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余盛的《芯片战争》读起来并不像一本介绍芯片发展史的财经书籍,倒像是一本武侠小说。德州仪器、仙童、IBM、AMD、Intel、东芝、三星、台积电、英伟达、ARM等等,一众门派在芯片这个江湖杀得刀光剑影、血雨腥风。门派的兴衰随着一位位风云人物和新的“武功秘籍”跌宕起伏。纵观芯片的历史,读懂一块芯片所蕴含的政治、经济和社会意义的价值,远远超过了芯片专业技术知识的范畴。
举国体制
当下,中国正以举国之力,大力发展芯片产业。从芯片设计、制造、封装、测试等全环节,都有中国企业的身影。其实,这样的国家体制发展芯片几乎是惯常的做法。在半导体产业发展的早期阶段,美国政府极具战略眼光,坚持不计代价的大规模投入,美国国家科学基金会、美国国防部高级研究计划局以项目的形式支持斯坦福大学、贝尔实验室、IMB、德州仪器和仙童等科研机构和企业进行半导体技术的研发,才有了芯片技术的发展和真正商业化落地。1976年,日本借着石油危机爆发,经济及新技术投资放缓的机会,启动“下世代电子计算机用超大规模集成电路”(VLSI)研究开发计划。在垂井康夫的鞭策下,日本在半导体产业上从设备、原料到芯片的三个方面都取得了重大突破。特别在内存领域,一举超过了美国芯片企业。1982年,韩国政府颁布类似日本VLSI的“半导体产业振兴计划”,建立了由国家研究所、3家财团与6所大学联手的共同研究发展体制。20世纪80年代,韩国政府大力支持三星、现代和金星发展半导体产业。美国、日本、韩国,所有芯片强国的发展历史,都是国家意志的体现。
技术路线
在半导体产业,技术路线错误的代价是十分昂贵的。IBM作为PC时代的领导者,一度市值高达同期美国GDP的四分之一。但是,由于对个人电脑的错判,逐渐沦为替Intel和Microsoft打工的组装商,最终退出了个人电脑市场。Intel的崛起和没落也是由于技术路线的选择。整个20世纪90年代,除了采取跟随政策的AMD,只有Intel一家坚持开发复杂指令处理器,与力推精简指令集路线的整个处理器工业界相对抗,上演了电脑CPU领域的一场史诗级大较量,并最终让Intel在1999年达到市值的顶峰。同时,Intel也因未能在移动互联网时代对精简指令架构及时布局,面临ARM架构全方位的严重威胁。ASML由默默无闻,到独一无二的涅槃,也是因为技术路线的选择。90年代在光刻机光源的选择上,佳能和尼康激进地选择了G线光源,而ASML采用稳妥路线,进行I线光刻机的研发。正如很少有人注意到,摩尔曾经提出过的警告:比落后于摩尔定律更危险的是超前于摩尔定律。佳能和尼康试图跳过I线光源就是一个例子。随后的干湿光刻机大战,也让台积电一统江湖。林本坚提出的利用水来降低光波长的方案,让台积电的光刻技术一直领先,直到7纳米的制程,再往前的5纳米制程才由极紫外光EUV光刻来接班。另一场以铜代替铝的芯片制程技术竞争上,台积电也取得了关键性的重大胜利。0.13微米铜互联技术研发成功,成为台积电在芯片制造领域占据全球领先地位的转折点。
商业路线
相较于技术路径,芯片的商业路径同样重要。芯片的普及就是成功商业路径的例子。摩尔曾经评论:“诺伊斯以低价刺激需求,继而扩大产能、降低成本的策略,对于芯片产业的发展而言,其重要性堪比芯片的发明。”而20世纪80年代,苏联的半导体工业也有一些成长,进入大规模集成电路时代。然而,苏联长期重视军用工业,轻视民用工业,没有消费市场的支持。而芯片却是一种必须依靠市场经济才能发展起来的商品。任何一个国家都不可能在芯片产业上做数十年的巨大投入而不追求利润汇报,所以计划经济注定与芯片无缘,苏联最终被摩尔定律给抛弃了。在商业路径的选择上,有时候,高质量也并不一定是好事。20世纪90年代,日本企业原本为商业计算机研发的高端内存号称能保质使用25年,进入个人电脑时代后没能及时改变思维模式,被三星的廉价内存淘汰。三星也由此进入全球半导体一线企业阵营,使得日本内存产业收到很大的打击。20世纪80年代中期,日本内存产品的市场份额高达80%以上,质量高到让美国企业颤抖。日本拥有日电、东芝、日立、富士通及三菱5大内存巨头。然而,不到三十年的时间,日本内存产业就全军覆没。只有技术与商业的完美结合,才能真正是一个技术或产品大规模商业化落地。
虽然,中国的芯片技术还远远落后行业最先进的玩家。但在芯片领域,华人其实一直扮演者重要的角色。全球前10大芯片设计公司,除了高通,其他全部是由华人创办或者担任首席执行官。此外在晶圆代工、半导体设备,甚至是电子设计自动化领域,都有华人担任重要职位。信息时代发展的每个阶段都会有特定的处理器芯片架构诞生。第一次芯片浪潮,IBM用定制处理器主宰了商用计算机的时代。第二次新片浪潮,基于复杂指令集的Intel X86架构一统个人电脑的江山。第三次芯片浪潮,基于精简指令集的ARM架构成功逆袭,占据了移动端。AIoT时代,第四次芯片浪潮席卷而来,RISC-V架构很可能将成为主导。希望在人工智能的浪潮中,中国企业有机会真正切入芯片的高端和上游,改写中国芯片的历史。
大事记
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