202329日             攝氏17

台北市中山北路二段89       陰天

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    202210月份克里斯・米勒(Chris Miller)出版一本《金融時報》年度最佳商業書|《經濟學人》年度最佳新書,《紐約時報》暢銷書|盤踞亞馬遜書店國際與國家安全、國際經濟學、經濟史分類榜TOP1,《紐約時報》《泰晤士報》《紐約客》《富比士》雜誌等各大媒體強推CHIP WAR: The Fight for the Most Critical Technology

      重森ㄚ被在202219日拿到(CHIP WAR)的電子書,就利用空檔時間,分成多段將CHIP WARintroduction翻譯出來,事實上半導體牽涉的層面非常廣深,整個翻譯下來自己都不是完全看得懂自己的文字表達,所以利用昨天到重森ㄚ被的碩論指導教授課堂報告的機會,再次看完這當時的留筆,讓這篇文章令自己看得懂,也期待讓大家看得順暢一點!

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Photo Credit:截自 Chris Miller 個人官網

    作者簡介:克里斯・米勒(Chris Miller)在塔夫茨大學(Tufts University)的弗萊徹學院教授國際史,他也是美國企業研究院(American Enterprise Institute)的Jeane Kirkpatrick客座院士、外交政策研究院(Foreign Policy Research Institute)的歐亞主任,以及總經與地緣政治顧問公司綠罩(Greenmantle)的董事。米勒著有《普丁經濟學》(Putinomics)、《奮力拯救蘇聯經濟》(The Struggle to Save the Soviet Economy)、《我們將作主》(We Shall Be Masters)等書,他也經常為《紐約時報》、《華爾街日報》、《外交事務》、《外交政策》、《美國利益》等媒體撰稿。他於耶魯大學取得歷史學博士學位,於哈佛大學取得歷史學學士學位。米勒個人網站:ChristopherMiller.net,以及推特帳號:@crmiller1

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       本來重森ㄚ被就預期這麼暢銷的書,會在2023年上半年,台灣就會有中文翻譯本出版,果然天下雜誌預計在202331日會出版由洪慧芳翻譯的中譯本晶片戰爭,而日本在20232月已經先行出版半導體戰爭的日譯本,無論是晶片戰爭或是半導體戰爭,其實都是(CHIP WAR)的翻譯而來!   

 

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       馬斯廷號驅逐艦USS Mustin 2020年8月18日進入台海北端,五英寸砲指向南下,它開始了一次穿越海峽的單獨任務,重申這些國際水域不受中國控制—至少現在還沒有。當它向南駛去時,一陣強烈的西南風吹過穿過甲板。高高的雲層投下陰影的海水,似乎一直延伸點綴在華南海岸到福州、廈門、香港等大港口城市。台灣島在東方遠處升起,廣闊、人口稠密的沿海平原被隱藏在雲層中的高聳山峰所取代。船上,一名水手穿著海軍棒球帽和外科口罩舉起他的雙筒望遠鏡掃視地平線。水域充滿了商業貨輪,將貨物從亞洲的工廠運送到世界各地的消費者

 

       在馬斯廷號驅逐艦上,一排水手坐在一個黑暗的房間裡,前面有一排色彩鮮豔的螢幕,上面顯示著來自飛機、無人機、船隻和衛星的數據,這些數據追踪印度-太平洋地區的活動。在馬斯廷號驅逐艦的艦橋上,一個雷達陣列被輸入到艦上的計算機中。甲板上的九十六個發射單元準備就緒,每個發射單元都能發射導彈,可以精確打擊數十甚至數百英里外的飛機、船隻或潛艇。在冷戰危機期間,美軍曾以蠻橫的核武威脅保衛台灣。今天,它依賴著微電子與精確打擊。

 

    當馬斯廷號驅逐艦滿載著電腦化武器駛過海峽時,中國人民解放軍宣佈在台灣周邊進行一系列報復性實彈演習,實行北京控制的一家報紙所說的“武力統一行動”。但在這一天,中國領導人對美國海軍擔心減少,而是更擔心美國商務部一項名為“實體清單”的晦澀規定,該規定限制了美國技術向海外的轉移。在此之前,實體清單主要用於阻止導彈零件或核材料等軍事系統的銷售。不過,現在美國政府正在大幅緊縮管理計算機晶片的規則,這些規則已在軍事系統與消費品中無處不在。

