全球芯片短缺或許正在緩解。

美國(guó)網(wǎng)站Autoblog認(rèn)為，對(duì)芯片需求下降的速度，甚至可能與兩年前的增長(zhǎng)速度一樣快。

兩年前，新冠疫情暴發(fā)，很多人不得不在網(wǎng)上工作和學(xué)習(xí)，導(dǎo)致對(duì)筆記本電腦和智能手機(jī)的需求激增。在汽車(chē)越來(lái)越智能化的關(guān)鍵時(shí)刻，這些電子消費(fèi)品消耗了芯片——留給汽車(chē)制造商的芯片太少了。

Autoblog援引路透社報(bào)道，芯片制造商美光科技（Micron）和超威半導(dǎo)體（AMD）表示，不斷上升的通貨膨脹使全球經(jīng)濟(jì)放緩，反過(guò)來(lái)導(dǎo)致對(duì)筆記本電腦和智能手機(jī)需求減少。

權(quán)威調(diào)研機(jī)構(gòu)Gartner高級(jí)主管分析師蘭吉特·阿特瓦爾（Ranjit Atwal）認(rèn)為，智能手機(jī)和個(gè)人電腦銷(xiāo)量下滑，有望使今年芯片短缺情況得到緩解。此前他預(yù)計(jì)的時(shí)間是明年，認(rèn)為智能手機(jī)市場(chǎng)下滑，不會(huì)被汽車(chē)制造商芯片需求激增所抵銷(xiāo)。

2022年7月7日，美光科技預(yù)測(cè)，當(dāng)前季度營(yíng)收遠(yuǎn)低于預(yù)期，市場(chǎng)“在非常短的時(shí)間內(nèi)大幅走軟”。當(dāng)日，臺(tái)積電、聯(lián)發(fā)科、阿斯麥、意法半導(dǎo)體和英飛凌的芯片類(lèi)股票紛紛下跌。今年以來(lái)，中國(guó)智能手機(jī)銷(xiāo)量下降30％。

臺(tái)積電的主要客戶(hù)削減了2022年剩余時(shí)間的芯片訂單。日經(jīng)新聞上月報(bào)道稱(chēng)，全球存儲(chǔ)芯片領(lǐng)軍企業(yè)三星電子已暫停新采購(gòu)訂單，要求一些供應(yīng)商推遲或削減零部件發(fā)貨。

美光科技首席商務(wù)官蘇米特·薩達(dá)納（Sumit Sadana）認(rèn)為，這種轉(zhuǎn)變程度肯定超出生態(tài)系統(tǒng)中任何人的預(yù)期。此外，包括美國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家，通貨膨脹率達(dá)到多年來(lái)最高水平，增加了經(jīng)濟(jì)衰退的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致裁員和緊縮預(yù)算。

疫情期間，在家工作需求激增，芯片制造商疲于應(yīng)付智能手機(jī)和個(gè)人電腦制造商的大量訂單，由此帶來(lái)芯片短缺，導(dǎo)致包括汽車(chē)制造商在內(nèi)的公司削減產(chǎn)量，推遲發(fā)貨，為關(guān)鍵芯片支付高額溢價(jià)。

早些時(shí)候，大眾汽車(chē)集團(tuán)表示，芯片短缺情況有所緩解，供應(yīng)鏈瓶頸和成本上升局面即將結(jié)束。就在今年3月，這家集團(tuán)還警告道，供應(yīng)瓶頸將損害今年銷(xiāo)量增長(zhǎng)。由于芯片問(wèn)題，其去年銷(xiāo)量比計(jì)劃減少了200萬(wàn)輛。

因疫情引起的市場(chǎng)快速變化，讓許多行業(yè)深感困惑。預(yù)計(jì)業(yè)務(wù)會(huì)大幅下滑的汽車(chē)租賃公司紛紛出售汽車(chē)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)需求比預(yù)期強(qiáng)勁，導(dǎo)致租賃費(fèi)率大幅上升。

芯片制造商也被疫情及市場(chǎng)變化打了個(gè)猝不及防?，F(xiàn)在，隨著市場(chǎng)轉(zhuǎn)向相反方向，他們又一次被打了個(gè)措手不及。

