<<晶片戰爭 ✰(✯◡✯)✰>>



對台積電最先進的晶片製造廠發動一次導彈襲擊,就可以輕易造成成千上百億美元的損失(把手機、資料中心、汽車、電信網路、其他技術的生產延誤成本加總起來,就非同小可)

章節標題: 前言 矽時代──半導體定義的世界

章節: 9




如今最危及半導體供應的巨變並不是板塊碰撞,而是強權之間的衝突。中國與美國爭奪霸主地位的同時,雙方都把焦點放在掌控運算的未來上,而可怕的是,那個未來取決於一個小島

章節標題: 前言 矽時代──半導體定義的世界

章節: 9




大家常說資料是新石油。然而,我們面臨的真正限制,其實不是資料的取得,而是資料的處理力

章節標題: 前言 矽時代──半導體定義的世界

章節: 9




運算力的生產,根本上是取決於連串的關鍵控制點:機台、化學物、軟體。這些通常是由少數幾家公司生產,有時甚至只有一家公司生產。經濟上,沒有任何產業是如此依賴那麼少數的公司。台灣的晶片每年提供全球37%的新運算力;兩家韓國公司生產全球44%的記憶晶片13;全球所有的極紫外光(EUV)曝光機都是由荷蘭的ASML公司製造

章節標題: 前言 矽時代──半導體定義的世界

章節: 9




即使是製程最簡單的晶片,一旦碰到短缺,也會導致地球另一端的工廠關閉。這一切彷彿是全球化出問題的完美寫照

章節標題: 前言 矽時代──半導體定義的世界

章節: 9




即使是汽車這種有百年歷史的產品,現在通常也內建價值上千美元的晶片。全球大部分的GDP都是由依賴半導體的裝置創造出來的

章節標題: 前言 矽時代──半導體定義的世界

章節: 9




不是每項發明都能開創出成功的新創企業,也不是每家新創企業都能催生出一個轉變世界的新產業。半導體之所以能在社會上普及,是因為有企業開發出量產的新技術,是因為嚴苛的管理者不斷地壓低成本,也是因為充滿創意的創業者想出運用半導體的新方法

章節標題: 前言 矽時代──半導體定義的世界

章節: 9




台積電的Fab 18廠就為iPhone 12內建的一種晶片製造了超過1萬兆(quintillion)個電晶體(1萬兆這個數字有18個零)。去年,晶片業生產的電晶體數量,比人類史上所有其他產業的所有公司生產的所有商品的總和還多。任何東西的產量都無法與之匹敵

章節標題: 前言 矽時代──半導體定義的世界

章節: 9




60年前,一塊先進晶片上的電晶體數量,不是118億個,而是4個

章節標題: 前言 矽時代──半導體定義的世界

章節: 9




隨著工程師學會製造愈來愈小的電晶體,每個晶片上可嵌入的元件數量每年都會增加一倍。這個預測——晶片的運算力將呈指數級成長——後來稱為「摩爾定律」

章節標題: 前言 矽時代──半導體定義的世界

章節: 9




台積電最先進的Fab 18廠正在刻由微小電晶體所組成的微型迷宮,蝕刻出比新冠病毒的一半還小的圖案(約一個粒線體的百分之一大小)

章節標題: 前言 矽時代──半導體定義的世界

章節: 9




晶片業約有四分之一的收入來自手機4。而一部新手機的價格,有一大部分都是花在內建的半導體

章節標題: 前言 矽時代──半導體定義的世界

章節: 9




所有的先進技術——從機器學習到導彈系統,從自駕車到武裝的無人機——都需要先進晶片

章節標題: 前言 矽時代──半導體定義的世界

章節: 9




中國現在每年進口晶片的支出,已經超越進口石油的支出。這些半導體嵌入中國國內消費或出口到世界各地的各種裝置中,從智慧型手機到冰箱,不一而足

章節標題: 前言 矽時代──半導體定義的世界

章節: 9




真空管跟燈泡一樣,經常燒壞。1945年,賓州大學為美軍製造了一台名為ENIAC的先進電腦以計算彈道。它有1萬8千根真空管10。一根真空管平均每兩天就會故障,導致整台機器停擺,技師不得不趕緊找出故障的真空管並換新

章節標題: 01 從鋼到矽

章節: 10




工程師開始以電荷取代早期計算器中的機械齒輪。早期的電腦使用真空管,那是一種包裹在玻璃中的燈泡狀金屬絲。穿過真空管的電流可以開啟與關閉,執行的功能就像上下撥打算盤上的珠子一樣

章節標題: 01 從鋼到矽

章節: 10




即使用機械計算器來輔助,人類的工作速度還是很慢。一個人想要使用「數學表格專案」的成果,必須翻閱那28卷之中的一卷,才能找到特定對數或指數的結果。想算的東西愈多,需要翻閱的頁面就愈多。

章節標題: 01 從鋼到矽

章節: 10




二次大戰是一場工業消耗的衝突,那正是美國希望看到的局面,因為美國要打工業戰才能贏。隨著美國把製造實力轉化為軍力,美國戰時生產委員會(War Production Board)的經濟學家是以銅與鐵、橡膠與石油、鋁與錫來衡量戰爭的成敗

章節標題: 01 從鋼到矽

章節: 10




1948年1月,他已經想出一種新型電晶體,由三塊半導體材料組成。外層那兩塊有多餘的電子,夾在中間那塊則缺少電子。把微小的電流導入夾在中間的那塊,就會產生更大的電流在整個裝置中流動。這種小電流變大電流的轉換過程,跟巴丁與布萊頓的電晶體所展現的放大過程一樣。但蕭克利順著之前提出的「固態開關」理論,發現了其他的用途。他可以操控導入中間那層半導體材料的小電流,藉此開啟與關閉較大的電流

章節標題: 02 開關

章節: 11




多數材料只能讓電流自由地流動(如銅線),或是阻止電流(如玻璃)。半導體則不同,矽與鍺之類的半導體材料本身像玻璃一樣,幾乎不導電。但是加入某些材料並導入電場後,電流就會開始流動

章節標題: 02 開關

章節: 11




諾伊斯跟基爾比一樣,製造了一種積體電路:在一片半導體材料上放了多個電子元件。不過,諾伊斯的版本沒有獨立的電路,這些電晶體是嵌入單一的半導體材料。不久,基爾比與諾伊斯開發的「積體電路」被稱為「半導體」,或簡稱為「晶片」

章節標題: 03 諾伊斯、基爾比,以及積體電路

章節: 12




八名工程師離開蕭克利半導體公司後,決定一起創業。他們用東岸一位百萬富翁的種子基金,創立了快捷半導體(Fairchild Semiconductor)7。 一般普遍認為,這八位叛離蕭克利半導體的工程師是矽谷的開創者。八人之一的尤金.克萊納(Eugene Kleiner)後來創立了全球最強大的創投公司之一凱鵬華盈(Kleiner Perkins)。高登.摩爾(Gordon Moore)負責快捷半導體的研發流程;後來他提出的摩爾定律,描述了運算力的指數型成長。這八人之中最重要的是羅伯特.諾伊斯(Robert Noyce),他是俗稱「八叛逆」(traitorous eight)的領導者,對微電子學充滿了遠見與熱情

章節標題: 03 諾伊斯、基爾比,以及積體電路

章節: 12




基爾比在七月德儀的年度特休期間抵達達拉斯。他才剛加入公司,沒有累積的假期,所以那兩週一個人待在實驗室。由於有很多摸索的時間,他不禁好奇,如何減少串接電晶體所需的電路數量。他沒有使用單獨的矽片或鍺片來製造每個電晶體,而是考慮在同一塊半導體材料上組裝多個元件6。他的同事放完暑假回來時,發現基爾比的概念極具革命性。他們可以把好幾個電晶體嵌入一塊矽片或鍺片。基爾比把這項發明稱為「積體電路」

章節標題: 03 諾伊斯、基爾比,以及積體電路

章節: 12




總部位於達拉斯的德儀,成立之初是生產運用震波來幫石油商決定鑽探地點的設備。二戰期間,美國海軍為了追蹤敵方潛艇,徵召德儀生產聲納設備

章節標題: 03 諾伊斯、基爾比,以及積體電路

章節: 12




獲得義勇兵二型導彈的合約,一舉改變了德儀的晶片業務。德儀的積體電路以前的訂單是以幾十個為單位,但由於大家擔心美蘇之間的「導彈落差」,不久德儀的訂單變成以數千個為單位

章節標題: 04 登月

章節: 13




「太空總署相信積體電路可引導太空人登月」,這對公司來說是極重要的口碑。快捷半導體的Micrologic晶片不再是沒經過檢驗過的技術,而是用在最嚴酷、最惡劣的環境中:外太空

章節標題: 04 登月

章節: 13




把阿波羅11號送上月球的電腦,重31公斤,占用約1立方英尺的空間,比賓州大學那台在二戰期間計算火炮軌跡的ENIAC電腦小了1000倍

章節標題: 04 登月

章節: 13




諾伊斯晶片的第一個大訂單是來自美國太空總署(NASA)。1960年代的太空總署為了把太空人送上月球,擁有龐大的登月預算。隨著美國決心登月,太空總署委任麻省理工學院(MIT)儀控實驗室(Instrumentation Lab)的工程師,為阿波羅太空船設計導引電腦(guidance computer),那台裝置肯定是有史以來最複雜的電腦之一

章節標題: 04 登月

章節: 13




一般普遍認為,蕭克利是他的世代中最卓越的理論物理學家之一。他最終放棄了追求財富及登上《華爾街日報》的夢想,在奠定電晶體的理論方面,貢獻卓著。但是真正把蕭克利的電晶體變成實用的產品(晶片),並將它賣給美國軍方,同時學習如何量產的,則是那八名拋棄蕭克利公司的叛逆工程師,以及德州儀器的另一群人

章節標題: 05 迫擊炮與量產

章節: 14




在喜萬年三年後,張忠謀被德儀錄取,搬到德州達拉斯——他記得那裡是「牛仔之鄉」,是「一塊牛排95美分」的地方。他在德儀負責經營專為IBM電腦生產的一條電晶體生產線

章節標題: 05 迫擊炮與量產

章節: 14




在德儀落實萊斯羅普的微影成像技術,需要新的材料與新的製程。柯達光阻劑的純度不足以量產,因此德儀自己買了離心機,對柯達提供的化學物質再加工。萊斯羅普為了尋找「光罩」,搭火車跑遍了全美各地。這種光罩是用來把光影精確地投射在覆蓋著光阻劑的半導體材料上,以蝕刻電路。但跑遍全美各地後,他的結論是現有的光罩都不夠精準,所以德儀也決定自己生產光罩。基爾比的積體電路所需要的是超純矽,遠比任何公司銷售的還純。因此,德儀也開始生產自己的矽晶圓

章節標題: 05 迫擊炮與量產

章節: 14




萊斯羅普在一塊鍺片上塗了柯達的一種光阻劑,那種化學物質在光照下會消失。接著,他把顯微鏡顛倒過來,在鏡頭上蓋上一個圖案,讓光只能穿過一個矩形區域。光線照過圖案,透過鏡頭照出一個矩形。當光線聚焦到塗了光阻劑的鍺片時,顛倒的顯微鏡縮小了尺寸,讓光線創造出一個形狀完美的微小矩形圖案。光線照射到光阻劑時,化學結構發生變化,使光阻劑消失,留下一個微小的矩形洞,遠比任何蠟球還小,而且形狀更精確。不久,萊斯羅普發現,他也可以添加一層超薄的鋁層來連接鍺片與外部電源,藉此印出「電路」

章節標題: 05 迫擊炮與量產

章節: 14




第一個為商業市場生產的積體電路是用於Zenith的助聽器4,那最早是為太空總署的衛星設計的。挑戰在於如何製造出一般民眾買得起的晶片

章節標題: 06 「我 ― 要 ― 去 ― 賺 ― 大 ― 錢」

章節: 15




1959年,美國中央情報局(CIA)的報告發現,美國生產的電晶體在質與量上只比蘇聯領先二到四年2。至少有幾名早期的蘇聯交換學生是蘇聯國家安全委員會(KGB)的特務(當時只有被懷疑,直到幾十年後才證實),他們透過學生交流來達成蘇聯的國防工業目標

