《芯片戰(zhàn)爭：世界最關(guān)鍵技術(shù)的爭奪戰(zhàn)》是美國經(jīng)濟(jì)史學(xué)家克里斯·米勒撰寫、蔡樹軍翻譯的科技類著作。該書以半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)全球分工為主線，追溯從冷戰(zhàn)至今的芯片技術(shù)發(fā)展歷程，闡釋芯片在現(xiàn)代軍事、經(jīng)濟(jì)和地緣政治中的戰(zhàn)略地位。全書涵蓋美國通過技術(shù)博弈確立主導(dǎo)地位、臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)崛起、華為5G技術(shù)受限等案例，分析全球芯片短缺與供應(yīng)鏈危機(jī)背后的國家競爭。書中提及美國《芯片法案》補(bǔ)貼政策、EUV光刻機(jī)研發(fā)困境等議題，揭示大國在人工智能與軍事技術(shù)領(lǐng)域的核心博弈。

英特爾的革命

1968年似乎是一個(gè)革命性的時(shí)刻。從柏林到伯克利，激進(jìn)分子和左翼分子都準(zhǔn)備摧毀既定秩序。北越的新春攻勢考驗(yàn)了美國軍事力量的極限。也正是在這一年的某一天，《帕洛阿爾托時(shí)報(bào)》（Palo Alto Times）在第6頁報(bào)道了當(dāng)年最具革命性的事件：“創(chuàng)始人離開仙童，成立自己的電子公司。”

羅伯特·諾伊斯和戈登·摩爾的叛離看起來不像加利福尼亞州東灣的抗議活動(dòng)，伯克利的學(xué)生和黑豹組織（Black Panthers）策劃了暴力起義，并夢(mèng)想廢除資本主義。在仙童，諾伊斯和摩爾對(duì)他們沒有股票期權(quán)感到不滿，并厭倦了紐約總部公司的干預(yù)。他們的夢(mèng)想不是摧毀既定的秩序，而是重塑它。

諾伊斯和摩爾十年前離開肖克利的初創(chuàng)公司，現(xiàn)在放棄仙童，成立英特爾——集成電子公司（Integrated Electronics）。在他們看來，晶體管將成為有史以來最便宜的產(chǎn)品，全世界將消耗數(shù)萬億的晶體管。

人類將被半導(dǎo)體賦予力量，并從根本上依賴半導(dǎo)體。當(dāng)世界與美國相連時(shí)，美國自己也在改變。工業(yè)時(shí)代即將結(jié)束，芯片技術(shù)將重塑世界經(jīng)濟(jì)。像帕洛阿爾托和山景城這樣的加利福尼亞州小城鎮(zhèn)已經(jīng)準(zhǔn)備好成為新的全球力量中心。

英特爾成立兩年后，推出了第一款產(chǎn)品——一種叫作DRAM的芯片。在20世紀(jì)70年代之前，計(jì)算機(jī)“記憶”數(shù)據(jù)不使用硅芯片，而是使用一種稱為磁芯的元件。磁芯是一種由金屬絲網(wǎng)串在一起的微小磁環(huán)矩陣。當(dāng)一個(gè)環(huán)被磁化時(shí)，它為計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)1，而一個(gè)非磁化的環(huán)是0。

將環(huán)串在一起的電線矩陣可以打開和關(guān)閉每個(gè)環(huán)的磁性，并可以“讀取”給定的環(huán)是1還是0。但記憶1和0的需求正在爆炸式增長，電線和磁環(huán)不能做得再小了。用手工將它們編織在一起的裝配工發(fā)現(xiàn)，更小的磁環(huán)不可能規(guī)模生產(chǎn)。隨著計(jì)算機(jī)內(nèi)存需求的激增，磁芯無法跟上時(shí)代。

20世紀(jì)60年代，IBM的羅伯特·丹納德（Robert Dennard）這樣的工程師開始設(shè)想采用集成電路，它可以比小磁環(huán)更有效地“記憶”數(shù)據(jù)。

