn)了，日常要給一輛巨型大貨車稱重，只需要把它開上地秤，內(nèi)部的芯片通過壓力感應(yīng)，就能測(cè)出重量。類似的還有家用智能體脂秤，同樣是內(nèi)部的芯片在起作用。

不僅是稱重，像手機(jī)、電腦、攝像頭、控溫水壺、智能音箱，乃至是武器系統(tǒng)，內(nèi)部都跳躍著芯片，將你的需求從現(xiàn)實(shí)世界直接映射到數(shù)字世界，這就是芯片的價(jià)值。

再回到剛才的故事，我們就好理解美國捧著集成電路笑出抬頭紋的原因了。

它不僅掀開了信息行業(yè)的新篇章，更驗(yàn)證了美國先前的判斷：把晶體管技術(shù)送給日本，既顯得我大方，還不會(huì)威脅到我，這不，更厲害的集成電路技術(shù)又被我掌握了。

雖然日本已經(jīng)熟練掌握晶體管技術(shù)，且在民用市場(chǎng)中游刃有余，但手握集成電路技術(shù)的美國，在半導(dǎo)體行業(yè)至少領(lǐng)先日本一個(gè)時(shí)代。

得意不已的美國，轉(zhuǎn)頭看向還算乖巧的日本，圣母心再次涌動(dòng)：1962 年，美國仙童半導(dǎo)體公司把集成電路的平面光刻生產(chǎn)工藝，授權(quán)給了日本電氣股份有限公司 (NEC)。

日本電氣股份有限公司(NEC)

美國怎么都沒有想到，這個(gè)舉動(dòng)竟坑了自己。

(二) 老謀深算的蛇

日本電氣股份有限公司 (NEC) 拿到集成電路的技術(shù)授權(quán)后，非但沒有獨(dú)享，反而共享給了三菱等一眾日本公司。

明明獨(dú)享才能“錢途”無量，為何 NEC 愿意與友商共享？

這與日本當(dāng)時(shí)的政策導(dǎo)向有關(guān)。

雖然美國后知后覺，但還是察覺到日本在民用市場(chǎng)正愈發(fā)強(qiáng)勢(shì)，美日之間的矛盾也因此而漸漸凸顯。為了繼續(xù)保持競(jìng)爭(zhēng)力，1976 年，日本政府牽頭發(fā)起了一個(gè)項(xiàng)目，叫做“超大規(guī)模集成電路研究計(jì)劃” (VLSI)。這是日本“官產(chǎn)學(xué)研”的一個(gè)典型代表。

在日本政府看來，任由半導(dǎo)體公司各自發(fā)展，力量太過分散，只有擰成一股繩，才能盡早突破美國的技術(shù)封鎖，結(jié)束臣服于美國的頹勢(shì)。

在“VLSI 計(jì)劃”的引導(dǎo)下，日本政府出資 320 億日元，企業(yè)籌集 400 億日元，聯(lián)合日立、NEC、富士通、三菱、東芝五大企業(yè)，由研究所和大學(xué)負(fù)責(zé)技術(shù)攻關(guān)，企業(yè)負(fù)責(zé)商業(yè)落地。

計(jì)劃實(shí)施四年后，日本取得了矚目進(jìn)展：獲得超過 1000 件技術(shù)專利，商業(yè)秘密申請(qǐng)數(shù)達(dá) 347 件。

更為關(guān)鍵的是，所有參與計(jì)劃的日本企業(yè)都能共享“戰(zhàn)果”，日本芯片行業(yè)由此正式起航，一座座晶圓廠如雨后青筍般破土而出。

除了技術(shù)層面，日本在商業(yè)思路上也頗費(fèi)心思。

上世紀(jì) 70 年代左右，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器市場(chǎng)迎來了一場(chǎng)革新：半導(dǎo)體技術(shù)開始取代原有的磁芯技術(shù)。全新的內(nèi)存市場(chǎng)可是一塊大肥肉，各個(gè)公司都想從中分一杯羹。

1970?年，英特爾率先研發(fā)出?1KB?的?DRAM 存儲(chǔ)器 C1103。

C1103 在業(yè)內(nèi)被稱為“磁芯存儲(chǔ)器殺手”，同年，IBM 新發(fā)布的大型計(jì)算機(jī)，就采用了英特爾的?DRAM?存儲(chǔ)器，英特爾因此成為年收入超過 2000 萬美元的產(chǎn)業(yè)新貴。

