精英日课解读了一本今年10月份刚刚出版的新书《芯片战争:世界最关键技术的争夺战》(Chip War: The Fight for the World’s Most Critical Technology),作者是塔夫茨大学历史系副教授 Chris Miller.
芯片事关国运,是当前中美之间竞争的焦点,用作者的话说,第二次世界大战打的是钢铁和铝,冷战被原子弹驱动,而现在中美之间的竞争,比的是计算机的算力,最直接的就是芯片。
中国是当今世界上第一大芯片应用国,不过65%-70%进口的芯片都用于制造用于出口的各种电子产品,比如 iPhone. 但是,中国并不掌握芯片的研发和生产,所以被人卡脖子。特朗普只是制裁中兴华为几个公司,拜登是全面打压中国芯片的使用、研发和生产。
其实,美国也不能独立自主进行芯片的研发和生产,甚至不能生产世界最先进的芯片。
世界最先进的芯片是台湾的台积电生产的;芯片设计软件是美国的;设计芯片用的ARM架构,从前是英国的,现在属于日本;生产芯片需要的超纯硅片、特殊气体是日本的;光刻机全世界只有五家公司制造,日本一家,美国三家,但是最高端的只有荷兰的ASML能制造;芯片的封装和制造一般在东南亚完成;中国负责把芯片安装在各种电子产品中送到千家万户。

美国模式,苏联模式,日本模式和东南亚模式
芯片产业在美国最初的发展过程,有四个特点:
✅ 技术先于市场需求。这来自物理学家的突破。
✅ 美国军方的支持至关重要,但不是包办。
✅ 故事充满意外。开创者并不一定能赚大钱。
✅ 美国的创业环境极为自由。
我所在城市圣地亚哥在芯片行业也有一定的位置。通讯芯片巨头高通的总部在圣地亚哥。生产光刻机光源的西盟科技(Cymer)也在圣地亚哥,不过2012年 Cymer 被荷兰的ASML公司收购。
美国有了芯片之后,各国也都想有,但是它们采用的模式却不同:
➡️ 苏联模式:
苏联模式是抄袭和复制美国,但是失败了。失败的原因有:苏联没有先进制造业,没有芯片的配套产业,无法提供芯片生产需要的可靠性;芯片生产过程中有很多的内隐知识,这些东西没有办法抄袭;芯片发展速度快,模仿永远追不上。
➡️ 日本模式:
日本模式是加入美国的圈子,主要原因是二战后的地缘政治,让日本可以加入。日本和美国不直接竞争,而是互补。日本专注于把芯片用在日用品上,比如索尼的收音机和手持式计算器,最后几乎是人手一个。美国生产先进的芯片,日本生产落后一点的芯片;美国有强大的军工市场,日本则擅长消费电子产品。
➡️ 东南亚模式:
东南亚的模式是给美国公司代工,这包括香港、台湾、马来西亚、新加坡、韩国等。这种模式一举多得,工人和农民工拥有了不错的工作;东南亚加入到了美国的产业生态中,更美国绑在一起,获得地缘政治的安全感;美国获得盟友,还降低了生产成本。
台湾、日本和韩国在芯片产业中的重要位置,源自多个因素:
👉 亚洲的廉价劳动力吸引了大公司来外包。
👉 这些地区想通过低端的集成,引进和学习技术,然后再向产业链上游走。
👉 资本想削减成本,所以全球布局。
👉 美国政府想通过把亚洲加入产业链,从而让它们融入美国主导的世界中。
👉 摩尔定律的创新需要更复杂的材料、设备和流程,这些只能全球一起才能提供。
👉 人类对计算力的需求一直不停的增长。
日美芯片战争告诉中国什么
上个世纪80年代日美之间经历了激烈的芯片战争。
当时美国对日本不设防,日本有便宜的资本,政府疯狂投资芯片产业,东芝和NEC公司制造的内存芯片价格低,性能和质量比美国的好,索尼随身听全球卖出3.85亿台,尼康的光刻机也超过美国GCA的,80年代末,日本不但在芯片生产数量上超过美国,还提供了全世界70%的光刻设备。
但是美国还是最终获胜,原因有:
👉 激进的成本创新。比如爱德华的美光科技。
👉 个人电脑时代来了,英特尔放弃内存业务,专注生产CPU.