丹納德有一頭長長的黑發(fā)，從耳朵下面垂下來，并以與地面平行的直角向外突出，這讓他看起來像一個(gè)古怪的天才。他提出，將一個(gè)微型晶體管與一個(gè)電容器耦合起來。電容器是一種電荷存儲(chǔ)器件，電容在充電時(shí)表示1，不充電時(shí)表示0。但隨著時(shí)間的推移，電容器會(huì)泄漏，所以丹納德設(shè)想通過晶體管反復(fù)給電容器充電。因此，該芯片被稱為動(dòng)態(tài)（由于重復(fù)充電）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或DRAM。這種結(jié)構(gòu)構(gòu)成了迄今為止計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的核心。

DRAM芯片的工作原理就像舊的磁芯存儲(chǔ)器，借助電荷存儲(chǔ)1和0。但是，DRAM電路沒有依靠導(dǎo)線和環(huán)，而是制作在硅上。它們不需要手工編織，所以故障率低，而且可以做得更小。諾伊斯和摩爾打賭，他們的新公司英特爾可以利用丹納德的洞察力，并將他的洞察力放在比磁芯密度更高的芯片上。我們只要看一眼摩爾定律的圖表就知道，只要硅谷能夠不斷縮小晶體管，DRAM芯片就能征服計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器業(yè)務(wù)。

英特爾計(jì)劃主宰DRAM芯片業(yè)務(wù)。存儲(chǔ)芯片不需要專用化，同樣的設(shè)計(jì)可以用于許多不同類型的設(shè)備。這使得存儲(chǔ)芯片的大規(guī)模生產(chǎn)成為可能。相比之下，負(fù)責(zé)“計(jì)算”的另一種主要類型的邏輯芯片需要專門設(shè)計(jì)，因?yàn)槊總€(gè)計(jì)算問題都不同。例如，計(jì)算器的工作方式與導(dǎo)彈制導(dǎo)計(jì)算機(jī)不同，因此20世紀(jì)70年代之前，計(jì)算器一直使用不同類型的邏輯芯片。這種專用化提高了成本，因此英特爾決定將重點(diǎn)放在存儲(chǔ)芯片上——大規(guī)模生產(chǎn)將產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟(jì)。

但諾伊斯從來無法抗拒工程難題的誘惑。盡管他剛剛籌集了幾百萬美元，承諾他的新公司將生產(chǎn)存儲(chǔ)芯片，但他很快就被說服增加一條產(chǎn)品線。1969年，一家名為布西科姆（Busicom）的日本計(jì)算器公司與諾伊斯聯(lián)系，要求為其最新的計(jì)算器設(shè)計(jì)一套復(fù)雜的電路。手持式計(jì)算器是20世紀(jì)70年代的iPhone，功能強(qiáng)大，可以放在每個(gè)人的口袋里。這種產(chǎn)品使用了最先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)來降低價(jià)格。許多日本公司雖然制造了計(jì)算器，但經(jīng)常依賴硅谷來設(shè)計(jì)和制造芯片。

諾伊斯請(qǐng)說話溫和的工程師泰德·霍夫（Ted Hoff）來處理布西科姆的請(qǐng)求。霍夫在學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的生涯結(jié)束后，來到了英特爾。大多數(shù)英特爾員工是物理學(xué)家或化學(xué)家，他們專注于電子在芯片上的快速移動(dòng)。與此不同，霍夫在計(jì)算機(jī)架構(gòu)方面的背景，使他能夠從受半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)角度來看待半導(dǎo)體。 布西科姆公司告訴霍夫，公司需要12個(gè)不同的芯片和24000個(gè)晶體管，所有這些芯片都是定制設(shè)計(jì)的。霍夫認(rèn)為，對(duì)于像英特爾這樣的小型初創(chuàng)公司來說，這聽起來太復(fù)雜了。

在考慮布西科姆的計(jì)算器時(shí)，霍夫意識(shí)到計(jì)算機(jī)面臨著定制邏輯電路和定制軟件之間的權(quán)衡。因?yàn)樾酒圃焓且豁?xiàng)定制業(yè)務(wù)，需要為每個(gè)設(shè)備提供專門的電路，所以客戶不會(huì)認(rèn)真考慮軟件。但英特爾在存儲(chǔ)芯片方面的進(jìn)步，以及存儲(chǔ)芯片的功能將隨著時(shí)間的推移呈指數(shù)級(jí)增強(qiáng)的前景，意味著計(jì)算機(jī)將很快擁有處理復(fù)雜軟件所需的內(nèi)存容量。