讓我們看看這一切究竟是怎么發(fā)生的，以及將走向何方？

▍芯片就是新的石油

“這里僅有的操作員就是天花板上的機(jī)器人?！笨死锼埂へ悹柗疲–hris Belfi）說(shuō)。他身裹杜邦特衛(wèi)強(qiáng)（Tyvek）無(wú)紡布防護(hù)服，在安全燈的映射下，這件“大白”被染成黃色。機(jī)器人在頭頂?shù)膽覓燔壍郎霞柴Y而過(guò)，一閃一晃，呼呼作響。每隔幾秒，就會(huì)在一臺(tái)巨大機(jī)器上方停頓一下。

在機(jī)器人洗衣籃大小的“肚子”里，一個(gè)塑料盒子精準(zhǔn)掉落在一堆細(xì)線(xiàn)上，就像身穿緊身衣的湯姆·克魯斯（Tom Cruise）。這個(gè)盒子里裝載著珍貴的貨物：多達(dá)25塊閃亮的硅片，每塊硅片就像12英寸披薩那么大。

要將這些“披薩”轉(zhuǎn)化為微型計(jì)算機(jī)的大腦——我們一般稱(chēng)它為微芯片、半導(dǎo)體或芯片，這個(gè)過(guò)程需要近3個(gè)月時(shí)間。

貝爾菲是芯片制造商格芯公司（Global Foundries）的自動(dòng)化工程師。他打了個(gè)比方：“這就像烘烤蛋糕，唯一區(qū)別就是，我們的蛋糕大概有66層。”

格芯公司這座工廠（Fab 8）耗資150億美元，隱匿于紐約州奧爾巴尼北部的樹(shù)林中，是美國(guó)為數(shù)不多的先進(jìn)半導(dǎo)體（或叫晶圓）工廠之一。

其進(jìn)貨碼頭可以接收256種特殊化學(xué)品，比如氬氣和硫酸。其出貨碼頭將準(zhǔn)備切割狀態(tài)的成品晶圓送出，封裝在金屬和陶瓷外殼中，可以組裝成從安全氣囊到攪拌機(jī)，從耳機(jī)到戰(zhàn)斗機(jī)的各種產(chǎn)品。

自2011年啟動(dòng)以來(lái)，F(xiàn)ab 8一直都很低調(diào)。然而，就像衛(wèi)生紙和雞翅一樣，一場(chǎng)突發(fā)疫情導(dǎo)致一些出人意料的領(lǐng)域出現(xiàn)短缺。疫情沖擊了全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈，把美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)拉到舞臺(tái)中央。

汽車(chē)行業(yè)受到的沖擊尤為嚴(yán)重。最初的封鎖措施導(dǎo)致汽車(chē)銷(xiāo)售崩潰，汽車(chē)制造商削減了半導(dǎo)體等零部件訂單。一輛常規(guī)新車(chē)可能包含1000多個(gè)芯片，而芯片制造商也看到了汽車(chē)市場(chǎng)的低迷，將產(chǎn)量轉(zhuǎn)移到消費(fèi)電子產(chǎn)品上，比如網(wǎng)絡(luò)攝像頭和筆記本電腦。

但到去年秋天，汽車(chē)銷(xiāo)量猛然回升。汽車(chē)制造商不得不為這個(gè)戲劇性錯(cuò)誤埋單——他們無(wú)法獲得足夠芯片，到現(xiàn)在依然不能。

芯片短缺導(dǎo)致2021年全球汽車(chē)產(chǎn)量減少390萬(wàn)輛，降幅4．6％。比如福特汽車(chē)就減少110萬(wàn)輛，收益減少25億美元。

事已至此，汽車(chē)制造商和芯片制造商開(kāi)始競(jìng)相尋求平衡。白宮也及時(shí)出手相助，敦促行業(yè)領(lǐng)袖理清供應(yīng)鏈，增加產(chǎn)量。但事實(shí)證明，問(wèn)題不僅在于美國(guó)沒(méi)有足夠的芯片生產(chǎn)。

真正的問(wèn)題是，根本沒(méi)有人關(guān)注芯片是在哪里制造——更嚴(yán)重的是，沒(méi)有人關(guān)注制造芯片需要多長(zhǎng)時(shí)間。