👉 拉拢韩国打日本,美国专注高端,低端外包给韩国。
👉 美军再次引导创新。诞生了芯片设计软件。
👉 美军实施抵消战略,苏联多,美国精,武器都用芯片控制。
👉 日本的过度投资导致产能过剩,泡沫破灭。
日美芯片战争对中国的启示:
💡 亚洲模式,也就是政府主导、投资拉动、认准一个方向猛干的增长方式,不可以持续。
💡 在旧领域拼物美价廉没有前途,要发展还是要创新,要么是硬科技,要么是应用。
💡 创新需要政府扶植,但原则必须是腾笼换鸟,而不是保护落后产能,扶植有创新想法和新科技的新公司,而不是拯救那些即将失败的旧公司。
有史以来最复杂的机器
光刻机,是人类有史以来最复杂的机器,它比大飞机、火箭、宇宙飞船、太空望远镜都要复杂,都要高难度,因为这些东西的制造可以由一个国家掌握,但是没有任何一个国家能够掌握最尖端光刻机的全套制造技术。
最尖端的极紫外光刻机只有荷兰的 ASML 公司可以生产,不过它自己只能生产 15% 的零部件,并且进行最后的组装,其它零部件由全球的数千家供应商提供。ASML最厉害的其实是对这些供应商的协调和管理,它的一个秘诀是,如果不听话,我就收购你,比如制作光源的美国的 Cymer 公司就被收购了。
张忠谋之野望
当今世界上最先进的芯片是台湾的台积电生产的,台湾之所以能是生产最高端的芯片,可以说完全是因为一个人,那就是台积电的创始人张忠谋。
张忠谋开启了芯片制造业的古腾堡时刻,古腾堡是现代印刷术的发明人,他改变了书籍出版行业,使得写作和印刷分开,张忠谋使得芯片的设计和生产分开,正因为如此,台积电只负责生产,不和客户竞争,从而赢得信任,称为盟主。
张忠谋有勇气,逆经济周期投资,实现技术升级,从而奠定了台积电的霸主地位。
美方视角下的中美芯片战争
中美芯片战争,美国打压和遏制中国的芯片发展,为什么?美国人是怎么想的?
中美两军的逻辑都是抵消战略,抵消战略的核心都是人工智能,人工智能的核心是芯片。
中国现在的芯片自主能力很弱,目前中国的市场份额是:软件工具 1%,设计 5%,材料 4%,制造工具 1%,制造业务 7%,供应链 6%。中国有一定的芯片设计能力,但是缺乏高端的芯片制造能力。
为了发展芯片产业,中国政府使出了三个大招:给补贴,市场换技术,直接去海外收购。不过这几招似乎都没有怎么见效。
但是中国芯片业最大的成功是华为和任正非,和曾经的三星崛起一样,华为有三招:本国政府扶持;学习外国先进技术;坚定的搞全球化。华为的海思半导体部门已经能设计世界最先进的手机CPU芯片,海思是台积电的全球第二大客户,仅次于苹果;华为主导了很多国家的 5G 通讯市场。
如果按照这个趋势走下去,到2030年,中国芯片行业的影响力将可以跟硅谷相提并论。
这是美国人难以接受的。
华为是中国发展高科技的关键。2020年5月,美国商务部发布新规定,不但禁止向华为出售美国直接制造的产品,而且用美国技术制造的产品也不能出售给华为,最后的结果是:
👉 虽然华为已经是台积电的第二大客户,但是台积电也只能服从禁令,不再为华为代工。
👉 ASML 决定不向中国出口极紫外光刻机。
👉 华为被迫剥离了一部分智能手机业务和服务器业务。
👉 中国的5G电信网络因为芯片短缺而推迟。
👉 英国终于决定禁止华为参与5G建设。
局面和破局
芯片行业的三个特点:
➡️ 第一,它只有几个关键节点。美国掌握了大部分节点,但是制造工艺台积电最先进,美国把赌注压在了英特尔身上,英特尔准备购买最新的光刻机,然后开启代工,和台积电竞争。
➡️ 第二,它和政府、和地缘政治紧密联系。
➡️ 第三,它具有脆弱性,最先进的芯片只有几家能够生产,如果这几家出了问题,就是整个行业出问题。
中美芯片战争,美国卡中国脖子,中国该如何破局?
💚 下策:全面赶超,试图实现独立自主,政府主导的加强版的亚洲模式。
💚 中策:不追求全面掌握芯片行业,但是追求减少对美国的依赖。比如使用开源的 RISC-V 架构。比如先搞一些不是最先进的技术。
💚 上策:弯道入圈,掌握芯片行业的某一个关键节点。你能卡我的脖子,我也能卡你的脖子。