 

    目標是中國科技巨頭華為,該公司銷售智慧手機、電信設備、雲端計算服務與其他先進技術。美國擔心華為的產品現在定價如此誘人,部分原因是中國政府的補貼,以至於它們很快就會成為下一代電信網絡的支柱。美國在世界科技基礎設施中的主導地位將受到削弱。中國的地緣政治影響力將會增長。為了應對這一威脅,美國禁止華為購買採用美國技術製造的先進計算機晶片。

 

    很快,該公司的全球擴張陷入停頓。 整個產品線變得無法生產。收入下滑。一家企業巨頭面臨技術窒息。華為發現,與所有其他中國公司一樣,它嚴重依賴外國人來製造所有現代電子產品所依賴的晶片。

 

    美國仍然牢牢控制著讓矽谷得名的矽晶片,儘管它的地位已經危險地削弱了。中國現在每年在進口晶片上的花費比在石油上的花費還多。這些半導體被插入到各種設備中,從智慧手機到冰箱,中國在國內消費或出口全世界。扶手椅戰略家對中國的“馬六甲困境”(指太平洋和印度洋之間的主要航運通道)以及該國在危機期間獲得石油和其他商品供應的能力進行理論分析。然而,北京更擔心以字節而不是用桶來衡量的封鎖。為了擺脫美國的晶片瓶頸,中國正傾注自己的智慧和數十億美元來開發自己的半導體技術。

 

    如果北京成功,它將重塑全球經濟並重新設定軍事力量平衡。第二次世界大戰由鋼與鋁決定,緊隨其後的是由原子武器定義的冷戰。中美之間的對抗很可能是由計算能力決定的。北京和華盛頓的戰略家現在意識到先進技術―從機器學習到導彈系統,從自動駕駛汽車到武裝無人機―需要尖端晶片,更正式地稱為半導體或集成電路。少數公司控制他們的生產。

 

    我們很少想到晶片,但它們創造了現代世界。國家的命運已經取決於他們駕馭計算功能的能力。我們知道如果沒有半導體貿易及其使電子產品成為可能,全球化不會存在。美國的軍事優勢很大程度源自於其將晶片應用於軍事用途的能力。亞洲在過去半個世紀的巨大崛起建立在矽的基礎上,因為其不斷增長的經濟體已經開始專注於製造晶片以及組裝這些積體電路使之成為可能的計算機和智慧手機。

 

    計算的核心是需要數百萬個 1 和 0。整個數字世界由這兩個數字組成。蘋果手機上的每一個按鈕、每封電子郵件、每張照片與 YouTube 視頻―所有這些最終都被編碼成大量的 1 和 0 字符串。但這些數字實際上並不存在。它們是電流的表達,要麼是開 (1),要麼是關 (0)。晶片是由數百萬或數十億個晶體組成的網格,這些晶體是微小的電子開關,可以打開和關閉以處理這些數字,記住它們,並將圖像、聲音和無線電波等現實世界的感覺轉換為數百萬個 1 和0。

 

     隨著美國馬斯廷號驅逐艦向南航行,海峽兩岸的工廠和裝配廠都在為iPhone 12生產零件,而距離2020 年10月的發布只有兩個月的時間。晶片行業大約四分之一的收入來自手機;一部新手機的大部分價格都用於購買裡面的半導體。在過去的十年中,每一代 iPhone 都採用了世界上最先進的處理器晶片之一。總而言之,要讓智慧手機工作需要十幾種半導體,不同的芯片管理電池、藍牙、Wi-Fi、蜂窩網路連接、音頻、相機等。

 

    蘋果完全不生產這些晶片。它購買了大多數現成的:日本 Kioxia 的存儲晶片、加利福尼亞 Skyworks 的無線電頻率晶片、德克薩斯州奧斯汀的 Cirrus Logic 的音頻晶片。蘋果內部設計了運行 iPhone 操作系統的超複雜處理器。但加利福尼亞州庫比蒂諾的巨人無法製造這些晶片。美國、歐洲、日本或中國的任何公司也不能。今天,蘋果最先進的處理器―可以說是世界上最先進的半導體―只能由一家公司在一座建築物中生產,這是人類歷史上最昂貴的工廠,在 2020 年 8 月 18 日上午,這只是一座離馬斯廷號驅逐艦的右舷船頭幾十英里的建築。