章節標題: 07 蘇聯矽谷

章節: 16




相較於幾乎所有的科技,半導體技術正飛速前進。電晶體的尺寸與耗電量都在縮小,一平方吋的矽片上可放入的運算力,約每兩年就增加一倍。科學界找不到發展那麼快的其他技術了,所以在半導體業竊取去年的設計,根本是毫無希望的策略

章節標題: 08 「給我抄!」

章節: 17




晶片製程的每一步都涉及專業知識,那些知識很少在特定的公司以外分享。這種專業技術甚至往往不會寫下來

章節標題: 08 「給我抄!」

章節: 17




據悉,去美國的蘇聯交換學生表示,他們從蕭克利的課堂上很少學到在莫斯科學不到的東西2。事實上,蘇聯有世界上最頂尖的理論物理學家。2000年,基爾比終於因發明積體電路而榮獲諾貝爾物理學獎時(當時積體電路的共同發明者諾伊斯已過世),是與俄羅斯科學家艾費洛夫(Zhores Alferov)共同得獎

章節標題: 08 「給我抄!」

章節: 17




在盛田昭夫的協助下,德儀經歷了官僚百態又喝了許多綠茶後,日本官方終於批准德儀在日本開設半導體廠。對盛田昭夫來說,這又是一次大成功,使他搖身變成太平洋兩岸最著名的日本企業家之一

章節標題: 09 電晶體推銷員

章節: 18




1959年,美國電子業協會(Electronics Industries Association)向美國政府求助,以免那些從日本進口的產品破壞「國家安全」及他們的淨利15。但是,讓日本建立電子業是美國冷戰策略的一部分。因此,1960年代的美方從未針對這個問題對日方施加太大的壓力

章節標題: 09 電晶體推銷員

章節: 18




1967年,德儀的董事長海格底要求基爾比設計一台半導體啟動的手持計算機。然而,德儀的行銷部認為,廉價的手持計算機沒什麼市場,因此那項專案一直停滯不前。日本的夏普電子(Sharp Electronics)不認同那個觀點,他們把加州生產的晶片放進計算機中。那種計算機遠比任何人想像的還簡單,也更便宜。夏普這次成功的出擊,確保了1970年代生產的多數計算機都是日本製的

章節標題: 09 電晶體推銷員

章節: 18




索尼擅長發掘新市場,以及利用矽谷最新的電路技術,為那些市場推出令人矚目的產品。盛田昭夫表示:「我們的計畫是用新產品引導大眾,而不是問大眾想要什麼產品。大眾不知道什麼東西可能生產出來,但我們知道10。」

章節標題: 09 電晶體推銷員

章節: 18




1946年4月,日本仍是一片廢墟時,盛田昭夫與前同事井深大合創了一家電子企業,不久就把公司改名為索尼(Sony),名稱來自sonus(拉丁語的「聲音」)及美國暱稱Sonny

章節標題: 09 電晶體推銷員

章節: 18




二戰結束時,有些美國人原本認為應該剝奪日本的高科技產業,作為日本發動殘酷戰爭的懲罰。然而,日本投降後不到兩年,美國的國防官員就採取了「強大的日本比弱小的日本是更好的風險。」

章節標題: 09 電晶體推銷員

章節: 18




斯波克的一位同事回憶道:「中國的勞工,在那裡工作的女孩,超出了我們的預期。」快捷半導體的高層認為香港裝配工人的速度似乎是美國人的兩倍。一位高層指出,而且他們更「願意忍受單調的工作」

章節標題: 10 電晶體女孩

章節: 19




戴維斯上校給德儀九個月的時間及9.9萬美元,來製造及交付這種雷射導引炸彈。這種炸彈設計簡單,很快就通過空軍的測試。1972年5月13日,美軍的軍機在頷龍橋投下24枚炸彈。這座橋在那天以前一直屹立在數百個彈坑之間,彷彿一座紀念碑,紀念著二十世紀中葉轟炸戰術的不精確。這次,美國的炸彈直接命中目標

章節標題: 11 精準打擊

章節: 20




沃德知道「便宜又常見」的武器才是最佳武器,因為這樣才能確保它們常在訓練與戰場上使用7。微電子的設計必須盡可能簡單,因為每個必須焊接的連結都會增加不可靠性。電子設計愈簡單,系統就越愈可靠,也愈省電

章節標題: 11 精準打擊

章節: 20




1970年代末期,美國半導體公司在國際雇用了數萬名工人,主要分布在南韓、台灣與東南亞9。德州與加州的晶片製造商、亞洲的獨裁者,以及亞洲許多半導體組裝廠的勞工(大多是華裔)之間,形成了一個新的國際聯盟

章節標題: None

章節: 21




1970年代末期,美國半導體公司在國際雇用了數萬名工人,主要分布在南韓、台灣與東南亞9。德州與加州的晶片製造商、亞洲的獨裁者,以及亞洲許多半導體組裝廠的勞工(大多是華裔)之間,形成了一個新的國際聯盟

章節標題: 12 供應鏈布局

章節: 21




在達拉斯,張忠謀積極鼓勵德儀的同事在台灣設廠。許多人後來把生於中國的張忠謀說成「回到」台灣,但1968年其實是他首度踏上台灣

章節標題: 12 供應鏈布局

章節: 21




隨著美國人對於在亞洲的軍事承諾態度轉向懷疑,台灣亟需把台美關係多樣化。那些對保衛台灣不感興趣的美國人,可能願意捍衛德儀。台灣島上設立的半導體廠愈多,台灣與美國的經濟關係愈密切,台灣就愈安全

章節標題: 12 供應鏈布局

章節: 21




把一個微型電晶體和一個電容器結合起來,變成一種微型的儲存裝置,可以充電(1)或不充電(0)。由於電容器用久會漏電,所以丹納德的想法是透過電晶體對電容器反覆充電。這種晶片稱為動態(因一再充電)隨機存取記憶體,簡稱DRAM

章節標題: None

章節: 22




英特爾推出一款名為4004的晶片,並形容那是世界第一款微處理器——就像英特爾在廣告中所說的,「晶片上的可程式化微處理器」。它可以應用在許多不同類型的設備上,並在運算界掀起一場革命

章節標題: 13 英特爾的改革者

章節: 22




霍夫因此認為,設計一種標準化的邏輯晶片,搭配一個功能強大的記憶體晶片,內建不同類型的軟體程式設計,就可以計算許多不同的東西,而且這種設計很快就會變得更便宜

章節標題: 13 英特爾的改革者

章節: 22




英特爾打算主宰DRAM晶片事業。記憶體晶片不需要專門設計,因此相同設計的晶片可用於許多不同類型的設備,這使得量產變得可能。相反的,另一種主要類型的晶片(負責「運算」,而非「記憶」)是專門為每種設備設計的,因為每種設備的運算問題都不一樣

章節標題: 13 英特爾的改革者

章節: 22




把一個微型電晶體和一個電容器結合起來,變成一種微型的儲存裝置,可以充電(1)或不充電(0)。由於電容器用久會漏電,所以丹納德的想法是透過電晶體對電容器反覆充電。這種晶片稱為動態(因一再充電)隨機存取記憶體,簡稱DRAM

章節標題: 13 英特爾的改革者

章節: 22




1970年代以前,電腦通常不是使用矽晶片來記憶資料,而是使用一種名為磁芯(magnetic core)的裝置,那是一種由微小金屬環所組成的矩陣,用電線網格串在一起。一個金屬環被磁化時,它會為電腦儲存1;未磁化的金屬環則是0。把金屬環連在一起的電路網,可以打開或關閉每個金屬環的磁性,並「讀取」特定的金屬環是1、還是0。然而,記憶1與0的需求正大幅增加,那些金屬環與電路能縮小的程度有限。如果把這些組件再縮得更小,裝配工人根本無法以手工的方式把它們編在一起

章節標題: 13 英特爾的改革者

章節: 22




諾伊斯與摩爾離開快捷的速度,跟十年前他們離開蕭克利的新創企業一樣快。他們離開後共同創辦了英特爾(Intel),代表Integrated Electronics(集成電子)之意

章節標題: 13 英特爾的改革者

章節: 22




「突擊破壞者」(Assault Breaker)8,他們想像一種可以識別敵人目標並向地面處理中心提供位置資訊的空中雷達,地面處理中心接著會整合雷達的資料與來自其他感測器的資訊。陸基飛彈(ground-based missile)將可以透過與空中雷達通訊,把飛彈導向目標。在降落過程中,飛彈可以釋放能各自瞄準目標的子彈藥

章節標題: 14 國防部的抵銷策略

章節: 23




戰斧巡弋飛彈(Tomahawk missile)這樣的新系統7,就需要仰賴遠比鋪路雷射導引炸彈還要複雜的導引系統,使用雷達高度計掃描地面,然後與預先載入導彈電腦中的地形互相比對。這樣一來,導彈就算偏離航道也可以重新定向。這類導引技術在幾十年前就已經有人提出理論,但直到強大的晶片小到可以裝進巡弋飛彈中,才終於實現

章節標題: 14 國防部的抵銷策略

章節: 23




1979年,就在安德森簡報美國晶片有品質問題的幾個月前,索尼推出徹底改變音樂產業的隨身聽(Walkman),每台隨身聽都內建五個該公司最先進的積體電路5。突然間,全世界的青少年都可以把最喜歡的音樂放進口袋,啟動那台裝置的積體電路是由矽谷率先研發,但是由日本發展出來的。索尼在全球售出3.85億台隨身聽6,使隨身聽成為史上最熱賣的消費性裝置之一。這可說是最純粹的創新,而且是日本製

章節標題: 15 競爭激烈

章節: 24




盛田昭夫知道,模仿只會造就二流地位與二流利潤。他鼓勵工程師不僅要製造最好的收音機與電視,更要想像全新的產品類型

章節標題: 15 競爭激烈

章節: 24




1980年代,消費電子產品已經成為日本的專長,其中又以索尼帶頭推出新的消費品,從美國的競爭對手那裡奪取了市占率。起初,日本公司靠著模仿美國競爭對手的產品,並以更高的品質與更低的價格來製造產品,藉此打敗對手

章節標題: 15 競爭激烈

章節: 24




1985年,日本公司在半導體上的資本支出,占全球資本支出的46%,而美國占35%。到了1990年,這兩個數字之間的落差更懸殊了,日本公司在晶片製造設施與設備方面的投資占全球投資的一半。只要日本銀行願意放貸,日本的執行長就會繼續建造新的設施

章節標題: 16 與日本開戰

章節: 25




矽谷最大的劣勢是高昂的資金成本。他抱怨日本人「為資本支付6%,或許7%的成本。我最好的時候,至少也要付出18%9。」建造先進的製造設施,成本高得驚人,因此信貸成本極其重要。下一代晶片約每兩年就會出現,需要新的設施與新的機台。1980年代,由於美國的聯準會試圖打擊通膨,美國的利率高達21.5%

章節標題: 16 與日本開戰

章節: 25




潛入競爭對手的設施是非法的,但密切注意競爭對手是矽谷的日常。此外,指責競爭對手挖角、竊取概念與智慧財產權也很常見。畢竟,美國的晶片製造商一直互相告來告去。例如,快捷與德儀打了10年的訴訟才解決積體電路究竟是諾伊斯發明的、還是基爾比發明的問題。晶片公司也常挖走競爭對手的資深工程師,希望獲得經驗豐富的人才,同時瞭解競爭對手的生產流程

章節標題: 16 與日本開戰

章節: 25




美國晶片製造商的DRAM災難,某種程度上也與GCA的市占率崩跌有關。贏過矽谷的日本DRAM公司比較喜歡向日本的工具製造商採購機台,使Nikon受惠,GCA受挫。然而,GCA的問題大多是自己造成的,不可靠的設備,再加上糟糕的客服,導致業績節節下滑。學者是以複雜的理論來說明,日本的大型集團為何比美國的新創企業更擅長製造。但最根本的現實是,GCA並未聽取客戶的意見