C1103

英特爾的成功令人眼熱不已，加之存儲(chǔ)器的技術(shù)門檻并不高，同行們很快就通過逆向，掌握了?DRAM 的制造技術(shù)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)一下子激烈起來。

日本的入局，更加劇了激烈程度。

日本半導(dǎo)體企業(yè)采用“售價(jià)永遠(yuǎn)比對(duì)方低 10％”的定價(jià)策略，以及“大量生產(chǎn) DRAM 芯片”的過飽和供應(yīng)策略，導(dǎo)致 4K DRAM 的價(jià)格從 100 美元暴跌到 5 美元，跌幅達(dá)到 95%。

1977 年 4 月，英特爾聯(lián)合其它幾家企業(yè)，暫時(shí)擱置分歧，化敵為友，共同成立美國導(dǎo)體協(xié)會(huì) SIA (semiconductor industry association)，試圖對(duì)抗來自日本半導(dǎo)體企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，可收效甚微。

SIA 五位創(chuàng)始人

1980 年，日本電報(bào)電話公司 (NTT) 宣布，研制出世界上第一個(gè) 256K 主存樣品，在外界看來，這是日本將美國甩在身后的標(biāo)志事件之一。

80 年代初，日本攻下了全球 30% 的 DRAM 存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)，巔峰時(shí)期，日本坐擁全球 80% 的 DRAM 市場(chǎng)。

在日本的狂轟濫炸之下，美國半導(dǎo)體企業(yè)的噩夢(mèng)來了。

1981 年，美國 AMD 凈利潤下降超過 60%。

1982 年，英特爾被迫裁減 2000 名員工。

1985年，英特爾宣布退出 DRAM 存儲(chǔ)業(yè)務(wù)。

1986年，英特爾凈虧損 1.73 億美元，裁員超過 7000 人，境況慘到靠 IBM 出手相助才挺過難關(guān)。與此同時(shí)，超過 7 成的硅谷科技公司砍掉了 DRAM 業(yè)務(wù)。

其中，1985 年是個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，日本第一次在市場(chǎng)占有率方面超越美國，成為全球最大的半導(dǎo)體生產(chǎn)國。

可以說，80 年代，日本半導(dǎo)體行業(yè)成功翻身并達(dá)到鼎盛，從上游的供應(yīng)鏈，再到芯片設(shè)計(jì)、制造，以及面向消費(fèi)市場(chǎng)的品牌建設(shè)，日企貫穿整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈并掌握話語權(quán)，在世界上取得了 TOP1 的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

一點(diǎn)點(diǎn)喪失市場(chǎng)份額的硅谷半導(dǎo)體企業(yè)，心里像貓撓似的坐立不安，他們派人飛躍太平洋去探查敵情，但結(jié)果令人絕望。

據(jù)說時(shí)任英特爾生產(chǎn)主管的格魯夫，就聽到了這樣的話：如果你去日本參觀，也一定會(huì)被嚇壞的。一家日本公司把一整幢樓拿來研發(fā)存儲(chǔ)芯片，一層人員研發(fā) 16KB 容量，二層人員研發(fā) 64KB ，三層人員則研發(fā) 256KB 。

總之，日本的密集研發(fā)震驚了美國，習(xí)慣于單打獨(dú)斗的美國企業(yè)，瞬間防御力盡失。美國半導(dǎo)體協(xié)會(huì)曾找來日本制造的存儲(chǔ)芯片偷偷測(cè)試，試圖找到對(duì)方弱點(diǎn)，一招制敵，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)，日本質(zhì)量最差的存儲(chǔ)芯片，都勝過美國最優(yōu)質(zhì)的存儲(chǔ)芯片。

你說，這還怎么玩？

日本富士通甚至做好了準(zhǔn)備，要收購有著“硅谷之母”美譽(yù)的美國仙童半導(dǎo)體公司。

要知道，對(duì)硅谷甚至整個(gè)美國來說，仙童半導(dǎo)體都是神一般的存在，而現(xiàn)在，日本人居然要對(duì)他們的神動(dòng)手動(dòng)腳，美國自然不能忍。