 

    製造和小型化半導體一直是我們這個時代最大的工程挑戰。今天,沒有哪家公司比台積電(TSMC)製造的晶片精度更高。2020 年,當世界陷入由直徑約為 100 納米(十億分之一米)的病毒驅動的封鎖之間時,台積電最先進的工廠 Fab 18,正在雕刻微型晶體的微觀迷宮,蝕刻的形狀小于冠狀病毒大小的一半,線粒體大小的百分之一。台積電以人類歷史上前所未有的規模複製了這一過程。蘋果銷售出超過 1 億台 iPhone 12s,每台都由 A14 處理器晶片驅動,其矽片上刻有 118 億個微型晶體。換句話說,在幾個月的時間裡,台積電的 Fab 18 僅在 iPhone 的十幾個晶片中就有一個製造了超過 1 萬億的晶體―也就是說,這個數字後面有 18 個零。去年,晶片行業生產的晶體數量超過了人類歷史上所有其他行業的所有其他公司生產的所有產品的總和。沒有其他東西能接近。

 

    僅僅在60年前,尖端晶片上的晶體管數量還不是 118億個,而是4個。1961 年,在舊金山南部,一家名為 Fairchild Semiconductor 的小公司宣布推出一款名為 Micrologic 的新產品,這是一種嵌入了四個晶體管的矽晶片。很快,該公司設計了將十幾個晶體管放在一個晶片上的方法,然後是一百個。

 

   Fairchild 的聯合創始人Gordon Moore在1965年注意到,隨著工程師學會製造越來越小的晶體管,每個晶片上可以安裝的組件數量每年翻一番。這一預測―晶片的計算能力將呈指數級增長―被稱為“摩爾定律”,並導致摩爾預測了1965 年設備的發明,這些設備在 1965 年似乎具有不可思議的未來感,例如“電子手錶”、“家用電腦”和 甚至是“個人便攜式通信設備”。展望 1965 年,摩爾預測了十年的指數級增長―但這種驚人的進步速度已經持續了半個多世紀。1970年,摩爾創立的第二家公司英特爾推出了一種可以記住 1,024 條信息(“比特”)的存儲晶片。它的成本約為20美元,大約每比特2美分。今天,20 美元就可以買到一個記憶力超過10億比特的拇指驅動器。

 

    當我們今天想到矽谷時,我們的腦海中就會浮現社交網絡和軟體公司,而不是山谷命名的材料。然而,網路、雲端、社交媒體和整個數字世界的存在只是因為工程師學會了控制電子在矽片上的最微小運動。如果在過去半個世紀中處理和記住 1 和 0 的成本沒有下降十億倍,那麼「大科技」就不會存在。

 

    這一令人難以置信的上升部分歸功於傑出的科學家和諾貝爾獎獲獎物理學家。但並非每項發明都能創造出成功的創業公司,也並非每項創業公司都能激發出改變世界的新行業。半導體之所以在社會中傳播開來,是因為公司發明了新的技術來製造數以百萬計的半導體,因為強硬的管理人員不斷地降低成本,也因為富有創造力的企業家想出了使用它們的新方法。摩爾定律的形成既是關於製造專家、供應鏈專家和營銷經理的故事,也是關於物理學家或電氣工程師的故事。

 

    舊金山南部的城鎮―直到 1970 年代才被稱為矽谷―是這場革命的中心,因為它們結合了科學專業知識、製造技術與富有遠見的商業思維。加州有很多從斯坦福或伯克利畢業的航空或無線電行業的工程師,隨著美國軍方尋求鞏固其技術優勢,每個人都擁有大量國防資金。然而,加州的文化與任何經濟結構一樣重要。離開美國東海岸、歐洲和亞洲建立芯片產業的人,在決定搬到矽谷時,經常會感到無限的機會。對於世界上最聰明的工程師和最具創造力的企業家來說,沒有比這更令人興奮的地方了。

 