章節標題: 17 「出產垃圾」

章節: 26




但GCA已經不再壟斷市場了。格林伯格停止採購Nikon的透鏡後,Nikon就決定自己製造步進曝光機。它從GCA買來一台機器,逆向拆解出製作方法。不久,Nikon的市占率就超越了GCA

章節標題: 17 「出產垃圾」

章節: 26




1978年,GCA推出第一台步進曝光機6,訂單開始湧入。在推出步進曝光機以前,GCA每年從軍事合約獲得的收入從未超過5000萬美元,但現在它獨家生產這種價值非凡的機器,營收很快就飆破了3億美元,連股價也跟著飆漲

章節標題: 17 「出產垃圾」

章節: 26




珀金埃爾默(Perkin Elmer)是康乃狄克州諾沃克(Norwalk)的一家小型製造商,二戰期間曾為美軍生產投彈瞄準器3,也為冷戰時期的衛星與偵察機生產鏡頭。該公司發現這項技術可以用於半導體的微影成像,並開發了一種晶片掃描器,以近乎完美的精準度,對齊矽晶圓與微影成像的光源

章節標題: 17 「出產垃圾」

章節: 26




二戰結束後美國占領日本時,制定了日本憲法,使軍國主義不可能復甦。不過,1951年兩國簽署共同防禦條約後,美國開始謹慎地鼓勵日本重整軍備,尋求日本在軍事上一起對抗蘇聯。日本同意了,但把軍事支出限制在日本GDP的1%左右。這樣做是為了安撫日本的鄰國,因為他們對日本戰時的擴張主義記憶猶新。不過,由於日本沒有大舉投資武器,它有更多的資金可以投資在其他地方。美國的國防開支是其經濟規模的五到十倍。日本專注於經濟成長,而美國則承擔了捍衛日本的重責大任

章節標題: 18 1980年代的原油

章節: 27




1980年代中期的趨勢持續下去,日本將會主導DRAM產業,迫使美國的主要生產商倒閉。美國可能會發現,美國對外國晶片與半導體製造設備的依賴程度,甚至比阿拉伯禁運最嚴重的時期,美國對石油的依賴還大

章節標題: 18 1980年代的原油

章節: 27




1973年與1979年的石油禁運,讓許多美國人意識到依賴外國生產的風險。當阿拉伯國家為了懲罰美國支持以色列,開始削減石油出口時,美國經濟就陷入痛苦的衰退。10年的停滯性通貨膨脹與政治危機接踵而至。美國的外交政策開始把焦點放在波斯灣,以確保當地的石油供給。卡特總統宣布該區是「美國的緊要利益」之一。雷根總統派遣美國海軍去護送運油船進出波斯灣。老布希總統與伊拉克開戰,部分原因也是為了解放科威特的油田。當美國說石油是一種「戰略」商品時,它是以軍力來支持這個主張

章節標題: 18 1980年代的原油

章節: 27




1980年代,飛機、汽車、攝影機、微波爐,或索尼的隨身聽也要靠積體電路才能運作。這時,每個美國人的家中與汽車裡都有半導體,很多人每天都會用到幾十個晶

章節標題: 18 1980年代的原油

章節: 27




半導體製造技術聯盟規劃了一些有關可靠性與良好管理技巧的研討會9,提供類似迷你MBA的課程。它也開始在設備公司與晶片製造商之間協調生產計畫。如果微影成像或沉積設備還沒準備好,晶片製造商就沒必要準備新一代的晶片製造技術。除非晶片製造商已經準備好使用新機器,否則設備公司並不想推出新機器。半導體製造技術聯盟幫他們把生產計畫調成一致

章節標題: 19 死亡螺旋

章節: 28




諾伊斯可說是半導體製造技術聯盟中最支持GCA的人,1990年,他在晨泳後不幸因心臟病發而過世。他創立了快捷與英特爾,發明了積體電路,並把支撐所有現代運算的DRAM晶片與微處理器加以商業化。然而,事實證明,微影成像技術面對諾伊斯的魔法,依然回天乏術。1993年,擁有GCA的通用訊號公司(General Signal)宣布將出售或關閉GCA

章節標題: 19 死亡螺旋

章節: 28




1986年,隨著關稅威脅的迫近,美國與日本達成一項協定。日本政府同意對其DRAM晶片的出口實施配額,限制日本向美國出售的晶片數量。由於供給減少,該協議推高了日本以外地區DRAM晶片的價格,損害了美國電腦廠商的利益,因為美國電腦廠商可說是日本晶片的最大買家。

章節標題: 19 死亡螺旋

章節: 28




然而,隨著日本DRAM市占率的成長,光是減稅及加強智慧財產權的保護似乎還不夠。國防部不願把國防工業的基礎押在智慧財產權的未來影響上。矽谷的執行長於是遊說政府提供更多協助

章節標題: 19 死亡螺旋

章節: 28




許多經濟學家認為「戰略意義」並沒有很清楚的定義。難道半導體比噴射引擎更有「戰略意義」嗎?比工業機器人更有戰略意義嗎?雷根政府內一位經濟學家所提出的質問被廣泛的引用:「薯片和晶片有什麼區別?(英文都是chips),百元薯片或百元晶片,都是一百美元啊3。」

章節標題: 19 死亡螺旋

章節: 28




然而,《一個可以說NO的日本》之所以引發爭議,並不是因為書中的觀點,而是因為書中點出的事實。美國在記憶體晶片領域已經明顯落後了。這種趨勢要是持續下去,地緣政治的轉變難免會隨之而來

章節標題: None

章節: 29




《一個可以說NO的日本》真正讓美國害怕的是,它不僅闡述一種零和心態的日本民族主義,石原慎太郎還找到一種脅迫美國的方法。石原慎太郎認為,日本不需要服從美國的要求,因為美國依賴日本的半導體

章節標題: 20 一個可以說NO的日本

章節: 29




在《一個可以說NO的日本》中所發表的文章,呼籲日本擺脫霸道專橫的美國,因為美國對日本頤指氣使已經太久了。石原慎太郎的一篇文章宣稱:「我們不要屈服於美國的恫嚇!」另一篇文章又主張:「抑制美國!」日本的極右派對於日本在美國主導的世界中屈居次等地位,一直非常不滿

章節標題: 20 一個可以說NO的日本

章節: 29




英特爾與德儀擁有許多技術,但就是無法讓業務持續運轉。美光那些鬥志高昂的愛達荷工程師靠著創意及削減成本的技巧,擊敗了太平洋兩岸的競爭對手。美國晶片業經歷了十年的痛苦煎熬後終於反敗為勝,這一切要歸功於美國最強大的馬鈴薯農所展現的經商智慧

章節標題: 21 薯片大王

章節: 30




在矽谷,萬一你的公司關門大吉,你可以沿著101號公路開車去下一家晶片公司或電腦製造商求職。相較之下,美光是在波夕市,一名員工解釋:「我們沒別的事可做,就只能製作DRAM,不做DRAM就完了。」另一位員工回憶道,公司充滿了一種「勤奮、藍領的工作氛圍」,一種類似「血汗工廠的心態」

章節標題: 21 薯片大王

章節: 30




到了1980年代中期,美光使用的生產步驟比競爭對手少得多,採用的設備也比較少,又進一步削減了成本。他們調整了從珀金埃爾默、ASML買來的微影成像機台,把它改得比製造商自認可達到的水準還要精確。他們也改裝爐管,使它能每次烘烤250個矽晶圓,而不是業界標準的150個。製程中的每一步,只要能處理更多的晶圓或減少生產時間,就能降低價格

章節標題: 21 薯片大王

章節: 30




美光決定直接投入日本DRAM廠商所在的市場,挑戰他們,但做法是大幅削減成本。不久,美光發現,關稅可能會有幫助,於是他們改弦易轍,積極遊說政府對進口的日本DRAM晶片徵收關稅。他們指責日本廠商以低於成本的價格在美國傾銷晶片,損害美國廠商的利益

章節標題: 21 薯片大王

章節: 30




當矽谷所有的科技巨擘在日本的衝擊下紛紛抽離DRAM晶片事業時,辛普洛憑直覺就知道,帕金森兄弟這時進入記憶體市場正是時候。像他這種馬鈴薯農清楚地看到,日本的競爭已經把DRAM晶片變成一種大宗商品市場。他接觸大宗商品的經驗非常豐富,知道收購大宗商品企業的最佳時機是在價格低迷、其他人都破產的時候。辛普洛決定投資美光100萬美元

章節標題: 21 薯片大王

章節: 30




隨著電腦進駐每個辦公室與許多家庭,電腦價格急劇下降。除了蘋果的電腦以外,幾乎每台個人電腦都使用英特爾的晶片與微軟的Windows軟體——兩者的設計就是為了平順地一起運作。英特爾進入個人電腦時代時,幾乎壟斷了個人電腦的晶片銷售

章節標題: 22 顛覆英特爾

章節: 31




爾新採用的製造方法稱為「完全複製」。一旦確定某套生產流程最有效,他們就會在英特爾的所有工廠內複製同一套流程。在這之前,工程師一直是以微調英特爾的流程為榮。現在公司要求他們別想了,直接複製。一位員工回憶道:「這是很大的文化問題。」因為裝配線的嚴謹取代了自由放任的矽谷風格。巴雷特坦言:「大家覺得我很獨裁。」但「完全複製」這招奏效了

章節標題: 22 顛覆英特爾

章節: 31




葛洛夫對「控制」的熱愛,勝過了一切,這也是1963年摩爾把他拉進快捷半導體的原因:解決公司的生產問題。後來葛洛夫跟隨諾伊斯與摩爾到英特爾時,他也被賦予同樣的角色。在一種揮之不去的恐懼感驅使下,葛洛夫的餘生都沉浸在公司的生產流程與事業的每個細節中

章節標題: 22 顛覆英特爾

章節: 31




最後,英特爾決定放棄記憶體市場,把DRAM市場拱手讓給日本人,專注為個人電腦生產微處理器。這對一家靠DRAM起家的公司來說,是一次大膽的賭注。「破壞性創新」在克里斯汀生的理論中聽起來很有吸引力,但實務上做起來痛苦極了

章節標題: 22 顛覆英特爾

章節: 31




克里斯汀生教授以「破壞性創新」理論著稱。該理論是指新技術顛覆了現有的公司。隨著DRAM產業的衰退,葛洛夫意識到曾是創新代名詞的英特爾,如今正遭到顛覆。到了1980年代初期,摩爾仍在英特爾扮演要角,但葛洛夫是英特爾的總裁,負責日常營運。葛洛夫在暢銷著作《10倍速時代:唯偏執狂得以倖存》(Only the Paranoid Survive)中描述他的管理理念:「對競爭的恐懼,對破產的恐懼,對犯錯的恐懼,對失敗的恐懼,都可能是強大的動力。」

章節標題: 22 顛覆英特爾

章節: 31




1980年,英特爾獲得美國電腦巨擘IBM的一份小合約,為一種名叫「個人電腦」的新產品製造晶片5。IBM與一個名叫比爾.蓋茲的年輕程式設計師簽約,請他為這台電腦的作業系統編寫軟體。1981年8月12日,在華爾道夫飯店的大宴會廳裡(背後是華麗的壁紙與厚重的簾幕),IBM宣布推出個人電腦,售價1565美元,包含一台笨重的主機、一個箱型顯示器、一個鍵盤、一台印表機及兩個磁碟機,內建一個小小的英特爾晶片

章節標題: 22 顛覆英特爾

章節: 31




當生產記憶體晶片的美國公司大多瀕臨破產時,其實很難證明DRAM技術特別有價值。矽谷的公司大多很樂於與南韓公司合作,讓他們削價與日本對手競爭,幫南韓變成全球一大記憶體晶片的製造中心。背後的邏輯很簡單,誠如AMD創辦人桑德斯所說的:「我的敵人的敵人,就是我的朋友9。」