2021年6月，美國(guó)參議院通過(guò)一項(xiàng)兩黨法案，撥款520億美元，旨在增加芯片生產(chǎn)和尖端技術(shù)研究，與中國(guó)爭(zhēng)奪全球半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)者。但新晶圓廠創(chuàng)建需要數(shù)年時(shí)間。

分析人士擔(dān)心，汽車(chē)芯片短缺將波及消費(fèi)電子產(chǎn)品，影響可能持續(xù)到圣誕節(jié)。特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克（Elon Musk）在推特上寫(xiě)道：“前所未聞?！?/span>

芯片一直被尊稱(chēng)為現(xiàn)代社會(huì)的大腦，如今卻成為最讓人頭疼的問(wèn)題，其利害關(guān)系已經(jīng)超越疫情時(shí)期的短缺。由于芯片是眾多戰(zhàn)略技術(shù)的關(guān)鍵組成部分，比如可再生能源、人工智能、機(jī)器人和網(wǎng)絡(luò)安全等，因此，芯片制造已經(jīng)成為地緣政治的一根刺。

在20世紀(jì)，石油是至高無(wú)上的全球資源。而今年的芯片短缺在政策制定者和外交官中引發(fā)了一個(gè)21世紀(jì)的流行語(yǔ)——芯片就是新的石油。

隨著美國(guó)重啟后疫情時(shí)代，一個(gè)穩(wěn)定的半導(dǎo)體供應(yīng)已成為整備和恢復(fù)力高度優(yōu)先的基準(zhǔn)。除此之外，還有一個(gè)更大的問(wèn)題——半導(dǎo)體原本在美國(guó)發(fā)明，但如今，像格芯公司這樣的晶圓廠在美國(guó)已經(jīng)瀕臨滅絕。

1990年，全球37％的芯片在美國(guó)工廠生產(chǎn)，但到2020年，這一比例下降到12％。這塊不斷增長(zhǎng)的蛋糕，所有新份額都流向了亞洲——中國(guó)、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣。芯片工廠的意義已經(jīng)不僅僅是工廠，而且是美國(guó)自力更生的關(guān)鍵。

對(duì)半導(dǎo)體了解越多，就會(huì)愈發(fā)震驚。數(shù)十億個(gè)晶體管被塞進(jìn)一角硬幣大小的空間里，而且制造起來(lái)異常困難。如果像亨利·福特（Henry Ford，福特汽車(chē)創(chuàng)始人，定義了現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)）那樣想象出一條裝配線(xiàn)，那么，硅片在工廠中的路徑就更像一座迷宮。

在格芯工廠，從原材料到成品芯片的過(guò)程——貝爾菲等工程師們稱(chēng)之為“工藝流程”——通常需要85天，包括1000多個(gè)步驟。整個(gè)過(guò)程中，芯片在晶圓傳送盒（FOUP密封艙）中移動(dòng)，完全不接觸人手。機(jī)器人負(fù)責(zé)運(yùn)送，它們?cè)跈C(jī)器上方懸掛的履帶上傾斜行駛。

一種機(jī)器人用類(lèi)似液體砂紙的漿液來(lái)拋光晶圓，另一種機(jī)器人用激光刻印只有12納米寬（大約是指甲在12秒內(nèi)長(zhǎng)出的長(zhǎng)度）的電路。電子顯微鏡會(huì)檢查硅片的缺陷，一只機(jī)械臂將25個(gè)晶圓同時(shí)浸入化學(xué)浴中，就像狂歡節(jié)扣籃游戲一樣。

“基本上，機(jī)器人全天都在從晶圓廠每個(gè)車(chē)間來(lái)回運(yùn)送晶圓。”貝爾菲說(shuō)，每天都要放上東西，卸下東西，打印，再放更多東西，再卸更多東西。只有在某個(gè)環(huán)節(jié)出問(wèn)題時(shí)，人類(lèi)才會(huì)干預(yù)。

最讓人頭疼的是光刻機(jī)故障，它決定了整個(gè)流程節(jié)奏。這種故障每次耗費(fèi)的成本都超過(guò)1億美元。

“當(dāng)其中一臺(tái)光刻機(jī)出問(wèn)題時(shí)，所有人都要齊心協(xié)力。而當(dāng)新冠疫情來(lái)襲，我們的工廠卻從未停止?！必悹柗普f(shuō)。