    晶片產業一旦成型,就不可能脫離矽谷。今天的半導體供應鏈需要來自許多城市和國家的組件,但幾乎每個製造的晶片都與矽谷有聯繫,或者是使用在加利福尼亞設計和製造的工具所生產。美國龐大的科學專業知識儲備,得到政府研究金的支持,並通過從其他國家挖走最優秀科學家的能力得到加強,為推動技術進步提供了核心知識。該國的風險投資公司網絡及其股票市場為新公司提供了發展所需的啟動資金,並無情地淘汰了倒閉的公司。

 

    其他國家發現自己無法跟上步伐,但當它們深度融入矽谷的供應鏈時,它們就取得成功。歐洲擁有的半導體專業知識孤立島,特別是在生產製造晶片所需的工具機和設計晶片架構方面。台灣、韓國和日本的亞洲政府通過補貼公司、資助培訓項目、保持匯率低估以及對進口晶片徵收關稅等方式,擠進晶片行業。這一戰略產生了其他國家無法複製的某些能力―但他們已經取得了與矽谷合作的成果,繼續從根本上依賴美國的工具、軟體和客戶。與此同時,美國最成功的晶片公司已經建立了遍布全球的供應鏈,降低了成本並產生了使摩爾定律成為可能的專業知識。

 

    今天,由於摩爾定律,半導體被嵌入到每一個需要計算能力的設備中―在網路時代,這意味著幾乎每一個設備。即使是像汽車這樣的百年產品,現在也經常包含價值一千美元的晶片。世界上大部分的 GDP 都是由依賴於半導體的設備產生的。對於75年前還不存在的產品來說,這是一次超凡的提升。

 

    隨著馬斯廷號驅逐艦在 2020 年 8 月向南航行,世界才剛剛開始推算我們對半導體的依賴―以及我們對台灣的依賴,台灣製造的晶片產生我們每年使用的新計算能力的三分之一。台灣台積電製造了幾乎所有世界上最先進的處理器晶片。當COVID在2020年席捲全球時,它也擾亂了晶片行業。一些工廠暫時關閉。汽車晶片的採購量下降。隨著世界上許多人準備在家工作,對個人電腦和數據中心晶片的需求飆升。然後,在 2021 年,發生了一系列事故―日本半導體工廠發生火災;美國芯片製造中心德克薩斯州的冰風暴;以及在馬來西亞組裝和測試許多晶片的新一輪 COVID 封鎖―加劇了這些中斷。突然之間,許多遠離矽谷的行業都面臨著嚴重的晶片短缺。從豐田到通用汽車的大型汽車製造商不得不關閉工廠數週,因為他們無法獲得所需的半導體。即使是最簡單的晶片也出現短缺,導致世界另一端的工廠關閉。這似乎是一個完美的全球化形象出了問題。

      幾十年來,美國、歐洲和日本的政治領導人對半導體的考慮並不多。和我們其他人一樣,他們認為“技術”是指搜索引擎或社交媒體,而不是矽晶片。當喬·拜登(Joe Biden)和安吉拉·默克爾(Angela Merkel)詢問他們國家的汽車工廠為何被關閉時,答案被籠罩在令人眼花繚亂的複雜半導體供應鏈背後。一個典型的晶片可能由位於英國的日資公司 Arm 的藍圖設計,由加利福尼亞和以色列的工程師團隊使用美國的設計軟件設計。當設計完成後,它會被送到台灣的一家工廠,該工廠從日本購買超純矽晶片和特殊氣體。該設計是使用世界上一些最精確的機器雕刻在矽上的,這些機器可以蝕刻、沉積和測量幾原子厚的材料層。這些工具主要由 5 家公司生產,1 家荷蘭人、1 家日本公司和 3 家加利福尼亞人,沒有它們,高級芯片基本上是不可能製造出來的。然後,通常在東南亞對晶片進行封裝和測試,然後再送往中國組裝成手機或電腦。

 

    如果半導體生產過程中的任何一個步驟被中斷,全球新計算能力的供應就會受到威脅。在人工智能時代,人們常說數據就是新石油。然而,我們面臨的真正限制不是數據的可用性,而是處理能力。可以存儲和處理數據的半導體數量有限。生產它們是令人難以置信的複雜和可怕的昂貴。與可以從許多國家購買的石油不同,我們的計算能力生產從根本上依賴於一系列瓶頸:工具、化學品和軟體,它們通常由少數幾家公司生產―有時只有一家公司生產。沒有其他經濟方面如此依賴如此少的公司。來自台灣的晶片每年提供全球 37% 的新計算能力。兩家韓國公司生產全球 44% 的存儲晶片。荷蘭公司 ASML 製造了世界上 100% 的紫外線光刻機,沒有它根本不可能製造尖端晶片。相比之下,OPEC佔世界石油產量40%的份額顯得微不足道。