章節標題: 23 我的敵人的敵人——韓國崛起

章節: 32




美國不僅為韓國的DRAM晶片提供了市場,也提供了技術。由於矽谷的DRAM廠商大多瀕臨倒閉,他們對於把先進技術轉移給韓國幾乎沒什麼猶豫。李秉喆提議向資金拮据的記憶體晶片公司美光取得64K DRAM設計的授權,並在過程中與其創辦人沃德.帕金森成為朋友。當時沃德亟需資金,熱切地答應授權,即使那意味著三星會學到他們的許多製程

章節標題: 23 我的敵人的敵人——韓國崛起

章節: 32




英特爾為韓國DRAM廠商的崛起歡呼。1980年代,包括英特爾在內的幾家矽谷公司與三星簽約,成立合資企業,銷售三星代工的晶片。他們打的如意算盤是,協助韓國的晶片業,可望降低日本對矽谷的威脅

章節標題: 23 我的敵人的敵人——韓國崛起

章節: 32




南韓的科技公司就像日本一樣,不是從車庫中誕生的,而是從那些能夠獲得廉價的銀行貸款及政府支持的大型財團中誕生的。1983年2月,李秉喆度過緊張、無眠的一晚之後,打電話告訴三星電子部門的負責人:「三星將生產半導體。」他表示,他要把公司的未來押在半導體上,並準備投入至少1億美元

章節標題: 23 我的敵人的敵人——韓國崛起

章節: 32




1980年代初期,李秉喆察覺環境變了。1980年代,矽谷與日本之間激烈的DRAM競爭提供了一個契機。與此同時,南韓政府也把半導體列為優先產業。正在思索三星的未來的李秉喆,於1982年的春天前往加州,參觀了惠普的設施,他對惠普的技術驚歎不已。如果惠普能夠從帕羅奧圖的小車庫發展成科技巨擘,像三星這樣賣魚乾與蔬菜的商店肯定也能做到

章節標題: 23 我的敵人的敵人——韓國崛起

章節: 32




李氏家族的家訓第一條就是「事業報國」3。他從販賣魚乾與蔬菜起家,接著多角化投入糖、紡織、化肥、營建、銀行、保險等事業。他把韓國在1960年代與1970年代的經濟榮景,視為他事業報國的證據。然而,批評者說,1960年他已是韓國首富,他的財富根本是這個國家與貪腐政客為他服務的證據

章節標題: 23 我的敵人的敵人——韓國崛起

章節: 32




三星變成了半導體巨擘,這一切要歸功於兩個有影響力的盟友:美國晶片業與南韓政府。矽谷擊敗日本的一個策略關鍵,就是在亞洲尋找更便宜的供給來源。李秉喆認為這是三星能輕鬆勝任的角色

章節標題: 23 我的敵人的敵人——韓國崛起

章節: 32




雅各布、維特比與幾位同事創立了高通無線通訊公司(Qualcomm,縮寫自quality communications)。他們認為,隨著微處理器變得愈來愈強大,不久就可以把更多的訊號塞入現有的頻譜頻寬中。最初,雅各布獲得DARPA與NASA的合約,建造太空通訊系統。1980年代末期,高通把業務多元化,跨入民用市場,為卡車運輸業推出衛星通訊系統。

章節標題: 24 「這就是未來」

章節: 33




康維與米德最終開發出一套數學的「設計規則」,為自動化晶片設計奠定了基礎。設計師採用康維與米德的方法,就不必畫出每個電晶體的位置,而是從他們的技術所促成的「可互換元件庫」抓出來繪圖。米德喜歡把自己想像成約翰尼斯.古騰堡(Johannes Gutenberg),古騰堡把圖書生產加以機械化,讓作家可以專注於寫作,讓印刷商可以專注於印刷。不久,麻省理工學院就邀請康維去開課,傳授這種晶片設計方法。她的每個學生都設計了自己的晶片,接著把設計送到晶圓廠製造。六週後,從未踏進晶圓廠的學生,就可以從郵件收到運作正常的晶片。古騰堡時刻來臨了

章節標題: 24 「這就是未來」

章節: 33




康維是傑出的電腦科學家3,但跟她交談過的人都會發現,她腦中充滿了多元領域的知識,從天文學到人類學,再到歷史哲學,可說是包羅萬象。她解釋,1968年她因動了變性手術而被IBM解雇,在1973年以「隱姓埋名」的方式加入全錄4。她很驚訝地發現,矽谷的晶片製造商比較像藝術家,而不是工程師。晶片製造者是以高科技的工具搭配簡單的鑷子,在每一塊矽片上製造出極其複雜的圖案,但他們的設計方法竟然像中世紀的工匠那樣

章節標題: 24 「這就是未來」

章節: 33




1985年,美國中情局仔細研究了蘇聯的微處理器,發現蘇聯生產的晶片完美複製了英特爾與摩托羅拉的晶片,他們的技術總是落後美國五年

章節標題: 25 蘇聯KGB技術局

章節: 34




最後一個挑戰是,蘇聯缺乏國際供應鏈15。矽谷藉由與美國的冷戰盟友合作,打造出一種超有效率的全球化分工。日本引領了記憶體晶片的生產,美國生產較多的微處理器,日本的Nikon與Canon以及荷蘭的ASML瓜分了微影成像設備市場。東南亞的工人包辦了大部分的最後組裝。

章節標題: 26 抵銷策略的影響

章節: 35




蘇聯幾乎沒有消費市場,所以它生產的晶片只有西方產量的一小部分。一位蘇聯的消息人士估計,光是日本在微電子方面的資本投資就是蘇聯的八倍

章節標題: 26 抵銷策略的影響

章節: 35




在正常情況下,設計晶片已經夠難了。一邊設計晶片,還要一邊對抗KGB,更是不可能

章節標題: 26 抵銷策略的影響

章節: 35




裴瑞鼓吹國防部接受摩爾定律,蘇聯的晶片製造業卻因能力匱乏,而要求該國的武器設計師盡可能少用複雜的電子設備。在1960年代,這是可行的方法,但是到了1980年代,這種不願跟上微電子進步的做法,使蘇聯的系統將維持在「智障」狀態,但美國的武器正朝著「智慧化」發展

章節標題: 26 抵銷策略的影響

章節: 35




裴瑞在1970年代末期鼓吹國防部開發的新技術,效果甚至超出他自己的預期。伊拉克的軍隊配備了蘇聯的國防業所生產的一些最佳裝備,但是面對美國的攻擊時完全束手無策

章節標題: 27 戰爭英雄

章節: 36




波斯灣戰爭開打時,鋪路雷射導引炸彈已成為軍方的首選武器,原因與整個電腦業普遍採用英特爾的微處理器相同:大家都懂這種炸彈,易於使用,成本較划算

章節標題: 27 戰爭英雄

章節: 36




1981年,在DRAM巨擘東芝,中階工廠管理者舛岡富士雄開發出一種新型的記憶體晶片。這種晶片與DRAM不同,即使在斷電後仍可持續「記憶」資料5。東芝忽視了這項發現,所以是英特爾把這種新型的記憶體晶片推向市場,這種晶片通常稱為「快閃記憶體」或NAND

章節標題: None

章節: 37




日本的DRAM公司因為擁有龐大的市占率又沒什麼資金限制,而一直忽視微處理器的市場,直到為時已晚。因此,個人電腦革命的主要受益者是美國晶片公司。日本股市崩盤時,日本在半導體業的主導地位已經受到侵蝕

章節標題: 28 「冷戰結束,你們贏了」

章節: 37




1981年,在DRAM巨擘東芝,中階工廠管理者舛岡富士雄開發出一種新型的記憶體晶片。這種晶片與DRAM不同,即使在斷電後仍可持續「記憶」資料5。東芝忽視了這項發現,所以是英特爾把這種新型的記憶體晶片推向市場,這種晶片通常稱為「快閃記憶體」或NAND

章節標題: 28 「冷戰結束,你們贏了」

章節: 37




在晶片業,張忠謀的代工模式藉由降低創業成本,促成了數十家新「作者」,也就是無晶圓廠的晶片設計公司,這些公司把運算力嵌入各種設備中,藉此改變了科技業

章節標題: 29 在台灣建立半導體產業

章節: 38




台積電的成立,讓所有的晶片設計公司有一個可靠的合作夥伴。張忠謀承諾台積電永遠不會設計晶片,只專注於製造晶片。台積電不與客戶競爭,只要客戶成功,台積電就會成功

章節標題: 29 在台灣建立半導體產業

章節: 38




台積電早期成功的一個關鍵因素,是與美國晶片業的緊密關連12。該公司的多數客戶是美國的晶片設計公司,許多高層員工曾在矽谷工作。1991年至1997年,張忠謀聘僱德儀的另一位前高階主管唐.布魯克(Don Brooks)擔任台積電的總經理。布魯克回憶道:「向我彙報的下屬,亦即我下面兩級的員工,大多有在美國工作的經驗。他們在美國時,曾在摩托羅拉、英特爾或德儀工作過。」

章節標題: 29 在台灣建立半導體產業

章節: 38




政府也為台積電提供豐厚的稅賦優惠,確保該公司有足夠的資金做投資。打從創立之初,台積電就不是一家真正的民營企業,而是台灣政府的專案

章節標題: 29 在台灣建立半導體產業

章節: 38




張忠謀說服了荷蘭的半導體公司飛利浦出資5800萬美元,並轉移其生產技術及授予智慧財產權,以換取台積電27.5%的股份

章節標題: 29 在台灣建立半導體產業

章節: 38




隨著技術的進步與電晶體的縮小,製造設備與研發的成本將會提高。只有生產大量晶片的公司才具有成本競爭力。 然而,德儀的其他高階主管並未被他的概念說服。當時是1976年,每家設計晶片的公司都有晶圓製造廠,但張忠謀預測「無晶圓廠」(fabless)的公司很快就會出現

章節標題: 29 在台灣建立半導體產業

章節: 38




張忠謀在德儀工作20多年後,於1980年代初期離開德儀。他後來說,他之所以離開德儀,是因為被排除在執行長接班人選之外,「被派到不重要的職位」

章節標題: 29 在台灣建立半導體產業

章節: 38




為台灣打造半導體業,聽起來是令人振奮的挑戰。台灣政府聘請他擔任工業技術研究院的院長,使他處於台灣晶片開發的核心。政府提供資金的承諾,也使這項任務顯得更有吸引力。身為台灣半導體業的實質負責人,張忠謀除了聽命於李國鼎等部長以外,不必對任何人負責

章節標題: 29 在台灣建立半導體產業

章節: 38




1980年代中期,張忠謀居住最久的地方是德州,他因在德儀從事國防相關工作而握有美國的安全許可資格。可以說,他比較像德州人,而不是台灣人。他後來回憶道:「台灣對我來說是個陌生的地方5。」

章節標題: 29 在台灣建立半導體產業

章節: 38




1968年,張忠謀第一次造訪台灣時,台灣正與香港、南韓、新加坡、馬來西亞競爭。到了1980年代,三星與南韓的其他大財團正把大量資金投入最先進的記憶體晶片。新加坡與馬來西亞正試著複製南韓的轉變(從組裝半導體變成製造半導體),但成效不如三星。台灣必須不斷地提升能力,才能維持它在半導體供應鏈最底層的地位

章節標題: 29 在台灣建立半導體產業

章節: 38




1980年成立晶片製造廠聯華電子(UMC),但該公司的能力仍遠遠落後於先進技術2。台灣有許多半導體業的就業機會,但只分到一小部分的利潤,因為晶片業的多數利潤是由設計及生產最先進晶片的公司獲得

章節標題: 29 在台灣建立半導體產業

章節: 38




李國鼎與德儀的領導者建立了密切的關係。每次他前往美國都會拜會海格底與張忠謀,並說服其他的電子公司效仿德儀來台灣設廠。1985年,他聘請張忠謀來領導台灣的晶片業。「我們想在台灣推動半導體業的發展,」他告訴張忠謀,「告訴我,你需要多少錢1。」

章節標題: 29 在台灣建立半導體產業

章節: 38




中國呼籲大家做更多的半導體研究,但是單靠政府法令,並無法催生科學發明或可行的產業。政府堅稱晶片有戰略重要性,這導致中國官員試圖控制晶片製造,使該產業深陷官僚主義。當任正非這種新興的企業家在1980年代末期開始創立電子企業時,他們別無選擇,只能依賴外國的晶片。

