《芯片戰爭:世界最關鍵技術的爭奪戰》是美國經濟史學家克里斯·米勒撰寫、蔡樹軍翻譯的科技類著作。該書以半導體產業全球分工為主線,追溯從冷戰至今的芯片技術發展歷程,闡釋芯片在現代軍事、經濟和地緣政治中的戰略地位。全書涵蓋美國通過技術博弈確立主導地位、臺灣半導體產業崛起、華為5G技術受限等案例,分析全球芯片短缺與供應鏈危機背后的國家競爭。書中提及美國《芯片法案》補貼政策、EUV光刻機研發困境等議題,揭示大國在人工智能與軍事技術領域的核心博弈。
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“復制”策略
大約在赫魯曉夫宣布支持建造澤列諾格勒的同一時間,一位名叫鮑里斯·馬林(Boris Malin)的蘇聯學生從賓夕法尼亞州學習一年后回來,他的行李箱里裝著一個小東西——TI的SN-51芯片,這是美國銷售的首批集成電路之一。馬林擁有瘦削的身材、深色的頭發和深邃的目光,是蘇聯半導體器件領域的主要專家之一。他把自己看作科學家,而不是情報人員。負責蘇聯微電子的官員亞歷山大·肖金認為,SN-51是蘇聯必須通過任何手段都要獲得的芯片。肖金把馬林和其他一組工程師叫到他的辦公室,把芯片放在顯微鏡下,通過鏡頭觀察。肖金命令他們:“復制它,一一對應,不能有任何偏差。我給你們三個月的時間。”
蘇聯科學家對他們只是復制外國先進技術的說法做出了憤怒的反應。他們的科學理解與美國化學家和物理學家一樣先進。在美國的蘇聯交換生報告說,他們從威廉·肖克利的講座中學到的東西很少 ,很遺憾沒能在莫斯科學習。事實上,蘇聯擁有一些世界領先的理論物理學家。2000年,杰克·基爾比因發明集成電路而最終獲得諾貝爾物理學獎(當時集成電路的共同發明人羅伯特·諾伊斯已去世),他與一位名叫佐瑞斯·阿爾費羅夫(Zhores Alferov)的俄羅斯科學家分享了該獎項,后者在20世紀60年代對半導體器件產生光的機理進行了基礎研究。1957年發射的人造衛星,1961年尤里·加加林的首次太空飛行,以及1962年制造的奧索金集成電路,為蘇聯正在成為一個科學超級大國提供了無可爭議的證據。就連美國中央情報局都認為蘇聯微電子產業正在迅速趕上。
但是,肖金的“復制”策略從根本上是有缺陷的。“復制”在制造核武器方面發揮了作用,因為美國和蘇聯在整個冷戰期間制造了數萬枚核武器。但在美國,TI和仙童已經在學習如何大規模生產芯片。規模化生產的關鍵是可靠性,這是芯片制造商張忠謀和安迪·格魯夫在20世紀60年代就關注的一個挑戰。與蘇聯同行不同,他們可以借鑒其他公司的專業知識,制造先進的光學、化學、凈化材料以及其他生產機械。如果沒有美國公司提供幫助,仙童和TI還可以求助于德國、法國或英國,這些國家都有自己的先進產業。
蘇聯雖然生產大量的煤炭和鋼鐵,但在幾乎所有類型的先進制造業中都落后。 蘇聯在數量上表現出色,但在質量和純度上表現不佳,這兩個方面都是大規模芯片制造的關鍵。此外,西方盟國通過一個名為COCOM(出口管制統籌委員會,因總部設在巴黎,簡稱“巴統”)的組織禁止向蘇聯等社會主義國家轉讓包括半導體部件在內的許多先進技術。蘇聯人通常可以利用中立的奧地利或瑞士的空殼公司繞過“巴統”限制,但這種途徑很難大規模使用。因此,蘇聯的半導體工廠經常不得不使用不太復雜的機器和不太純凈的材料,生產出能工作的芯片也便少得多。
情報搜集活動只能讓肖金和他的工程師們走這么遠。僅僅得到一塊芯片并不能知道它是如何制作的,就像得到一塊蛋糕無法知道它是怎么烤出來的一樣。芯片制造工藝極為復雜。在斯坦福大學向肖克利學習的外國交換生可以成為聰明的物理學家,但安迪·格魯夫或瑪麗·安妮·波特等工程師知道某些化學物質需要加熱到什么溫度,或者光刻膠應該曝光多長時間。芯片制造過程的每一步都涉及專業知識,而這些知識很少在特定公司之外共享。這類專門知識往往沒有寫下來。蘇聯情報人員是該行業中最好的情報人員之一,但半導體生產過程需要更多的細節和知識,即使是最有能力的情報人員也無法搜集到。
此外,按照摩爾定律規定的速率,技術前沿不斷在變化。即使蘇聯人設法復制了一個設計,獲得了材料和機械,并復制了生產過程,這也需要時間。TI和仙童每年都會推出更多晶體管的新設計,到20世紀60年代中期,最早的集成電路已經過時了,因為太大且太耗電,所以沒有多大價值。與幾乎任何其他技術相比,半導體技術都在飛速發展。晶體管的尺寸和能量消耗也在降低,而每平方英寸硅上的計算能力大約每兩年增加一倍。沒有其他技術發展得如此之快,因此只有半導體行業會把搜集去年的設計當成如此無望的策略。
蘇聯領導人從未明白“復制”策略是如何使他們落后的。整個蘇聯半導體行業的運作就像一個保密的、自上而下的、面向軍事系統的國防承包商,在幾乎沒有創新的情況下完成訂單。肖金的一名下屬回憶道,復制過程由肖金“嚴格控制”。實際上,復制是硬連接到蘇聯半導體行業的,盡管蘇聯使用公制,然而一些芯片制造機器使用的是英寸而不是厘米,以便更好地復制美國的設計。 由于“復制”策略,蘇聯在晶體管技術方面落后美國幾年,一直也沒有趕上。
澤列諾格勒可能看起來像缺少陽光的硅谷。它擁有蘇聯最好的科學家和搜集的技術秘密。但是,美蘇兩國的半導體系統完全不同。硅谷的創業者跳槽并獲得了實際的“工廠”經驗,而肖金在莫斯科的部長辦公室里發號施令。與此同時,奧索金在里加默默無聞,受到同事們的高度尊重,但無法與任何沒有安全許可的人談論他的發明。 年輕的蘇聯學生想成為奧索金那樣的人,但沒有人攻讀電氣工程學位,因為沒有人知道奧索金的存在。職業發展需要他們成為一個更好的官僚,而不是設計新產品或開拓新市場。民用產品總是在軍事生產的壓倒性關注中被后置。
與此同時,奇怪的是,“復制”策略意味著蘇聯半導體的創新道路是由美國設定的。因此,作為蘇聯最敏感、最秘密的行業之一,它就像硅谷一個運營不善的前哨。澤列諾格勒只是以美國芯片制造商為中心的全球化網絡中的另一個節點。
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