▍這足以引起白宮的注意

格芯公司首席執(zhí)行官湯姆·考爾菲爾德（Tom Caulfield）在位于工廠樓上的辦公室里回憶道：“我們從來(lái)沒(méi)有關(guān)閉過(guò)任何一家工廠，一小時(shí)都沒(méi)有停過(guò)。”

事實(shí)證明，相對(duì)工廠管理，商業(yè)沖擊更難應(yīng)對(duì)。和許多行業(yè)一樣，考爾菲爾德最初的金融模式讓他做好了最壞準(zhǔn)備。

“我們告訴團(tuán)隊(duì)，我們一起面對(duì)疫情，我們一起走出疫情。世界需要我們繼續(xù)制造半導(dǎo)體。這可不是輕描淡寫(xiě)的說(shuō)法。芯片確實(shí)為疫情應(yīng)對(duì)提供了動(dòng)力——網(wǎng)絡(luò)攝像頭、筆記本電腦、新冠病毒測(cè)試機(jī)，僅在紐約市，教育部就購(gòu)買(mǎi)了35萬(wàn)臺(tái)iPad。”

當(dāng)時(shí)，新車(chē)似乎是唯一沒(méi)人需要的東西，至少疫情一開(kāi)始時(shí)是這樣。2020年4月、5月和6月，汽車(chē)銷(xiāo)量下降了三分之一。汽車(chē)零部件制造商直接取消訂單，當(dāng)然這不是知名汽車(chē)制造商，而是它們的供應(yīng)商，以及這些供應(yīng)商的供應(yīng)商。

但半導(dǎo)體工廠不可能輕易轉(zhuǎn)變。代工是芯片行業(yè)對(duì)合同制造商的稱(chēng)呼，如市值150億美元的Kinko光學(xué)。單是格芯一家公司，就為250多家客戶(hù)打印芯片，這些客戶(hù)又為設(shè)備制造商（蘋(píng)果或三星等知名品牌，以及大陸或博世等工業(yè)品牌）提供零部件。

而且供應(yīng)鏈很長(zhǎng)?？疽粋€(gè)芯片需要3個(gè)月時(shí)間，要真正用于汽車(chē)引擎或智能音箱，還需要幾個(gè)月時(shí)間。在格芯的任何一天，可能只有10種不同芯片處于生產(chǎn)階段。每一個(gè)獨(dú)特的新芯片設(shè)計(jì)有一個(gè)6英寸光罩。

就像一張舊攝影幻燈片，光罩包含一張芯片地圖，可以用激光投影到硅片上。光罩是他們的商業(yè)機(jī)密，屬于設(shè)計(jì)公司的受保護(hù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，根據(jù)格芯專(zhuān)有工藝的獨(dú)特規(guī)格進(jìn)行調(diào)整。因此，更換晶圓廠并不容易，而且肯定不會(huì)很快。

感恩節(jié)前后，疫情暴發(fā)8個(gè)月后，考爾菲爾德的電話(huà)響了起來(lái)。之前從未聽(tīng)說(shuō)過(guò)格芯公司的汽車(chē)高管們意識(shí)到，沒(méi)有格芯公司，他們竟然無(wú)法生產(chǎn)汽車(chē)。

考爾菲爾德說(shuō)：“如果你是一家汽車(chē)制造商供應(yīng)鏈的老板，因?yàn)闆](méi)有5美元或10美元的芯片而不能交車(chē)，你不可能讓這種事情再次發(fā)生。”

到了2021年，這種影響更令人擔(dān)憂(yōu)。2019年，汽車(chē)行業(yè)在芯片上花費(fèi)了430億美元，但它們只占整個(gè)芯片市場(chǎng)的10％。

全球最大代工企業(yè)臺(tái)積電是向汽車(chē)行業(yè)提供芯片最多的公司，但汽車(chē)行業(yè)僅占其收入的3％。相比之下，蘋(píng)果占比超過(guò)20％。在格芯公司，用于汽車(chē)的芯片占比不到10％，雖然足夠重要，但不足以顛倒乾坤。