美國半導(dǎo)體協(xié)會(huì)買通媒體，大肆宣揚(yáng)日本科技威脅論，引導(dǎo)國內(nèi)抵制日貨情緒，其中令人印象深刻的一個(gè)事件，就是 5 名美國國會(huì)議員在國會(huì)山前，直播砸爛日本東芝收音機(jī)。

1987年6月，美國會(huì)議員直播砸東芝收音機(jī)

種種行為，日本并未在意。

1989 年，《日本可以說“不”》一書出版，由索尼公司創(chuàng)始人盛田昭夫和國會(huì)議員石原慎太郎合著，書中寫道：

日本能夠改變整個(gè)世界的權(quán)力平衡。

具體說來就是，倘若不使用日本的半導(dǎo)體，彈道導(dǎo)彈就不能精確瞄準(zhǔn)；倘若把半導(dǎo)體賣給蘇聯(lián)而非美國，日本就有可能改變世界的權(quán)力平衡。

《日本可以說「不」》

日本在半導(dǎo)體行業(yè)的迅猛反制，令美國大驚失色，如夢(mèng)方醒。

(三) 農(nóng)夫的反擊戰(zhàn)

半導(dǎo)體被稱為電子時(shí)代的大米和 21 世紀(jì)的原油，由硅元素構(gòu)成的小黑方塊“芯片”，雖只有指甲大小，卻布滿了密密麻麻的微型電路，從玩具、家電，數(shù)碼產(chǎn)品，再到先進(jìn)的武器系統(tǒng)，都是至關(guān)重要的存在。

富士通提出收購仙童半導(dǎo)體后不久，美國國防科學(xué)委員會(huì)半導(dǎo)體專責(zé)小組主席向國防部長(zhǎng)做匯報(bào)，直言美國面臨的主要困境：面對(duì)來自日本的殘酷壓力，美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)步履蹣跚，眼下，在商業(yè)市場(chǎng)上已無法與日本競(jìng)爭(zhēng)。

從國家安全角度看，這是一個(gè)潛藏的巨大危機(jī)：美國數(shù)個(gè)核心軍事系統(tǒng)中使用的芯片，絕大多數(shù)都購自日本。

而從產(chǎn)業(yè)角度看，25 項(xiàng)核心半導(dǎo)體技術(shù)中，日本有 12 項(xiàng)領(lǐng)先，8 項(xiàng)與美國相當(dāng)，剩余 5 項(xiàng)已有趕超跡象。

日本當(dāng)下的成就，讓美國人暴跳如雷：倘若當(dāng)年不是我把技術(shù)送過來，你能有今天？現(xiàn)在倒好，你居然反過來跟我搶肉吃，簡(jiǎn)直荒唐。

忍無可忍，美國政府怒而反擊。

第一招，“釣魚執(zhí)法”制裁日立和三菱，亦被稱為“20 世紀(jì)最大產(chǎn)業(yè)間諜事件”。

1981 年 11 月，日立公司派遣高級(jí)工程師林賢治到美國，搜集美國科技公司的最新技術(shù)動(dòng)向。

在 FBI 的“無意”安排下，林賢治結(jié)識(shí)了假扮成“IBM 高級(jí)經(jīng)理”的 FBI 探員。兩人頻頻接觸后，很快就成了無話不談的“好朋友”，簡(jiǎn)直是相見恨晚。

感覺時(shí)機(jī)成熟后，林賢治向“好朋友”攤牌，提出想要購買 IBM 公司最新產(chǎn)品的資料和技術(shù)信息，并許以重金。

林賢治無論如何也不會(huì)想到，這是一場(chǎng)專為他而設(shè)的局。在此之前，為了得到確鑿的證據(jù)，林賢治和“好朋友”之間的每次接頭和談話，F(xiàn)BI 都進(jìn)行了錄音監(jiān)控。

就在林賢治拿到技術(shù)資料，以為計(jì)劃得逞時(shí)，被預(yù)謀已久的 FBI 當(dāng)場(chǎng)抓了個(gè)現(xiàn)行。

當(dāng)時(shí)的新聞報(bào)道

而在同一天，日本三菱公司的工程師木村也經(jīng)歷了類似的一幕：當(dāng)他帶著竊取的 IBM 公司一份“高級(jí)技術(shù)資料”準(zhǔn)備回國時(shí)，在舊金山國際機(jī)場(chǎng)被美方擒獲。