 

    每年生產一兆納米級晶片的全球公司網絡是效率的勝利。這也是一個驚人的漏洞。大流行的破壞只是讓我們瞥見了一次恰到好處的地震可能對全球經濟造成的影響。台灣位於斷層線之上,該斷層線最近在 1999 年發生了芮氏7.3級地震。值得慶幸的是,這只讓晶片生產停工了幾天。但更強烈的地震襲擊台灣只是時間問題。一場毀滅性的地震也可能襲擊日本,一個經常發生地震的國家,生產世界上 17% 的晶片,或者矽谷,今天生產的晶片很少,但在聖安德烈亞斯斷層頂部的設施中建造關鍵的晶片製造。                                                                                                                                                                                                  

    然而,當今最危及半導體供應的地震變化不是構造板塊的崩潰,而是大國的衝突。隨著中國和美國爭奪霸權,華盛頓和北京都專注於控制計算的未來―而且,在一個可怕的程度上,這個未來取決於一個被北京視為叛離省份而美國承諾通過武力保衛的小島。

 

    美國、中國和台灣的晶片產業之間的互連複雜得令人眼花繚亂。沒有比創立台積電個人更好說明這點,台積電直到 2020 年都將美國的蘋果和中國的華為視為其最大的兩個客戶。張忠謀出生於中國大陸;在二戰時期的香港長大;曾在哈佛大學、麻省理工學院和斯坦福大學接受教育;在達拉斯的德州儀器工作期間幫助建立了美國早期的芯片產業;持有美國最高機密的安全許可,為美國軍方開發電子產品;使台灣成為世界半導體製造的中心。北京和華盛頓的一些外交政策戰略家夢想著讓兩國的科技行業脫鉤,但像張這樣的人幫助建立的由晶片設計師、化學品供應商和工具機製造商組成的超高效國際網絡並不能輕易解散。

 

    當然,除非發生爆炸。北京明確拒絕排除可能入侵台灣以與大陸「統一」的可能性。但是,要讓半導體引發的衝擊波在全球經濟中肆虐,並不需要像兩棲攻擊那樣戲劇性的事情。即使是中國軍隊的部分封鎖也會引發毀滅性的破壞。一旦電話、數據中心、汽車、電信網絡和其他技術的生產延遲加起來,對台積電最先進的晶片製造設施的一次導彈襲擊很容易造成數千億美元的損失。

 

    讓全球經濟成為世界上最危險的政治爭端之一的人質,這似乎是一個具有歷史比例的錯誤。然而,先進晶片製造業集中在台灣、韓國和東亞其他地區並非偶然。政府官員和企業高層的一系列深思熟慮的決定創造了我們今天所依賴的廣泛供應鏈。亞洲大量廉價勞動力吸引了尋找低成本工廠工人的晶片製造商。該地區的政府和企業使用離岸晶片組裝設施來了解並最終馴化更先進的技術。華盛頓的外交政策戰略家將複雜的半導體供應鏈視為將亞洲與美國主導的世界聯繫起來的工具。資本主義對經濟效率的無情需求推動了成本削減和企業整合的不斷推動。支持摩爾定律的技術創新的穩定節奏需要越來越複雜的材料、機械和工藝,而這些材料、機械和工藝只能通過全球市場提供或資助。我們對計算能力的巨大需求只會繼續增長。

 

    這本書借鑒了從台北到莫斯科三大洲的歷史檔案研究,以及對科學家、工程師、首席執行官和政府官員的一百多次採訪,認為半導體定義了我們生活的世界,決定了國際政治的形態 、世界經濟的結構和軍事力量的平衡。然而,這種最現代的設備有著複雜而充滿爭議的歷史。它的發展不僅受到企業和消費者的影響,還受到雄心勃勃的政府和戰爭的必要性的影響。要了解我們的世界是如何由數以千億計的晶體管和少數不可替代的公司定義的,我們必須從回顧矽時代的起源開始。

 

 

 

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