這種情況在2021年發(fā)生了變化，芯片制造商面臨的政治風(fēng)險(xiǎn)大幅上升?？紶柗茽柕潞粲跛墓こ處焸儭爸匦陆M合產(chǎn)能”，放棄一些訂單，優(yōu)先考慮汽車(chē)芯片。

他說(shuō)：“我們做出了非常艱難的決定。只要能創(chuàng)造更多產(chǎn)能，就把它交給汽車(chē)行業(yè)，確保我們不再是制造業(yè)的關(guān)口。這其中的含義顯而易見(jiàn)，我不需要白宮的一封信來(lái)做正確的事情?！?/span>

但這足以引起白宮的注意。在此之前，立法者將芯片制造視為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)問(wèn)題。參議院多數(shù)黨領(lǐng)袖查克·舒默（Chuck Schumer）支持在他的家鄉(xiāng)紐約州建造格芯晶圓廠，并游說(shuō)建造更多晶圓廠。

疫情揭示出，芯片制造業(yè)的衰退不僅關(guān)乎就業(yè)和地區(qū)經(jīng)濟(jì)，還在全球范圍內(nèi)產(chǎn)生了戰(zhàn)略影響。

2021年2月，拜登簽署一項(xiàng)行政命令，啟動(dòng)對(duì)關(guān)鍵供應(yīng)鏈的審查。如果一場(chǎng)疫情可能導(dǎo)致芯片引發(fā)跨行業(yè)沖擊，那么，還有沒(méi)有其他可能呢？“我們明確地將地緣政治視為供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)之一。”一名高級(jí)政府官員說(shuō)。

▍美國(guó)設(shè)計(jì)，海外制造

在半導(dǎo)體制造的早期，也就是1960年代，英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾（Gordon Moore）發(fā)現(xiàn)，他和同事每年能將芯片上的晶體管數(shù)量增加一倍。

10年后，這一創(chuàng)新速度略有放緩，至每?jī)赡攴环?。之后，這個(gè)速度保持下來(lái)。芯片變得更快、更便宜、更高效，最終推動(dòng)社會(huì)發(fā)展，可以為裝在口袋里的電腦供應(yīng)動(dòng)力。

但是摩爾定律，正如人們后來(lái)所知，并不是自然的發(fā)展，而是花費(fèi)巨資研發(fā)新芯片設(shè)計(jì)和制造方法的辛苦結(jié)果。實(shí)際上，每一代新的半導(dǎo)體都需要新的工廠來(lái)生產(chǎn)。眾所周知，每一個(gè)新工藝都以芯片大小來(lái)命名，就像珠寶商讓指尖變得越來(lái)越精致一樣。

到了1970年代，芯片測(cè)量單位是微米，也就是百萬(wàn)分之一米。1980年代后，前沿晶圓廠已經(jīng)用納米或十億分之一米來(lái)測(cè)量產(chǎn)品。如今，行業(yè)基準(zhǔn)由臺(tái)積電設(shè)定，它運(yùn)營(yíng)著5納米晶圓廠，為蘋(píng)果公司的最新電腦和平板電腦生產(chǎn)M1芯片。

工藝尺寸每一步減小以及性能提高，都要求晶圓廠重新裝備最新一代光刻機(jī)來(lái)“打印”芯片，并配備相應(yīng)設(shè)備。最新晶圓廠耗資至少120億美元。

如今，半導(dǎo)體行業(yè)主要分為兩類(lèi)：設(shè)計(jì)芯片的無(wú)晶圓廠和制造芯片的晶圓廠。彼得森國(guó)際經(jīng)濟(jì)研究所經(jīng)濟(jì)學(xué)家查德·鮑恩（Chad Bown）認(rèn)為：“實(shí)際上有兩大固定成本：一套固定成本是，芯片創(chuàng)意所需的所有研發(fā)費(fèi)用。另一套固定成本是，所有的資本設(shè)備——你需要建造一個(gè)這樣的晶圓廠。”

幾十年來(lái)，像英特爾這樣的領(lǐng)先公司兩者兼而有之。高級(jí)微設(shè)備公司（Advanced Micro Devices）前首席執(zhí)行官杰里·桑德斯（Jerry Sanders）有句名言：真男人就應(yīng)該擁有晶圓廠。