間諜事件曝光后，很快就登上了全球各大媒體的頭條，被稱為“20 世紀(jì)最大的產(chǎn)業(yè)間諜事件”。

針對(duì)日本公司的竊密行為，美國輿論驚呼“日本工業(yè)間諜想要竊取美國最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)”，這對(duì)美國硅谷的沖擊不亞于 40 年前對(duì)珍珠港的偷襲，并將其稱之為“新珍珠港事件”。

這次事件后，日本計(jì)算機(jī)行業(yè)元?dú)獯髠?，日立、三菱接受美國派人入駐企業(yè)，進(jìn)行商業(yè)督查，美國還進(jìn)一步動(dòng)用法律手段，在日本逮捕了東芝半導(dǎo)體兩位高管。

第二招，貿(mào)易戰(zhàn)。

1985 年 6 月，美國半導(dǎo)體公司借助輿論造勢(shì)，狀告日本半導(dǎo)體企業(yè)的不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)，將威脅美國國家安全。

你瞧，哪怕是幾十年前，美國國家安全也很容易就被威脅。

次年年初，美國裁定日本 DRAM 儲(chǔ)存芯片存在傾銷行為，需對(duì)日本征收 100％ 反傾銷稅。年末，雙方簽訂《日美半導(dǎo)體協(xié)定》，內(nèi)容主要包括三方面：

1、要求日本增加從美國進(jìn)口半導(dǎo)體產(chǎn)品。

2、要求日本減少對(duì)美國的半導(dǎo)體產(chǎn)品出口。

3、要求日本強(qiáng)化知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。(美國認(rèn)為日本的知識(shí)產(chǎn)權(quán)制度存在問題，比如審查速度慢、對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)權(quán)利解釋范圍狹窄等，使美國公司的專利無法得到有效保護(hù))

這一波行云流水的操作，給美國開了個(gè)好頭：借國家安全為由，先將貿(mào)易爭(zhēng)端升級(jí)到國家政治，再依托自身強(qiáng)大的國際影響力取得勝利。壓制華為用的也是這一招，正所謂“招不在新，奏效就行”。

經(jīng)歷了美國一系列的強(qiáng)硬制裁后，日本的半導(dǎo)體行業(yè)在 90 年代初放緩了增長(zhǎng)速度，排名逐漸落后，而美國國防部決定效仿日本，在未來 6 年內(nèi)投資 6 億美元，支持美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的集體復(fù)興。

依托因特爾、摩托羅拉等公司的復(fù)蘇，美國半導(dǎo)體行業(yè)日漸崛起，直至今日之雄勢(shì)。

(四)?鐵打的營盤流水的兵

芯片，大概是貫徹全球化最徹底的一個(gè)行業(yè)。

可既然如此，為什么美國能在全球范圍內(nèi)指手劃腳？

最主要的原因，自然是技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

前面提到，芯片制造分為設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、封測(cè)三個(gè)環(huán)節(jié)，這正是美國指手劃腳最主要的勇氣來源：美國在每個(gè)環(huán)節(jié)都有專利技術(shù)，根本無法繞開。

與之極度類似的一個(gè)例子，就是高通。

之前，高通自己的宣傳語中，經(jīng)常出現(xiàn)這么一句話：每一部 3G/4G 手機(jī)中，都有我們的發(fā)明。前幾年，深圳寶安機(jī)場(chǎng)的高通廣告牌上，就印著這句話。

高通霸氣側(cè)漏的廣告語

這句話意味著什么呢？凡是生產(chǎn) 3G/4G 手機(jī)的廠商，都得給高通交錢。

不想交錢？那就別用。

不交錢偷著用？告你。

你以為換聯(lián)發(fā)科芯片就高枕無憂了？天真，那也得給高通交錢。聯(lián)發(fā)科跟高通簽過協(xié)議，叫做“未授權(quán)協(xié)議”，協(xié)議中寫的很清楚，聯(lián)發(fā)科不直接向高通支付授權(quán)費(fèi)，聯(lián)發(fā)科生產(chǎn)的芯片所產(chǎn)生的專利費(fèi)，由手機(jī)廠商直接向高通支付。