章節標題: 30 「所有人都必須製造半導體」

章節: 39




1979年的一項研究發現,中國幾乎沒有商業上可行的半導體生產,全中國只有1500台電腦10。 毛澤東在巴丁造訪中國的隔年過世。幾年後,鄧小平取代舊的獨裁者,承諾以「四個現代化」政策來改造中國。不久,中國政府宣布「科學技術」是「四個現代化的關鍵」。

章節標題: 30 「所有人都必須製造半導體」

章節: 39




中國的科學家大多痛恨毛澤東毀了他們的研究與生活,因為毛澤東把他們送到農場去研究無產階級政治,而不是半導體工程。一位被迫下鄉的中國著名光學專家,在等待毛澤東的激進主義平息期間,靠粗糧、水煮白菜、偶爾烤蛇,熬過了農村再教育。當中國的一小批半導體工程師在中國的土地上耕耘時,毛派份子鼓吹中國的工人:「所有人都必須製造半導體6。」彷彿中國每個無產階級的成員都可以在家裡自製晶片似的

章節標題: 30 「所有人都必須製造半導體」

章節: 39




以教育低落的員工來打造先進產業,這種想法簡直是荒謬。更重要的是,毛澤東又把外國技術與思想阻隔在外。美國的限制阻止了中國購買先進的半導體設備,但毛澤東又自己增添了禁運。他希望中國完全自立自強,並指責政治對手試圖以外國零組件來污染中國的晶片業,即便中國根本無法自產許多先進的零組件

章節標題: 30 「所有人都必須製造半導體」

章節: 39




毛澤東的激進主義導致中國無法吸引外國投資或做任何先進的科學研究。中國製造出第一塊積體電路的隔年,毛澤東把中國帶入了文化大革命,他主張破壞社會主義平等的特權,就是來自專業知識。毛澤東的黨羽對中國的教育系統開戰,成千上萬名科學家與專家被迫下鄉務農,還有許多人遭到殺害

章節標題: 30 「所有人都必須製造半導體」

章節: 39




成立最初十年的大部分時間,中芯國際有三分之一的工程人員來自海外。分析師傅道格(Doug Fuller)指出,2001年中芯國際雇用了650名本地工程師;從海外招募了393名工程師,大多來自台灣與美國。到了2010年底,約三分之一的工程師是從海外招募。中芯國際甚至打出一句口號:「一個老員工帶來兩個新員工。」強調中芯國際需要經驗豐富的外來人才來幫助本地工程師學習

章節標題: 31 「與中國人分享上帝的愛」

章節: 40




2000年,他創立了中芯國際(SMIC),從高盛、摩托羅拉、東芝等國際投資者籌集了逾15億美元的資金15。一位分析師估計,中芯國際有一半的創業資金是來自美國投資者16。張汝京以這些資金雇用了數百名外國人來經營中芯國際的晶圓廠,其中至少有400名是來自台灣17。 張汝京的策略很簡單:照著台積電的方式做

章節標題: 31 「與中國人分享上帝的愛」

章節: 40




中國的華虹與日本的NEC在上海成立一家合資企業。NEC從中國政府獲得豐厚的資金,條件是NEC必須把技術引進中國10。不過,NEC確保那家合資企業是由日本的專家掌權,中國的員工只能做基本的活動。一位分析師指出,「我們不能說這是中國的產業」,那只是一家「位於中國的晶圓廠」11。中國從合資企業中幾乎沒獲得什麼專業知識

章節標題: 31 「與中國人分享上帝的愛」

章節: 40




三星電子的一位高層解釋:DRAM市場就像是膽小鬼賽局5*1。景氣好時,世界各地的DRAM公司都投入資金建造新廠,導致市場產能過剩,壓低價格。繼續投資的成本高得驚人,但停止投資的話,即使只停一年,也有可能把市占率拱手讓給競爭對手,所以沒有人想先讓步

章節標題: 31 「與中國人分享上帝的愛」

章節: 40




1990年代,最先進電晶體的衡量是以幾百奈米(十億分之一米)為衡量單位,但這時大家已經可以想像以後會出現更小的電晶體,精密度小到只有幾十奈米。 研究人員大多認為,生產這種規模的晶片,需要更精確的微影成像機,才能對光阻劑曝光,並在矽片上蝕刻圖案。一些研究人員試圖使用電子束來蝕刻晶片,但電子束微影成像技術的速度永遠不夠快,無法量產。還有一些人是把賭注押在X光或極紫外光上,這兩種光分別與不同的光阻劑發生反應

章節標題: None

章節: 41




ASML在2001年收購了美國最後一家主要的微影成像公司SVG。SVG已遠遠落後業界的領導者,但還是有人再次質疑這筆交易是否符合美國的安全利益

章節標題: 32 微影製程戰

章節: 41




「ASML最終將擁有美國政府所有的EUV技術15。」 這是無可否認的事實,但美國的實力正處於巔峰,華府多數人認為全球化是一件好事。美國政府的主流觀點是,鼓勵俄羅斯或中國等大國專注追求財富,而不是專注於地緣政治力量,可以擴大貿易與供應鏈的連結,促進和平。

章節標題: 32 微影製程戰

章節: 41




英特爾的目標是「製造東西,而不僅是測量東西」,因此英特爾開始尋找一家公司來商業化及量產EUV機台。它後來的結論是,找不到任何美國公司可以做到。GCA已不復存在,而美國現有最大的微影成像公司矽谷集團(SVG)則是技術落後。美國政府對1980年代的貿易戰依然很敏感,不想讓Nikon、Canon等日本公司與美國的國家實驗室合作,雖然Nikon本來就認為EUV技術行不通。於是,ASML成了僅剩的微影成像公司11。 讓一家外國公司獲得美國國家實驗室最先進的研究成果,這個想法在華盛頓引發了一些問題。

章節標題: 32 微影製程戰

章節: 41




1990年代,外界認為ASML在日美貿易爭端是中立的。美國公司把它視為取代Nikon與Canon的可靠選項。例如,當美國的DRAM新創公司美光想買微影成像機台時,它是向ASML購買,而不是依賴兩大日本供應商之一

章節標題: 32 微影製程戰

章節: 41




ASML從飛利浦拆分出來的歷史,也以令人驚訝的方式促成了ASML與台積電的深厚關係。飛利浦曾是台積電創立時的主要投資者,它把製程技術與智慧財產權轉給了台積電這家剛創立的代工廠。這為ASML創造了一個內建市場,因為台積電的晶圓廠就是根據飛利浦的製程設計的

章節標題: 32 微影製程戰

章節: 41




ASML決定使用從世界各地的供應商精心採購的元件來組裝系統。關鍵元件依賴其他公司有明顯的風險,但ASML學會了管控這些風險。日本的競爭對手試圖自己製造一切,ASML則是採購市場上最好的元件來組裝。當ASML開始專注開發EUV機台時,它把不同來源的元件整合在一起的能力反而成了最大的優勢

章節標題: 32 微影製程戰

章節: 41




Canon與Nikon唯一真正的競爭對手,是規模較小但正在成長的荷蘭公司ASML。1984年,荷蘭電子公司飛利浦把內部的微影成像部門拆分出去,成立了ASML。

章節標題: 32 微影製程戰

章節: 41




1990年代,最先進電晶體的衡量是以幾百奈米(十億分之一米)為衡量單位,但這時大家已經可以想像以後會出現更小的電晶體,精密度小到只有幾十奈米。 研究人員大多認為,生產這種規模的晶片,需要更精確的微影成像機,才能對光阻劑曝光,並在矽片上蝕刻圖案。一些研究人員試圖使用電子束來蝕刻晶片,但電子束微影成像技術的速度永遠不夠快,無法量產。還有一些人是把賭注押在X光或極紫外光上,這兩種光分別與不同的光阻劑發生反應

章節標題: 32 微影製程戰

章節: 41




下一代半導體所需的電路愈來愈小,現有的微影成像技術很快就無法產出那麼精密的電路了。微影成像公司正推出使用深紫外光的機台,波長是肉眼看不見的248或193奈米,但不久晶片製造商就會要求更高的微影成像精密度,卡拉瑟斯想鎖定波長為13.5奈米的「極紫外光」(EUV)。波長愈小,可刻在晶片上的細節愈小

章節標題: 32 微影製程戰

章節: 41




英特爾將在研發上投入數十億美元,又額外投資數十億美元在學習如何使用EUV來蝕刻晶片。英特爾從未打算製造自己的EUV設備,但它需要確保至少有一家全球頂尖的微影成像公司可在市場上推出EUV設備,這樣英特爾才有機台可以蝕刻愈來愈小的電路

章節標題: 32 微影製程戰

章節: 41




葛洛夫不斷改進設計流程與先進製程,並把這種精益求精的模式傳給了繼任者。英特爾的領導高層持續把利潤最高的晶片生產放在首位。 這是一種理性的策略,畢竟沒有人想要利潤低的產品,但這也導致他們不可能嘗試新的東西。這種對於達成短期利潤目標的執著,開始取代長期的技術領先地位

章節標題: 33 創新者的兩難

章節: 42




英特爾一直沒找到在行動裝置領域站穩腳跟的方法10。目前行動裝置使用的晶片,占晶片總銷量近三分之一,而英特爾在這個領域依然落後

章節標題: 33 創新者的兩難

章節: 42




賈伯斯找上了ARM的架構。與x86不同的是,ARM架構是針對行動裝置必須節約用電的特質來優化的。早期的iPhone處理器是由繼台積電之後進入代工業的三星所生產。歐德寧當初預測iPhone只是一款小眾產品,後來證明那是大錯特錯的預測。然而,他意識到錯誤時已經為時已晚

章節標題: 33 創新者的兩難

章節: 42




1990年代初期,在英特爾總部舉行的一次會議上,一位高管把掌上型電腦Palm Pilot舉起來揮著說:「這種裝置會成長,取代個人電腦。」但是,當銷售個人電腦的處理器可以賺更多錢時,把錢投入行動裝置的開發似乎是瘋狂的賭注8。因此,英特爾直到為時已晚才決定進軍行動事業

章節標題: 33 創新者的兩難

章節: 42




ARM的簡化、節能架構,在必須節約電池使用的小型隨身裝置中流行了起來。例如,任天堂為其掌上遊戲機選了ARM晶片,那是英特爾從未關注太多的小市場。英特爾在電腦處理器的寡占利潤太高了,那種小眾市場不值得考慮。英特爾直到太晚才意識到,它應該在另一個看似小眾的隨身運算裝置市場上競爭:手機

章節標題: 33 創新者的兩難

章節: 42




早期辯論ARM的策略時,他堅稱:「矽就像鋼鐵,是一種大宗物資……我們絕對不該自製晶片。」ARM採用的商業模式是出售其架構的使用許可證,讓晶片設計公司來購買授權。這為分立的晶片業提供了一種新願景

章節標題: 33 創新者的兩難

章節: 42




1990年,蘋果與兩個合作夥伴成立了合資公司ARM,總部設在英國劍橋。其目的是使用一種新的指令集結構來設計處理器晶片,那種架構是以更簡單的RISC原則為基礎

章節標題: 33 創新者的兩難

章節: 42




2000年代中期,就在雲端運算剛出現的時候,英特爾在資料中心的晶片方面,獲得了近乎壟斷的地位5,只與AMD競爭。如今,幾乎各大資料中心都使用英特爾或AMD的x86晶片

章節標題: 33 創新者的兩難

章節: 42




自從英特爾採用x86架構以來的後續幾年間,柏克萊的電腦科學家設計了一種更新、更簡單的晶片架構,稱為RISC。這種架構提供更有效率的運算,因此功耗較低。相較之下,x86架構既複雜又笨重。在1990年代,葛洛夫曾認真考慮過把英特爾的主要晶片轉換為RISC架構,但最終決定放棄

章節標題: 33 創新者的兩難

章節: 42




x86架構之所以主宰個人電腦,並不是因為它最好,而是因為IBM的第一台個人電腦碰巧就是使用這種架構。就像為個人電腦提供作業系統的微軟一樣,英特爾掌控了個人電腦生態系統的這個關鍵組成

章節標題: 33 創新者的兩難

章節: 42




到了2006年,英特爾已經為大多數的個人電腦提供處理器,在過去十年成功地擊敗了AMD。當時市面上只有英特爾與AMD生產x86指令集架構的晶片,x86指令集架構是管理晶片運算方式的一套基本規則,是個人電腦的業界標準

章節標題: 33 創新者的兩難

章節: 42




賈伯斯提議,由英特爾為蘋果的手機製作晶片,但英特爾拒絕了,後來證明這是天大的錯誤。英特爾的執行長歐德寧後來表示:「我當時還不明白。」

章節標題: 34 跑得更快?