在1990年代，一些著名人士堅(jiān)持認(rèn)為，這是一個(gè)性別歧視的評(píng)論，但現(xiàn)在已經(jīng)過(guò)時(shí)了。高級(jí)微設(shè)備公司不僅在2009年沒(méi)了晶圓廠，其芯片工廠也賣(mài)給了格芯公司。

臺(tái)積電率先將晶圓廠和無(wú)晶圓廠區(qū)分開(kāi)來(lái)，成為半導(dǎo)體行業(yè)的主導(dǎo)者。其創(chuàng)始人張忠謀出生于中國(guó)，在美國(guó)接受教育。1960－1970年代，他在德州儀器（Texas Instruments）工作時(shí)，其工程創(chuàng)造力和管理才能堪稱(chēng)傳奇。他幫助提高了芯片工廠的產(chǎn)量，并壓低了價(jià)格。

但在執(zhí)掌德州儀器半導(dǎo)體部門(mén)后，張忠謀得出結(jié)論——他永遠(yuǎn)不可能成為美國(guó)的首席執(zhí)行官?！拔矣X(jué)得基本上被放進(jìn)了牧場(chǎng)?！彼谝槐竟_(kāi)出版的口述歷史中回憶道，“我進(jìn)一步發(fā)展的希望破滅了?！?/span>

在德州儀器時(shí)，張忠謀已經(jīng)看到了芯片工廠的成本上升，以及這種上升可能阻礙創(chuàng)新方式。他的同事們都渴望通過(guò)新的創(chuàng)新來(lái)開(kāi)創(chuàng)自己的事業(yè)，但從來(lái)沒(méi)有成功過(guò)。

晶圓廠進(jìn)入門(mén)檻太高。張忠謀抓住純代工想法——做一家專(zhuān)注于為他人制造芯片的半導(dǎo)體商業(yè)公司。在中國(guó)臺(tái)灣支持下，他于1987年創(chuàng)立臺(tái)積電。

1987年，這是全球貿(mào)易政策的一個(gè)有利時(shí)刻。里根（Ronald Wilson Reagan）政府制定政策來(lái)對(duì)抗日本半導(dǎo)體生產(chǎn)增長(zhǎng)，但布什（George Walker Bush）政府卻采取一種不干涉方式。

“薯片、電腦芯片，有什么區(qū)別？”布什的經(jīng)濟(jì)顧問(wèn)邁克爾·博斯金（Michael Boskin）說(shuō)過(guò)這樣一句名言。

與臺(tái)積電一樣，韓國(guó)和中國(guó)的企業(yè)開(kāi)始加大芯片制造力度，建造高科技晶圓廠，通常是通過(guò)政府補(bǔ)貼的方式。

1990年代，就連英特爾也開(kāi)始將部分生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到海外。“雖然這一切都在發(fā)生，但我們?nèi)詧?jiān)定地堅(jiān)持市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)原則?！卑雽?dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)（Semiconductor Industry Association）首席執(zhí)行官約翰·諾伊弗（John Neuffer）說(shuō)。當(dāng)時(shí)盛行態(tài)度是不干涉企業(yè)——不讓政府插手。

2010年，蘋(píng)果公司發(fā)布首款定制設(shè)計(jì)芯片A4，由亞洲一家代工工廠生產(chǎn)，這在行業(yè)已經(jīng)司空見(jiàn)慣。但這個(gè)操作讓英特爾尤其不快，在此之前，蘋(píng)果公司設(shè)備中使用的芯片都由英特爾設(shè)計(jì)和制造。

行業(yè)這種劃分已經(jīng)成為常態(tài)，而且一直延續(xù)到今天——最復(fù)雜的芯片很可能仍然在美國(guó)設(shè)計(jì)，但在海外制造。

硅谷仍然名副其實(shí)——但這要?dú)w功于幾十家無(wú)晶圓廠的芯片設(shè)計(jì)創(chuàng)業(yè)公司，而不是晶圓廠。如果沒(méi)有亞洲國(guó)家提供的政府獎(jiǎng)勵(lì)，這種情況不太可能改變。

“美國(guó)的政策是，我們不會(huì)創(chuàng)造贏家，我們要讓資本發(fā)揮作用。”考爾菲爾德說(shuō)，“如果世界上每個(gè)人都這樣做，那將是一種偉大的哲學(xué)?！?/span>