這就是被人詬病已久的“高通稅”。

要知道，3G 和 4G 的世界標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)鍵技術(shù)幾乎都被高通控制，只要你生產(chǎn)的手機(jī)支持 3G/4G 網(wǎng)絡(luò)，就絕對(duì)會(huì)用到高通的專利。

想繞過高通？除非砍掉手機(jī)的通信能力?？蓻]有通信能力的手機(jī)還能叫手機(jī)嗎？

所以，沒有一個(gè)手機(jī)廠商能繞過高通安靜做生意，這就是為什么中國早早開始布局 5G，竭力爭(zhēng)奪相關(guān)技術(shù)專利的一大原因。

當(dāng)規(guī)則被別人掌握，你就只有乖乖聽話的份兒，否則，各種制裁、斷供的手段在等著你。

一個(gè)高通尚且如此，更何況是作為傲嬌天花板的美國政府。

眾所周知，生產(chǎn)芯片有兩道關(guān)鍵關(guān)卡：EDA，光刻機(jī)。

EDA (Electronic Design Automation) 是一種專用軟件，用來輔助芯片設(shè)計(jì)，在這個(gè)市場(chǎng)中，美國可以說是獨(dú)霸。

在 EDA 誕生之前，芯片遠(yuǎn)沒有現(xiàn)在這么精細(xì)復(fù)雜，設(shè)計(jì)芯片靠手繪或一些基礎(chǔ)設(shè)備就可以完成。

操作員在膠片上手工刻畫設(shè)計(jì)圖樣

80 年代，隨著集成電路的發(fā)展，聚焦于設(shè)計(jì)層面的 EDA 公司，在全球遍地開花，在數(shù)十年“大魚吃小魚”的市場(chǎng)優(yōu)化下，最終有三家公司主導(dǎo) EDA 命門：Cadence (鏗騰電子)、Synopsys (新思科技) 和 Mentor Graphics (明導(dǎo)國際)。

表面看，只有 Cadence 和 Synopsys 是美國公司，但別忘了，Mentor 早先也是一家美國公司，2016 年才被德國西門子以 45 億美元價(jià)格收購，要想徹底斷開美國背景，不是一件容易的事。

2018 年，全球 EDA 行業(yè)產(chǎn)值為 90 億美元，其中 70% 被三巨頭攬入懷中，而縮小到中國 EDA 市場(chǎng)，三巨頭占據(jù)的份額高達(dá) 95%。

國產(chǎn) EDA 公司只能在被巨頭擠壓所剩無幾的縫隙中艱難生存，想要有所突破，屬實(shí)不易。

芯片，是人類文明進(jìn)程中最宏大、同時(shí)也最精密的工程之一。在盜版屢禁不止的今天，芯片行業(yè)顯得那么正義：沒有哪個(gè)廠商愿意使用一款盜版 EDA 軟件來研發(fā)芯片，動(dòng)輒千萬的投入，豈能大意？而對(duì)于 EDA 公司來說，想研發(fā)一款能擠進(jìn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的軟件，絕非易事。

首先是技術(shù)。剛才提到主導(dǎo) EDA 命門的公司有三家，這句話的隱藏含義是，在芯片內(nèi)部封存的晶體管數(shù)量動(dòng)輒幾十億、甚至上百億的今天，只有這三家公司能夠承載芯片生產(chǎn)的復(fù)雜性，這背后歷經(jīng) 30 多年的技術(shù)積累和優(yōu)化，才能在理論層面的模型設(shè)計(jì)和實(shí)踐層面的工藝結(jié)果之間找到平衡點(diǎn)，國內(nèi) EDA 研發(fā)起步晚，攀登技術(shù)巨峰尚需時(shí)日。

其次是市場(chǎng)。在過去的幾十年時(shí)間里，EDA 三巨頭早已和芯片上下游企業(yè)一同構(gòu)筑起密實(shí)的生態(tài)網(wǎng)，彼此合作其樂融融，后來者極難融入，這是擋在國產(chǎn) EDA 企業(yè)面前的另一座巨峰。?