章節: 43




2007年,國防部委託前國防部官員理查.范阿塔(Richard Van Atta)與幾個同仁做了一項研究,評估半導體業「全球化」對軍方供應鏈的影響。范阿塔在國防微電子領域工作了幾十年,經歷過日本晶片業的興衰。他個性冷靜沉著、不太會反應過度,而且深知跨國供應鏈可以讓晶片業更有效率。在和平時期,這套系統運行得很順利。然而,國防部必須考慮最壞的情況。范阿塔的報告指出,國防部很快就會依賴外國以取得先進晶片,因為很多先進製造都移到國外

章節標題: 34 跑得更快?

章節: 43




華府形成了一種新的共識:最好的政策是比美國的競爭對手「跑得更快」。一位美國專家預測:「美國在任一產品,尤其是半導體產品,依賴任一國家的可能性極小,更遑論依賴中國了10。」美國甚至還給予中國的中芯國際「最終民用廠商」(Validated End-User,簡稱VEU)的特殊地位11,證明該公司沒有向中國軍方出售產品,因此不受某些出口管制的約束

章節標題: 34 跑得更快?

章節: 43




1999年,台灣發生了一場芮氏7.3級的地震5,導致全台大部分地區停電,包括兩座核電廠。台積電的晶圓廠也停電了,威脅到該公司的生產與全球許多晶片的產出

章節標題: 34 跑得更快?

章節: 43




2010年代初期,最先進的微處理器在每個晶片上有10億個電晶體3。能夠布局這些電晶體的軟體是由益華(Cadence)、新思科技(Synopsys)、明導國際(Mentor)三家美國公司提供,它們囊括了約四分之三的市場

章節標題: 34 跑得更快?

章節: 43




2000年代初期,英特爾曾是全球最有價值的公司之一,如今已被蘋果超越,蘋果新的行動生態系統並不依賴英特爾的晶片。英特爾錯過了網路經濟的崛起。臉書(Facebook)成立於2006年,2010年的臉書市值幾乎是英特爾的一半,不久就會變成英特爾的好幾倍

章節標題: 34 跑得更快?

章節: 43




無晶圓廠的公司,他們往往是從傳統的半導體公司招募晶片設計師,再把晶片製造外包給台積電或其他的亞洲代工廠。這讓無晶圓廠的公司可以專注於他們的強項,也就是晶片設計,不需要同時具備製造半導體的專業知識

章節標題: 35 「真男人要有晶圓廠」

章節: 44




只要桑德斯仍擔任AMD的執行長,他創立的AMD公司就會守住製造邏輯晶片(例如個人電腦的處理器)的業務。老派的矽谷執行長持續堅稱,把半導體的製造與設計分開會導致效率低下。然而,真正促使晶片設計與晶片製造長期整合在一起的是文化,背後並沒有什麼商業道理

章節標題: 35 「真男人要有晶圓廠」

章節: 44




另一種記憶體晶片NAND的市場,也是以亞洲為中心。三星是最大的業者,囊括35%的市占率9,其餘的市場是由南韓的SK海力士、日本的鎧俠(Kioxia),以及美光與威騰(Western Digital)這兩家美國公司瓜分

章節標題: 35 「真男人要有晶圓廠」

章節: 44




2000年代末期,這四家公司囊括了約85%的市占率6。然而,爾必達還是生存困難7,在2013年被美光收購。三星與SK海力士主要是在南韓生產DRAM,美光則不同,它因連串的收購案,在日本、台灣、新加坡、美國等地都有DRAM廠

章節標題: 35 「真男人要有晶圓廠」

章節: 44




目前最大的類比晶片製造商是德州儀器5,德儀並未在個人電腦、資料中心或智慧型手機的生態系統中建立像英特爾那樣的壟斷地位,但仍是一家中等規模、利潤豐厚的晶片製造商,擁有多元的類比晶片與感測器產品。現在還有許多總部位於美國的類比晶片製造商,例如安森美(OnSemi)、思佳訊(Skyworks)、亞德諾(Analog Devices)

章節標題: 35 「真男人要有晶圓廠」

章節: 44




晶片主要不是依靠摩爾定律來驅動性能改善,精明的設計比縮小電晶體更重要。如今,這類晶片中,約四分之三是在180奈米或更大的處理器上生產3,這種製造技術是在1990年代末期率先出現。因此,這種晶片不需要像邏輯晶片與記憶體晶片那樣靠不斷地縮小電晶體來維持先進地位,所以生產這類晶片的晶圓廠不必每隔幾年就競相生產最小的電晶體,成本因此低得

章節標題: 35 「真男人要有晶圓廠」

章節: 44




2000年代,大家常把半導體業分成三大類別。「邏輯」是指驅動智慧型手機、電腦、伺服器的處理器。「記憶體」是指DRAM與快閃記憶體(又稱NAND),DRAM提供電腦運行所需的短期記憶,NAND則是長時間記憶資料。第三類晶片比較廣泛,包括類比晶片(例如把視訊或音訊轉換為數位資料的感測器)、無線射頻晶片(與手機網路通訊),以及管理設備用電方式的半導體

章節標題: 35 「真男人要有晶圓廠」

章節: 44




賽靈思(Xilinx)、阿爾特拉(Altera)等公司首創的現場可程式化邏輯閘陣列(Field-programmable gate arrays),可以用程式設計出不同用途的晶片

章節標題: 36 無廠革命

章節: 45




高通為2G以後的每一代手機技術,貢獻了如何透過無線頻譜傳輸更多資料的關鍵概念,並出售具備解讀這種雜訊的運算力的專用晶片。高通的專利非常根本,沒有那些專利,就不可能生產手機7。不久高通又拓展了一條新的事業線,不僅設計手機中與行動網路通訊的數據機晶片,也設計啟動智慧型手機核心系統的應用程式處理器

章節標題: 36 無廠革命

章節: 45




雅各布一直很相信摩爾定律,他認為另一種比較複雜的跳頻系統會更好。他建議在不同的頻率之間移動通話資料,而不是把某通電話固定在特定頻率上,就可以把更多的通話塞入可用的頻譜空間中。多數人認為那種系統理論上是對的,但實務上永遠行不通。他們認為那樣做的語音品質很差,通話會斷線

章節標題: 36 無廠革命

章節: 45




2006年,輝達發現高速平行運算可套用在電腦繪圖以外的用途,於是發布了CUDA軟體,讓人能以標準的程式設計語言來設計GPU,完全不涉及圖像。輝達在量產頂級的繪圖晶片的同時,黃仁勳也在這款軟體上投入大量的資金5。根據該公司2017年的估計,為了讓任何程式設計師都能使用輝達的晶片,而不限於繪圖專家,黃仁勳投入了至少100億美元。黃仁勳免費提供CUDA給用戶,但那套軟體只能在輝達的晶片上運行。藉由讓晶片不止適用於繪圖業,輝達為平行處理發現了龐大的新市場6,從運算化學到天氣預報等等都適用。當時,黃仁勳還只能依稀看見平行處理的未來:人工智慧後來成為平行處理的最大用例

章節標題: 36 無廠革命

章節: 45




輝達不僅設計了能夠處理3D圖形的晶片,並稱之為圖形處理器(graphics processor unit,簡稱GPU),也為圖形處理器設計了一套軟體生態系統。製作逼真的圖像需要使用一種名叫著色器(shaders)的程式,它會告訴圖像中的所有畫素該如何表現

章節標題: 36 無廠革命

章節: 45




1993年,克里斯.馬拉科夫斯基(Chris Malachowsky)、柯蒂斯.普里姆(Curtis Priem)及黃仁勳合力創辦了輝達,黃仁勳如今仍是輝達的執行長。普里姆在IBM任職時,做過如何運算圖形的基礎工作,接著他轉往昇陽(Sun Microsystems),與馬拉科夫斯基共事。黃仁勳生於台灣,幼時移民到肯塔基州3,曾在矽谷的晶片製造商巨積(LSI)任職。後來他擔任輝達的執行長,成為輝達的代言人

章節標題: 36 無廠革命

章節: 45




張忠謀認為蔡力行削減成本的做法是失敗主義。「那時投資非常非常少,」張忠謀事後告訴記者,「我一直認為這家公司有能力做得更多……但這沒有發生,公司陷入停滯不前的狀態8。」 於是,張忠謀撤換了繼任者,親自重掌兵符9。當天台積電的股價下跌,因為投資者擔心他會推出報酬不確定的高風險支出計畫。張忠謀認為,真正的風險是接受現狀,他不會讓一場金融危機威脅到台積電競逐業界的領導地位。他在晶片製造業有長達半個世紀的輝煌記錄,從1950年代中期就開始琢磨出這番聲譽。因此,在危機最嚴重的時刻,張忠謀召回了那些被前執行長裁員的員工,並加倍投資於新產能與研發。即使面臨金融危機,他在2009年與2010年仍增加了數十億美元的資本支出。他說,「產能太多比產能不足」更好

章節標題: 37 張忠謀的大同盟

章節: 46




張忠謀意識到,台積電可以在技術上領先競爭對手,因為它是一個中立的參與者,其他的公司是圍繞著它來設計產品,他把這個模式稱為台積電的「大同盟」。這是一個由數十家公司所組成的合作關係,他們分別設計晶片、銷售智慧財產權、生產材料或製造機台。這些公司中,有許多公司相互競爭,但由於沒有一家生產晶圓,所以沒有一家與台積電競爭。因此,台積電可以在這些公司之間協調,制定晶片業的多數公司都同意使用的標準

章節標題: 37 張忠謀的大同盟

章節: 46




格芯創立時,正巧遇到晶片業切換成FinFET電晶體,這個巧合不是晶片業唯一遇到的衝擊。台積電的40奈米製程面臨嚴重的製造問題,這也讓格芯有機會在面對強敵下脫穎而出4。此外,2008至2009年的金融危機也正威脅著晶片業的排序

章節標題: 37 張忠謀的大同盟

章節: 46




格芯(GlobalFoundries)這家承襲AMD晶圓廠的新公司,進入了這個一如既往競爭激烈又無情的產業

章節標題: 37 張忠謀的大同盟

章節: 46




為了更好地控制電子的移動,需要新的材料與電晶體設計。22奈米的節點與1960年代以來使用的2D設計不同,它導入了一種新的3D電晶體,稱為鰭式場效電晶體(FinFET)。它把電路的兩端以及連接它們的半導體材料通道放在矽片上方,看起來像鯨魚的背鰭

章節標題: 37 張忠謀的大同盟

章節: 46




2010年代的初期,想透過在二維空間上縮小電晶體來塞進更多電晶體,已經不可行了。一個挑戰是,當電晶體根據摩爾定律縮小時,導電通道的狹窄偶爾會導致電路漏電,即便開關是關閉狀態也會

章節標題: 37 張忠謀的大同盟

章節: 46




多年來,每一代製造技術都是以電晶體的閘極長度來命名(閘極是矽晶片的一部分,其導電性會開啟與關閉,從而連接與中斷電路)。180奈米製程(180nm)的節點是在1999年首次出現

章節標題: 37 張忠謀的大同盟

章節: 46




桑德斯從AMD退休五年後,AMD也宣布要拆分晶片設計與製造業務1,華爾街為此歡呼雀躍。他們認為新的AMD少了資本密集的晶圓廠,獲利將會更好。AMD把晶圓廠分拆出去,成立了一家新公司,新公司會是像台積電那樣的代工廠,不僅為AMD生產晶片,也為其他的客戶生產晶片