▍制造最尖端芯片的唯二選擇

美國(guó)國(guó)會(huì)議員正在改變路線(xiàn)。

2021年6月，美國(guó)參議院正式通過(guò)名為《美國(guó)創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)法》（U．S． Innovation and Competition Act）。直接目的是，通過(guò)補(bǔ)貼半導(dǎo)體制造與中國(guó)競(jìng)爭(zhēng)。

一位高級(jí)政府官員說(shuō)：“過(guò)去幾年，兩黨越來(lái)越多地達(dá)成共識(shí)，美國(guó)需要在國(guó)內(nèi)進(jìn)行更多投資，以保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，特別是在與中國(guó)進(jìn)行某種戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代?！?/span>

“這是一個(gè)政治疏忽?，F(xiàn)在看來(lái)，這已經(jīng)不單單是一個(gè)疏忽了?！卑雽?dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)的諾伊弗說(shuō)。

特朗普（Donald Trump）政府激進(jìn)的貿(mào)易政策，為共和黨人支持加大經(jīng)濟(jì)干預(yù)打開(kāi)了大門(mén)?，F(xiàn)在他們要求更多。

在保守派智庫(kù)美國(guó)指南針（American Compass）執(zhí)行董事奧倫·卡斯（Oren Cass）看來(lái)：“這確實(shí)是一個(gè)錯(cuò)誤?！笨ㄋ箤雽?dǎo)體視為美國(guó)經(jīng)濟(jì)政策必要轉(zhuǎn)變的終極案例研究。

卡斯說(shuō)：“它們顯然是高科技，是美國(guó)長(zhǎng)期占據(jù)主導(dǎo)地位的領(lǐng)域，顯然涉及國(guó)家安全，而且可以很好地量化誰(shuí)領(lǐng)先誰(shuí)落后?！?/span>

對(duì)拜登（Joe Biden）來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體是刺激美國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)的機(jī)會(huì)。2021年4月，他在白宮舉起一塊閃閃發(fā)光的硅片說(shuō)：“這是基礎(chǔ)?！?/span>

但將領(lǐng)先的半導(dǎo)體制造業(yè)帶回美國(guó)需要數(shù)年時(shí)間。

去年3月，英特爾計(jì)劃斥資200億美元，擴(kuò)建其位于亞利桑那州的、專(zhuān)門(mén)為他人生產(chǎn)芯片的工廠。與臺(tái)積電在亞利桑那州建一個(gè)新工廠（估計(jì)花費(fèi)100億～120億美元甚至更多）不同的是，英特爾無(wú)法生產(chǎn)這種尖端芯片。

更小意味著更快，因?yàn)橐诟】臻g里擠壓更多晶體管。英特爾甚至連7納米節(jié)點(diǎn)都難以上線(xiàn)，而臺(tái)積電正在超越5納米節(jié)點(diǎn)，準(zhǔn)備生產(chǎn)3納米節(jié)點(diǎn)（據(jù)報(bào)道，蘋(píng)果將再次成為其主要客戶(hù)）。

英特爾負(fù)責(zé)美國(guó)政府關(guān)系的副總裁艾爾·湯普森（Al Thompson）說(shuō)，這涉及能力問(wèn)題。“我們將在美國(guó)投入大量資金，創(chuàng)造大量就業(yè)機(jī)會(huì)，讓我們走上一條道路。確保盡自己一份力量，來(lái)保護(hù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全。但要迎頭趕上，還有很長(zhǎng)的路要走?！?/span>

去年4月，硅谷一家名為Cerebras的初創(chuàng)公司發(fā)布一款名為CS－2的新電腦。它不是為Zoom電話(huà)或Netflix派對(duì)準(zhǔn)備的，而是為人工智能領(lǐng)域最復(fù)雜的研究準(zhǔn)備的，比如發(fā)現(xiàn)抗癌藥物或模擬融合反應(yīng)。其核心是一個(gè)具有非凡新設(shè)計(jì)的定制芯片。