霍夫打賭，設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的邏輯芯片，再加上一個(gè)可用軟件編程的功能強(qiáng)大的存儲(chǔ)芯片，可以完成許多不同的計(jì)算，而且芯片價(jià)格很快就會(huì)變得更便宜。畢竟，霍夫知道沒有人能制造出比英特爾更強(qiáng)大的存儲(chǔ)芯片。

英特爾不是第一家考慮生產(chǎn)通用邏輯芯片的公司。一個(gè)國防承包商曾為F-14戰(zhàn)斗機(jī)的計(jì)算機(jī)生產(chǎn)了一種與英特爾類似的芯片，該芯片的存在一直保密到20世紀(jì)90年代。英特爾推出了一款名為4004的芯片，并聲稱這是世界上第一款微處理器——正如該公司的廣告宣傳所說的“芯片上的微型可編程計(jì)算機(jī)”。該芯片可用于許多不同類型的設(shè)備，并在計(jì)算領(lǐng)域掀起一場革命。

1972年，諾伊斯在父母的50周年結(jié)婚紀(jì)念派對(duì)上打斷了慶祝活動(dòng)，舉起一塊硅片，向家人宣布：“這將改變世界。” 現(xiàn)在，通用邏輯芯片可以大規(guī)模生產(chǎn)了，計(jì)算機(jī)為自己的工業(yè)革命做好了準(zhǔn)備，英特爾擁有世界上最先進(jìn)的生產(chǎn)線。

最了解大規(guī)模生產(chǎn)的計(jì)算能力將如何改變社會(huì)的人，是加州理工學(xué)院教授卡弗·米德。米德有著山羊胡子和銳利的眼神，看起來更像伯克利的哲學(xué)家，而不是電氣工程師。在仙童成立后不久，他與摩爾建立了友誼。摩爾輕快地走進(jìn)米德的加州理工學(xué)院辦公室，拿出一只裝滿雷神（Raytheon）2N706晶體管的襪子，將其交給了米德，供他在電氣工程課上使用。 摩爾很快聘請(qǐng)了米德?lián)晤檰枴６嗄陙恚@位加州理工學(xué)院的夢(mèng)想家每周三都在硅谷的英特爾工廠度過。摩爾在1965年發(fā)表的著名文章中首次描繪了晶體管密度的指數(shù)級(jí)增長，而米德創(chuàng)造了“摩爾定律”一詞來描述這一現(xiàn)象。

1972年，米德預(yù)言：“未來十年，我們社會(huì)的每一個(gè)方面都將在一定程度上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。”隨著這些硅芯片的普及和降價(jià)，他設(shè)想“在我們的電話、洗衣機(jī)或汽車內(nèi)部，都會(huì)有一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)”。米德計(jì)算道：“在過去的200年里，我們的生產(chǎn)能力和運(yùn)輸能力提高了100倍。

但在過去的20年中，我們處理和檢索信息的速度增加了100萬到1000萬倍。”數(shù)據(jù)處理的革命性爆炸時(shí)刻即將到來。米德指出：“我們耳朵里會(huì)冒出電腦的力量。”

米德預(yù)言的革命將帶來深遠(yuǎn)的社會(huì)和政治影響。在這個(gè)新的世界中，影響力將集中到那些能夠產(chǎn)生計(jì)算能力并用軟件操縱它的人身上。硅谷的半導(dǎo)體工程師擁有專業(yè)知識(shí)、網(wǎng)絡(luò)和股票期權(quán)，他們能夠制定讓其他人都必須遵守的未來規(guī)則。工業(yè)社會(huì)正在讓位給數(shù)字世界，在遍布整個(gè)社會(huì)的大量硅片上存儲(chǔ)和處理1和0。科技大亨的時(shí)代即將到來。米德宣稱：“社會(huì)的命運(yùn)將懸而未決。催化劑是微電子技術(shù)，及其把越來越多的部件放進(jìn)越來越小的空間的能力。”行業(yè)局外人只能模糊地看到世界正在發(fā)生怎樣的變化，但英特爾的領(lǐng)導(dǎo)者知道，如果他們成功地大幅擴(kuò)大計(jì)算能力的可用性，世界就會(huì)發(fā)生根本性的變化。1973年，摩爾宣稱：“我們真的是當(dāng)今世界的‘革命者’，不再是幾年前破壞學(xué)校的那些留著長發(fā)和胡須的孩子。”