再來看光刻機(jī)。提到光刻機(jī)，各位大概率會(huì)想到荷蘭 ASML，放眼全球，就數(shù) ASML 的技術(shù)最牛皮，且擁有目前最先進(jìn)的極紫外光刻機(jī)。

光刻機(jī)一哥?ASML

那么，ASML 和美國有沒有關(guān)系呢？

有，而且很深。

首先，在資本層面上，ASML 的第一、二大股東，都是美國公司，分別是資本國際集團(tuán)、貝萊德集團(tuán)。

其次，在技術(shù)層面上，ASML 使用的大功率極紫外光源，是美國 Cymer 公司的研發(fā)成果，2013 年，ASML 才收購了 Cymer。

密不可分的?ASML 和?Cymer

ASML 之所以能得到美國的技術(shù)支持，是因?yàn)樗尤肓恕?strong>光刻機(jī)聯(lián)盟” EUV ?LLC。

這個(gè)聯(lián)盟押注極紫外光技術(shù)，成員包括 Intel、Motorola、AMD，以及美國能源部旗下的勞倫斯利弗莫爾、桑迪亞和勞倫斯伯克利三大實(shí)驗(yàn)室，毫不夸張地說，聯(lián)盟里匯集了多個(gè)領(lǐng)域的頂尖技術(shù)，包含物理、化學(xué)、核武器、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、超算等。

光刻機(jī)的光源系統(tǒng)有了突破后，需要企業(yè)把它應(yīng)用于產(chǎn)品。美國在尼康和 ASML 中，也不知怎么就預(yù)判出尼康吸取精良技術(shù)后，未來很可能壓過美國，最終決定只讓 ASML 加入聯(lián)盟。

當(dāng)然，這并不是免費(fèi)的。

ASML 加入 EUV 聯(lián)盟的代價(jià)是：必須在美國建立工廠和研發(fā)中心，承諾未來 55% 的零部件都從美國采購，以及接受定期審查。看似是荷蘭驕傲，實(shí)際卻是一場(chǎng)美國勝利。

你瞧，全球最厲害的光刻機(jī)公司也得看美國臉色。

這下你應(yīng)該清楚了，芯片生產(chǎn)的兩道關(guān)鍵關(guān)卡 EDA 和光刻機(jī)，都無法繞過美國自由生長(zhǎng)，這就是美國在芯片行業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

除了技術(shù)優(yōu)勢(shì)，美國能在芯片行業(yè)比手畫腳的另一個(gè)重要因素，是影響力。

美國為了遏制華為，對(duì)中國代工廠啟動(dòng)無限追溯機(jī)制，就是一個(gè)很好的例子。

當(dāng)時(shí)的微博熱搜

所謂的無限追溯，就是不管中芯國際、華虹半導(dǎo)體等企業(yè)是否知情，只要采用美國半導(dǎo)體設(shè)備和材料生產(chǎn)的芯片最終被軍方采用，就要被追責(zé)，并且還要對(duì)所有中間環(huán)節(jié)追責(zé)。

要知道，對(duì)于芯片來說，它的流向是不可控的，最終被用在哪里，很難說得清。所以說，這一機(jī)制針對(duì)華為的意味十足，甚至可以看作是針對(duì)華為斷供芯片的升級(jí)版：任何一個(gè)國家或公司，只要用了一點(diǎn)美國技術(shù)，就不能再與華為合作。

有些人不明白，中國也有芯片公司，可為什么還是處處受制于人呢？

與之靈魂相通的問題還有：蘋果能制造出自己設(shè)計(jì)的芯片嗎？英偉達(dá)為什么不壟斷芯片而要交給別人生產(chǎn)呢？

知乎好奇兒們的提問

這些問題的答案，與一個(gè)復(fù)雜的年份有關(guān)：1987 年。

這一年，41 歲的特朗普，第一次以商人身份在白宮見到了自己的政治偶像：時(shí)任美國總統(tǒng)的里根。

川普追星現(xiàn)場(chǎng)

也許是因?yàn)楦糁巳憾嗫戳死锔谎?，從這之后，特朗普多次對(duì)外表示：我要競(jìng)選美國總統(tǒng)。

這一年，43 歲的任正非，以 2.4 萬元資本注冊(cè)了深圳華為公司，開啟了漫長(zhǎng)且艱難的創(chuàng)業(yè)之旅。

華為最早的辦公地點(diǎn)