Cerebras不是將一個(gè)12英寸的硅片切成數(shù)百個(gè)小芯片，再像打姜餅一樣把每個(gè)芯片都戳出來(lái)。它已經(jīng)找到一種方法來(lái)制造單個(gè)的巨大芯片，就像曲奇蛋糕一樣。智能手機(jī)芯片包含數(shù)十億個(gè)微小晶體管，它們被蝕刻在硅上，就像一座微型城市。Cerebras的定制芯片包含數(shù)萬(wàn)億個(gè)晶體管。

為使其發(fā)揮作用，Cerebras的工程師們找到一種繞過(guò)硅片基本缺陷的方法。通常，它們從一個(gè)鑄塊中切下來(lái)，就像熟食臘腸一樣。如果這些最復(fù)雜晶圓有缺陷，就會(huì)破壞整個(gè)芯片。Cerebras半導(dǎo)體設(shè)計(jì)師和制造商通過(guò)保持每個(gè)芯片都很小，丟棄壞芯片來(lái)解決這個(gè)缺陷問(wèn)題。

Cerebras工程師們創(chuàng)造了一種設(shè)計(jì)。它使用了85萬(wàn)個(gè)相同的塊，就像墻紙，以及一個(gè)可以關(guān)閉任何有缺陷的部分，而不會(huì)損壞整個(gè)芯片系統(tǒng)。大多數(shù)超級(jí)計(jì)算機(jī)將數(shù)千個(gè)獨(dú)立芯片連接在一起。但在這些芯片之間傳輸信息會(huì)減慢速度。大腦把所有信息都保存在一個(gè)巨大芯片上。

Cerebras首席執(zhí)行官安德魯·費(fèi)爾德曼（Andrew Feldman）說(shuō)：“我們找到了一種方法，利用硅以接近光速的速度移動(dòng)信息，并以極小的能量將信息移動(dòng)到其他地方?！?/span>

對(duì)于制藥公司葛蘭素史克和阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室這樣的客戶(hù)來(lái)說(shuō)，它提供了在人工智能領(lǐng)域取得突破所需的動(dòng)力。

這種大膽想法定義了硅谷早期的創(chuàng)新，以及美國(guó)芯片設(shè)計(jì)師持續(xù)不斷的創(chuàng)造力。如果說(shuō)在1960－1970年代，芯片工廠遍布硅谷，那么當(dāng)Cerebras需要為芯片工廠尋找工廠時(shí)，當(dāng)?shù)貐s沒(méi)有其他選擇。

費(fèi)爾德曼意味深長(zhǎng)地說(shuō)：“如果你想制造最尖端的芯片，只有兩個(gè)選擇：你可以游到中國(guó)，也可以向另一個(gè)非軍事區(qū)扔石頭?！彼抵概_(tái)積電和韓國(guó)三星。

2022年2月，美國(guó)眾議院通過(guò)了參議院修改的《2022年美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)法案》，數(shù)十億美元的聯(lián)邦資金將流入半導(dǎo)體行業(yè)，這已經(jīng)是最賺錢(qián)的行業(yè)之一。

但要將這筆投資轉(zhuǎn)化為新的芯片工廠、新的芯片設(shè)計(jì)和新的工程人才渠道，還需要數(shù)年時(shí)間。該行業(yè)的挑戰(zhàn)，不僅僅是趕上中國(guó)臺(tái)灣當(dāng)下的水平，以及中國(guó)計(jì)劃在2025年達(dá)到的水平，而是要在未來(lái)更進(jìn)一步。

3納米節(jié)點(diǎn)比5納米節(jié)點(diǎn)更昂貴。

獨(dú)立芯片制造專(zhuān)家艾莉莎·謝雷爾（Alisa Scherer）說(shuō)：“保持領(lǐng)先所需的資金需要不斷增加。時(shí)間跨度也如此，跳過(guò)一代幾乎不可能。光是環(huán)境許可就需要數(shù)年時(shí)間?！?/span>

“這些不是塔可貝爾（美國(guó)連鎖快餐店），不能把他們打翻。它們不是裝在盒子里送到的。就人工智能芯片而言，臺(tái)積電和三星是唯二選擇，這是我們看到的現(xiàn)實(shí)?！?/span>

在那之前，芯片制造——以及它引起的所有地緣政治和經(jīng)濟(jì)影響，將繼續(xù)依賴(lài)于橫跨大洋的全球網(wǎng)絡(luò)。