章節標題: 37 張忠謀的大同盟

章節: 46




如今除了台積電以外,沒有一家公司有製造蘋果所需晶片的技術或產能。所以每部iPhone背面刻的文字「加州蘋果公司設計,中國組裝」其實很容易讓人誤會。蘋果手機最不可替代的元件確實是在加州設計,在中國組裝,但只能在台灣製造

章節標題: 38 蘋果矽

章節: 47




蘋果雖然設計了愈來愈多的矽晶片,但它並沒有製造任何晶片。眾所皆知,蘋果把其手機、平板電腦、其他裝置的組裝,都外包給中國組裝廠的數十萬名工人,那些工人負責把微小的零組件組裝在一起

章節標題: 38 蘋果矽

章節: 47




設計像智慧型手機處理器那樣複雜的晶片,成本非常高昂,這也是多數中低端智慧型手機的廠商從高通等公司購買現成晶片的原因。然而,蘋果在德國的巴伐利亞與以色列的研發與晶片設計廠都投入了大量的資金,也在矽谷斥資請工程師設計最新的晶片。現在,蘋果不僅為其多數裝置設計主要處理器,也為AirPods等配件設計輔助晶片。這種對專用晶片的投資,可以解釋為什麼蘋果的產品運作得那麼順暢

章節標題: 38 蘋果矽

章節: 47




賈伯斯沒有時間把他的所有想法都放入第一代iPhone的硬體中,那支手機是使用蘋果自己的iOS作業系統,但把晶片的設計與生產外包給三星

章節標題: 38 蘋果矽

章節: 47




EUV機台之所以能夠運作,有部分要歸功於軟體。例如,ASML使用預測性維護演算法來預測元件何時需要在損壞之前先更換。它也用軟體做所謂的「運算微影成像」流程,以便更精確地轉印圖案

章節標題: 39 極紫外光微影製程

章節: 48




奇蹟的是,不僅EUV微影成像技術可行,它還可以可靠地運作,生產出符合成本效益的晶片。對EUV系統中的任何元件來說,極度可靠非常重要。ASML設定的目標是,每個元件在需要維修之前,平均至少使用3萬個小時11,也就是約4年。

章節標題: 39 極紫外光微影製程

章節: 48




ASML本身只生產EUV機台的15%元件,其餘都從其他公司採購。這讓ASML可以取得全球最精密的產品,但也需要持續的監控。 ASML別無選擇,只能依賴單一來源提供EUV系統的關鍵元件。為此ASML深入瞭解供應商的供應商,以瞭解風險。ASML會投資某些供應商,例如在2016年支付10億美元資助蔡司的研發流程9。然而,ASML也要求這些公司必須遵守嚴格的標準

章節標題: 39 極紫外光微影製程

章節: 48




蔡司表示,如果把EUV系統中的反射鏡放大到德國那麼大,其最大的不規則度僅0.1毫米。為了精確地導引EUV光,它們必須完全靜止不動,這需要非常精確的機械與感測器,蔡司號稱那些機械與感測器甚至可以導引雷射,擊中遠在月球的高爾夫球

章節標題: 39 極紫外光微影製程

章節: 48




在西盟與創浦找到轟擊錫滴的方法,使它發出足夠的EUV以後,下一步是製造鏡子來收集光,並把光導向矽晶片。製造全球最先進光學系統的德國蔡司公司,早在珀金埃爾默與GCA的時代就為微影成像系統製造鏡子與透鏡

章節標題: 39 極紫外光微影製程

章節: 48




創浦花了10年克服這些挑戰,並產出有足夠功率與可靠性的雷射器。每個雷射器都需要457,329個元件

章節標題: 39 極紫外光微影製程

章節: 48




你無法直接買到EUV燈泡。為了產生足夠的EUV,需要用雷射粉碎一個小錫球。西盟(Cymer)是加州大學聖地牙哥分校的兩位雷射專家創立的公司,自1980年代以來一直是微影成像光源領域的主要參與者

章節標題: 39 極紫外光微影製程

章節: 48




西盟的光源之所以能夠運作,是因為一種新的雷射功率足以粉碎錫滴。這需要一種比過去任何雷射都要強大的二氧化碳雷射器。2005年夏天,西盟的兩名工程師找上德國精密模具公司創浦(Trumpf),詢問它們能不能製造出這種雷射器

章節標題: 39 極紫外光微影製程

章節: 48




可見光本身的波長是幾百奈米,視顏色而定,所以隨著電晶體愈來愈小,最終會達到極限。晶片業後來改用波長為248奈米與193奈米的不同類紫外線。這些波長可蝕刻的圖案比可見光精確,但它們也有極限,因此業界又把希望寄託在波長為13.5奈米的極紫外光上

章節標題: 39 極紫外光微影製程

章節: 48




2012年,在ASML產出可運行的EUV機台之前的好幾年,英特爾、三星、台積電都直接投資ASML,確保該公司有必要的資金繼續為自家未來的晶片製程開發出EUV機台

章節標題: 39 極紫外光微影製程

章節: 48




格芯則判斷自己身為中型代工廠,永遠不可能讓7奈米製程獲利。因此格芯宣布停止生產更小的電晶體,把研發支出削減三分之一,並在經歷幾年虧損後迅速轉虧為盈。除了全球最大的晶片製造商,製造先進的處理器對一般業者來說太昂貴了。連擁有格芯股權的波斯灣王室也嫌財力不夠雄厚。於是,有能力製造先進邏輯晶片的公司再從四家減為三家

章節標題: 40 「沒有替代方案」

章節: 49




2015年,拜這些收購所賜,格芯成了美國最大的代工廠,也是全球最大的代工廠之一,但與台積電相比仍是小巫見大巫。格芯與台灣的聯電競爭世界第二大代工廠的地位,兩家公司都擁有約10%的代工市占率7,而台積電擁有50%以上的全球代工市場

章節標題: 40 「沒有替代方案」

章節: 49




蔣尚義曾在德州、加州、台灣工作過,總是受到台積電的雄心壯志與工作態度所感召。那股雄心壯志源自於張忠謀對世界一流技術的願景,這點從他願意投下鉅資,把台積電的研發團隊從1997年的120人擴大到2013年的7000人,即可見得。這種渴望彌漫著整個公司,蔣尚義解釋:「台灣人工作勤奮很多。」由於製造機台占先進製造廠成本的很大一部分,因此維持設備運行對獲利非常重要。蔣尚義指出,在美國,如果凌晨一點發生故障,工程師會等到清晨再修理。在台積電,他們凌晨兩點前就修好了。他說:「他們不會抱怨,他們的配偶也不會抱怨2。」蔣尚義回鍋重掌研發後,台積電開始毅然邁向EUV

章節標題: 40 「沒有替代方案」

章節: 49




隨著2010年代的結束,僅兩家公司有能力製造最先進的處理器:台積電與三星。對美國來說,這兩家公司都有同樣的問題:它們的地理位置

章節標題: 41 英特爾如何忘了創新

章節: 50




先進晶片有微小的3D立體電晶體,每個電晶體都比新冠病毒還小,僅幾奈米寬(1奈米等於1米的十億分之一)

章節標題: 41 英特爾如何忘了創新

章節: 50




ASML公司製造最先進的微影成像機,這種機器是用來製作數百萬個微型電晶體的圖案,每個電晶體都遠比人體的細胞還小。每台機器的成本都超過1億美元,由數十萬個元件組成。(ASML)

章節標題: 41 英特爾如何忘了創新

章節: 50




2020年,英特爾長年資助開發的EUV微影成像機台中,有半數已經安裝在台積電10。相反的,英特爾才剛開始在製程中使用EUV

章節標題: 41 英特爾如何忘了創新

章節: 50




2018年英特爾50週年紀念日的來臨,這家公司也開始衰頹,市占率萎縮,官僚氣息令人生厭,創新不再。壓倒一切的最後一根稻草,是英特爾使摩爾定律無法延續,規劃的製程改善一再延誤,目前仍難以修正。2015年以來,英特爾一再宣布推遲10奈米與7奈米的製程,而台積電與三星已經領先

章節標題: 41 英特爾如何忘了創新

章節: 50




Google設計了張量處理器(Tensor processing unit,簡稱TPU),這種晶片的優化是配合Google的TensorFlow軟體庫一起使用。你可以用每月3000美元的價格租用Google最簡單的TPU(位於其愛荷華州的資料中心)

章節標題: 41 英特爾如何忘了創新

章節: 50




從創立之初,輝達就把晶片製造外包(主要是外包給台積電),專注於設計新一代的GPU,並定期精進其特殊的程式設計語言CUDA,這種語言讓人更容易設計使用輝達晶片的程式

章節標題: 41 英特爾如何忘了創新

章節: 50




GPU的運作方式異於一般的英特爾或AMD的CPU。CPU有無限的靈活性,但所有的運算是逐一執行。相反的,GPU是同一運算同時多次反覆執行。很快大家就發現,這種「並行處理」不止可用來控制電玩中的圖像畫素,還有其他的用途,例如有效地訓練AI系統。CPU只能向演算法提供一份接一份的資料,GPU則可以同時處理多份資料。

章節標題: 41 英特爾如何忘了創新

章節: 50




AI經常需要重複執行相同的運算,每次使用不同的資料,所以想辦法為AI演算法訂製晶片,才能讓AI變成經濟上可行的運用

章節標題: 41 英特爾如何忘了創新

章節: 50




在2010年代初期,就在英特爾稱霸資料中心這一塊事業後,處理需求開始發生變化。新興趨勢是AI,而英特爾的主要晶片在設計上無法很好地因應這項任務

章節標題: 41 英特爾如何忘了創新

章節: 50




英特爾正確地掌握了這種整合模式的一些好處,但這也有很大的缺點。由於台積電為許多不同的公司製造晶片,它現在每年製造的矽晶圓數量幾乎是英特爾的三倍,因此有更多的機會可以精進製程1。此外,英特爾把設計晶片的新創企業視為威脅,台積電則把它們視為潛在客戶,可為它們提供製造服務

章節標題: 41 英特爾如何忘了創新

章節: 50




英特爾堅持固守整合化的模式(把半導體設計與製造整合在一家公司裡),因為英特爾的高層認為這種模式仍是量產晶片的最佳做法。英特爾的領導人認為,該公司的設計與製程可相互優化。相較之下,台積電別無選擇,只能採用通用製程

章節標題: 41 英特爾如何忘了創新

章節: 50




在EUV技術的興起方面,英特爾扮演關鍵要角,這要歸功於葛洛夫在1990年代初期對這項技術投入最初的2億美元。如今,經過數十億美元的投資(其中有很大一部分來自英特爾),ASML終於開發出這項技術。然而,英特爾並沒有把握這個電晶體不斷縮小的新時代,而是浪費了領先優勢,錯過了AI所需半導體架構的重大轉變,接著又延誤了製程,未能跟上摩爾定律的步調

章節標題: 41 英特爾如何忘了創新

章節: 50




利用數位世界達到專制目的,中國是做得最成功的國家。中國馴服了美國的科技巨擘。Google與臉書遭到屏蔽,由百度、騰訊等本土公司所取代,這些公司在技術上與美國的競爭對手不相上下。蘋果、微軟等獲准進入中國市場的美國科技公司,也是因為同意配合中國的審查工作。中國讓網路順從其領導人所願的程度,遠遠超過了其他國家。外國的網路與軟體公司必須服從共產黨想要的任何審查規則,否則只能放棄進入那個龐大的市場

章節標題: 42 中國製

章節: 51




《中國製造2025》計畫並未提倡經濟整合,而是相反,它呼籲減少中國對進口晶片的依賴。《中國製造2025》的首要目標,是降低中國使用的外國晶片比例

章節標題: 43 「把衝鋒號吹起來」

章節: 52




中國並不想在一個由美國及其盟友主導的系統中尋找更好的位置。習近平呼籲「打好攻堅戰」,並不是要求中國略微提高市占率。他是要求改造全球的半導體業,而不是與之融合。中國一些經濟政策的制定者與半導體業的高層可能更想要深入融合的策略,但中國領導人對安全的重視更勝於效率,他們認為相互依賴是一種威脅