還是在這一年，臺(tái)灣 56 歲的張仲謀，創(chuàng)建了一家公司，叫做臺(tái)灣積體電路制造公司，開創(chuàng)了一個(gè)全新的芯片生產(chǎn)組織形式：代工。

張仲謀老先生與臺(tái)積電

前面提到過，芯片制造有三個(gè)步驟：設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、封裝測(cè)試。在臺(tái)積電出現(xiàn)之前，芯片公司需要具備全鏈路的生產(chǎn)能力，也就是從頭到尾自己來，這叫做整合設(shè)備生產(chǎn)模式 IDM (Integrated Device Manufacture)，典型代表有 Intel 和三星。

臺(tái)積電的出現(xiàn)，讓行業(yè)有了分工，出現(xiàn)了兩種新模式：

1、負(fù)責(zé)芯片設(shè)計(jì)的無工廠芯片供應(yīng)商模式 Fabless，比如英偉達(dá)、AMD；

2、負(fù)責(zé)生產(chǎn)和封裝測(cè)試的代工廠模式 Foundry，比如臺(tái)積電、中芯國際。

三大芯片生產(chǎn)模式

代工的意思是，我負(fù)責(zé)建生產(chǎn)線、購買設(shè)備、不斷升級(jí)加工技術(shù)，你只需要把芯片按照我的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)好，我就能夠給你生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的芯片。

新分工模式的出現(xiàn)，瞬間降低了芯片產(chǎn)業(yè)的參與性：你可以專注于設(shè)計(jì)，也可以聚焦于生產(chǎn)，各自在自己的模式里精益求精就好，不必勞心勞力的全盤抓。

放眼國內(nèi)，中國近些年能在芯片行業(yè)取得不錯(cuò)進(jìn)展，就得益于分工模式的出現(xiàn)。

所以說，專注生產(chǎn)的臺(tái)積電和專注設(shè)計(jì)的三星沒有可比性，全盤抓的英特爾和只負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的英偉達(dá)也沒有可比性。

于是，前面的問題就迎刃而解了：

1、臺(tái)積電不涉及芯片的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，所以中國在很多方面難免受制于人；

2、蘋果只設(shè)計(jì)而不生產(chǎn)芯片；

3、英偉達(dá)之所以只負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)而不貫通芯片生產(chǎn)全流程，是因?yàn)椴徽撛O(shè)計(jì)還是生產(chǎn)，都有著相當(dāng)高的技術(shù)門檻，需要巨額投入和漫長(zhǎng)積累，絕非易事。

1987 年，特朗普、任正非和張仲謀三人還各自走在自己的軌道上，誰都沒有想到，三十年后，三人有了交集：特朗普真的成了美國總統(tǒng)，動(dòng)用國家力量對(duì)華為圍追堵截，面對(duì)被逼入墻角的華為，臺(tái)積電往前一步，稱將持續(xù)對(duì)華為出貨。

華為的遭遇，讓人們感受到芯片被卡脖子的后果，從此，芯片成為繼操作系統(tǒng)之后，又一個(gè)極易觸動(dòng)國人神經(jīng)的詞。

2020 年，中國進(jìn)口的“單一類商品類型”中，進(jìn)口額超過 1000 億美元的有三類，排名第一的就是芯片，進(jìn)口總金額約 3500 億美元，比其余兩類石油和鐵礦石加起來還多。

這個(gè)數(shù)據(jù)，無疑加劇了大家對(duì)芯片卡脖子問題的緊迫感，那么，這里有個(gè)問題：是不是所有芯片都會(huì)被卡脖子？

不是，只有高端芯片才會(huì)。

高端芯片，是指那些對(duì)運(yùn)算速度、功耗、性能、良率、量產(chǎn)都有嚴(yán)格要求的芯片，比如手機(jī)處理器芯片。

至于中低端芯片，比如攝像頭、智能體重秤、控溫水壺里的芯片，它們只對(duì)易用性、穩(wěn)定性和價(jià)格有要求，這些芯片我們完全能夠自給自足，不必?fù)?dān)心沒得用。

或許你已經(jīng)注意到，剛才提到的那些用途，都是在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，那軍事領(lǐng)域會(huì)不會(huì)受影響呢？幾乎不會(huì)。

要理解為什么軍事領(lǐng)域不會(huì)受影響，需要知道一個(gè)詞：“芯片制程”。我們?cè)谛侣劺锝?jīng)常會(huì)看到“10nm 工藝制程”、“7nm 工藝制程”之類的字眼，先記住一句話：制程工藝數(shù)字越小，同等面積芯片中能塞進(jìn)的晶體管就越多，技術(shù)難度也就越高。

制程指的是晶體管尺寸，我們都知道，芯片是由密密麻麻的晶體管組成的，比如華為的麒麟 980 芯片，不到 1 平方厘米封裝了 69 億個(gè)晶體管，而它采用的是 7nm 工藝，代表內(nèi)部晶體管的長(zhǎng)度是 7nm。再比如驍龍 845，它采用的是 10nm 工藝制程，封裝的晶體管數(shù)量為 53 億，而蘋果 M1 芯片，工藝制程是 5 nm，封裝的晶體管數(shù)量高達(dá) 160 億。

芯片廠商之所以要提高制程，說到底，這是討好消費(fèi)者的一種選擇：誰讓用戶同時(shí)追求“極致輕薄”和“卓越性能”呢？

但是，高制程的芯片也有缺點(diǎn)。你想，一個(gè)廣場(chǎng)上人太多容易發(fā)生踩踏事件，一個(gè)芯片中擠的晶體管太多，自然也會(huì)出現(xiàn)一些問題，比如抗干擾能力差等，這些問題出現(xiàn)在手機(jī)中不一定出大錯(cuò)，可若是出現(xiàn)在軍事設(shè)備中，極有可能造成無法挽回的損失。

制程可以提高生產(chǎn)力，但并不一定能提高戰(zhàn)斗力。

和手機(jī)不同，軍事設(shè)備對(duì)輕薄沒有要求，發(fā)揮穩(wěn)定、在極端情況下不掉鏈子才更重要，所以制程略低、性能過硬的芯片都是各國首選。對(duì)我們來說，這樣的芯片靠自產(chǎn)完全可以滿足，不會(huì)受到“卡脖子”的風(fēng)險(xiǎn)影響。

客觀的說，眼下，半導(dǎo)體領(lǐng)域被美國牢牢掌握，全球化徒有其表，想突破美國的關(guān)鍵技術(shù)封鎖，比三十年前日本被困的時(shí)候難了遠(yuǎn)不止一倍。但是，創(chuàng)新是通向希望的金鑰匙，科技永遠(yuǎn)向前，誰也不會(huì)被永遠(yuǎn)困住。

面對(duì)最近沸沸揚(yáng)揚(yáng)的“美國向全球勒索芯片數(shù)據(jù)”事件，不妨用《孫子兵法》中一個(gè)觀點(diǎn)來對(duì)待：“實(shí)而備之，強(qiáng)而避之”。意思是，敵人實(shí)力雄厚就要謹(jǐn)慎防備，敵人強(qiáng)大就暫時(shí)避開其鋒芒。

這里，我突然想到曾看過的一個(gè)段子。

戰(zhàn)國時(shí)代，日本有三個(gè)英雄：織田信長(zhǎng)、豐臣秀吉和德川家康。某天，三人一起遛鳥，可不管怎么引誘，那只鳥死活就是不叫。

織田信長(zhǎng)說：“不叫就把它殺了，看它叫不叫。”豐臣秀吉說：“不用殺，它叫就給吃的，不叫就懲罰?！钡麓铱祫t站在一旁沉默不語。

在兩人的不停追問下，德川家康慢悠悠地說：“什么也不用做，咱們等就行了，它畢竟是一只鳥，遲早會(huì)叫的?！?/span>

有時(shí)候，等待就是最好的選擇。

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參考資料：

1、http://semiconductormuseum.com/Museum_Index.htm

2、《美日博弈：美國如何將未來給予日本，又該如何索回》

3、https://www.chiphistory.org/semiconductor-industry-association

4、https://www.nytimes.com/1983/05/16/business/hitachi-fbi-tapes-are-released.html

5、http://ijs.cass.cn/xsyj/xslw/rbjj/202002/W020200205536083811564.pdf

6、https://www.ft.com/content/3e2c7500-906e-11e8-b639-7680cedcc421