章節標題: 43 「把衝鋒號吹起來」

章節: 52




自中華人民共和國成立以來,每位中國領導人都想發展半導體業。毛澤東的文化大革命夢想每個工人都能自己生產電晶體,結果徹底失敗。幾十年後,中國領導人招募張汝京來創立中芯國際,「與中國人分享上帝的愛」。他打造了一個可運作的代工廠,但難以獲利,又遭到台積電祭出連串的智慧財產權訴訟所衝擊

章節標題: 43 「把衝鋒號吹起來」

章節: 52




每家晶片公司在他們沒有領先的子領域都擁有非核心的技術,而他們很樂意以某個價格分享那些技術。此外,當公司失去市占率或需要融資時,他們其實沒有餘裕放眼長期。這給了中國很多的籌碼來誘使外國晶片公司轉移技術、開放生產設施,或授權智慧財產權,即便外國公司明明知道他們正在幫忙培育競爭對手。對晶片公司來說,在中國募集資金通常比在華爾街來得容易。接受中國資本可能是在中國做生意的一個隱性要求

章節標題: 44 技術轉移

章節: 53




把ARM的中國部門拆分出去的邏輯是什麼?沒有確切的證據顯示中國官員對軟銀施壓,要求軟銀出售ARM的中國子公司。不過,ARM的高層倒是很坦白地描述其中的邏輯。ARM的一位高層告訴《日經新聞》:「如果有人正在為中國軍方或中國的監控系統打造晶片系統,中國會希望那個系統只在中國內。有了這種新的合資企業,這家公司就可以發展出那樣的系統。以前,那是我們做不到的26。」

章節標題: 44 技術轉移

章節: 53




軟銀在2016年以400億美元的價格收購ARM,但僅以7.75億美元的價格出售ARM中國部門51%的股份25——據軟銀統計,ARM中國部門占ARM全球銷售額的五分之

章節標題: 44 技術轉移

章節: 53




AMD與一個由中國公司及政府機構所組成的聯盟達成一項協議15,授權生產為中國市場修改的x86晶片。這筆交易在業內與華府都引起極大的爭議,因為這筆交易的設計不需要獲得CFIUS的批准(CFIUS是負責審查外國收購美國資產的美國政府委員會)

章節標題: 44 技術轉移

章節: 53




中國是高通晶片的最大市場,所以中國對高通有很大的談判籌碼。高通與中國官方解決價格糾紛後不久,就同意與中國企業華芯通成立合資公司,共同開發伺服器晶片

章節標題: 44 技術轉移

章節: 53




IBM決定以技術換取市場,這個決定在商業上很有道理。一般認為IBM的技術普通,要是沒有中國官方的批准許可,不太可能扭轉史諾登事件後的市場萎縮。此外,IBM同時也正努力把其全球業務從銷售硬體轉為銷售服務,因此分享其晶片設計似乎很合理

章節標題: 44 技術轉移

章節: 53




紫光的活動根本無法從商業邏輯的角度來理解。有太多的中國國有公司與國家出資的「私募股權」公司繞著世界上的半導體公司打轉,說這不是政府主導收購外國的晶片公司,實在沒有人相信

章節標題: 45 「合併勢必會發生」

章節: 54




前提是獲得台灣政府的許可。然而,台灣政府的立場似乎搖擺不定。台灣的經濟部長鄧振中建議放寬台灣對於中國投資晶片業所設下的限制。在中國的壓力下,他暗示,中國加強對台灣晶片業的控制是無可避免的。他告訴記者:「你無法逃避這個議題21。」不過,當時台灣面臨一場競爭激烈的總統選舉,政府延遲了任何政策調整

章節標題: 45 「合併勢必會發生」

章節: 54




趙偉國把目光轉向美國的半導體業。2015年7月,紫光提議以230億美元收購美國的記憶體晶片廠商美光22,那將是中國在任何產業中收購美國企業的最大購併案。與台灣科技巨擘及台灣的經濟技術官僚不同的是,紫光收購美光的提議遭到堅決的拒絕。美光表示,有鑑於美國政府的安全考量23,它認為那筆交易不切實際

章節標題: 45 「合併勢必會發生」

章節: 54




趙偉國真正感興趣的是購買台灣的重要企業16:聯發科(美國以外的頂尖晶片設計公司)與台積電(全球幾乎所有無廠房晶片公司都依賴的代工企業)。他提議購買台積電的25%股份,並主張合併聯發科與紫光的晶片設計事業。根據台灣現有的外商投資規定,這兩筆交易都不合法,但趙偉國從台灣返回中國後,在北京舉行的一場公開大會上建議中國,如果台灣不改變那些法令限制,就應該禁止進口台灣的晶片17。 這場施壓行動使台積電與聯發科承受了不小的壓力,這兩家公司都很依賴中國市場

章節標題: 45 「合併勢必會發生」

章節: 54




中國政府所支持的「大基金」宣布向紫光投入首批資金逾10億美元的計畫13,這代表政府認可該公司的策略。於是,趙偉國把目光轉向海外,只擁有中國的無晶圓廠公司或吸引外國公司到中國投資是不夠的,他想掌控世界晶片業的制高點。他雇用了幾位台灣半導體業的高管

章節標題: 45 「合併勢必會發生」

章節: 54




2004年,趙偉國成立自己的投資基金:北京健坤投資集團,投資房地產、礦業與其他產業。在那些領域,投資獲利的關鍵通常是與政治高層的關係。豐厚的財務報酬隨之而來,據報導,趙偉國把100萬人民幣的初始投資,變成了45億人民幣。2009年,趙偉國用那些財富買下了前雇主紫光集團的49%股份,清華大學繼續持有另51%的股份

章節標題: 45 「合併勢必會發生」

章節: 54




2013年,紫光開始在國內啟動收購狂潮,斥資數十億美元收購了中國最成功的兩家無晶圓廠的晶片設計公司

章節標題: 45 「合併勢必會發生」

章節: 54




華為在事業遍及全球後,野心只增不減。除了提供電話通訊的基礎設施,也開始銷售手機。不久,華為的智慧型手機已暢銷全球,2019年的手機銷量僅次於三星

章節標題: 46 華為的崛起

章節: 55




華為的崛起符合中國政府的利益,因為華為搶了市占率,並把自家設備嵌入世界各地的電信網絡。多年來,即使美國的情報機構發出警訊,華為仍在世界各地迅速擴張

章節標題: 46 華為的崛起

章節: 55




任正非當初從中國人民解放軍退伍後創辦華為,這中間的轉移過程並不明朗,至今依然令人費解。華為的股權架構複雜又不透明,也引發了合理的質疑

章節標題: 46 華為的崛起

章節: 55




華為的高層表示,他們之所以投資於研發,是從矽谷學來的。據報導,1997年時任正非帶著一群華為高階主管到美國參訪7,他們參觀了惠普、IBM、貝爾實驗室等公司。他們離開時,不僅認為研發很重要,也相信有效的管理流程也很重要。1999年起,華為聘請IBM的顧問部門來教他們如何像世界級的公司那樣營運。IBM的一名前顧問表示,1999年華為花了5000萬美元的顧問費,當時公司的總營收還不到10億美元

章節標題: 46 華為的崛起

章節: 55




華為的研發支出也是世界上數一數二的,它在研發方面的投入是其他中國科技公司的好幾倍。華為的年度研發預算約為150億美元6,僅少數幾家公司能與之匹敵,包括Google、亞馬遜等科技公司,還有默克(Merck)等製藥公司,以及戴姆勒(Daimler)或福斯汽車(Volkswagen)等汽車製造商。即使考量到華為竊取智慧財產權的紀錄,該公司數十億美元的研發支出也顯示,華為與蘇聯的澤列諾格勒,或許多試圖靠廉價打入晶片業的中國公司所採取的「抄襲」策略是截然不同的

章節標題: 46 華為的崛起

章節: 55




華為的批評者常聲稱,華為的成功是靠竊取智慧財產權而來,但這只有部分屬實。華為坦承過去有過一些侵犯智慧財產權的行為,而且遭到的指控遠不止於此

章節標題: 46 華為的崛起

章節: 55




1990年代初期,華為有幾百人從事研發工作,主要是專注於製造交換設備3。從那時起,電信基礎設施與數位基礎設施已經合併。傳輸電話的基地台也可以用來傳輸其他類型的資料。因此,華為的設備如今在全球的資料傳輸中扮演要色,甚至在許多國家扮演非常關鍵的角色。現在,華為與芬蘭的諾基亞及瑞典的愛立信(Ericsson)並列為全球三大基地台設備供應商

章節標題: 46 華為的崛起

章節: 55




多數的中國科技公司嘗試的做法不同,沒那麼專注在全球上。雖然中國有強大的出口實力,但中國網路公司的獲利幾乎都來自國內市場,它們在國內受到監管與審查機制的保護。騰訊、阿里巴巴、拼多多、美團等公司如果不是因為稱霸了國內市場,就只是無足輕重的公司罷了。中國科技公司走出國門後,往往難以競爭。 相反的,華為從成立之初就積極面對海外競爭。任正非的商業模式與阿里巴巴或騰訊的商業模式有根本上的差異。

章節標題: 46 華為的崛起

章節: 55




美國的晶片與其他元件,占華為每個系統的近30%成本。不過,主處理器晶片是由華為旗下的海思半導體在國內設計的,並在台積電製造。華為尚未實現技術上的自給自足,它依靠多家外國晶片公司來生產專用半導體,也依靠台積電來製造其內部設計的晶片

章節標題: 47 5G未來

章節: 56




1970年代以來,汽車就已經採用簡單的晶片了。然而,電動車需要專門的半導體來管理電源。電動車的普及,再加上自駕功能的需求增加,預示著一輛典型汽車內的晶片數量與晶片成本將大幅增加

章節標題: 47 5G未來

章節: 56




5G網路將使用一種新的無線頻譜來發送更多的資料,以前大家認為使用那種頻譜不切實際。先進的半導體不僅可以在某個頻率的無線電波中塞入更多的1與0,也可以把無線電波傳得更遠,並以前所未有的精準度鎖定它們的傳輸。無線網路將辨識手機的位置,並使用波束成形(beamforming)的技術,直接向手機發送無線電波。典型的無線電波(例如傳到汽車收音機的音樂電波),是向四面八方發送訊號,因為它不知道你的汽車在哪裡

章節標題: 47 5G未來

章節: 56




半導體一直是無線傳輸更多資料的基礎。高通等晶片設計公司找到了透過無線電頻譜優化資料傳輸的新方法,而亞德諾等晶片製造商則是製造了名為「無線射頻收發機」(radio frequency transceiver)的半導體,那種收發機可以更精準地收發無線電波,而且更省電

章節標題: 47 5G未來

章節: 56




DARPA只好押注在技術上,才能做到對微電子採取「零信任」21:也就是說,什麼都不信任,直接以技術來檢驗一切,例如在晶片上植入微小感測器,偵測晶片是否遭到修改

章節標題: 48 下一個抵銷

章節: 57




製造半導體的成本很高,所以連美國國防部也負擔不起內部製造的費用。美國國家安全局(National Security Agency)曾在其馬里蘭州米德堡(Fort Meade)的總部設有晶片製造廠。然而,2000年代,美國政府認為,按照摩爾定律持續升級的成本太高了

章節標題: 48 下一個抵銷

章節: 57




強大的數位晶片將在雷達或干擾器內執行複雜的演算法,評估收到的訊號,並在幾毫秒內決定發出哪些訊號。這都會影響軍隊的偵查與通訊能力14。如果自主無人機無法判斷它們在哪裡或正朝著哪個方向運行,它們就沒有多大的價值

章節標題: 48 下一個抵銷

章節: 57




國防先進研究專案局(DARPA)所開發的技術,使1970年代的抵銷策略得以實現。如今DARPA正在將運算力運用在設計戰爭中使用的新系統。DARPA的領導者想像「分布在整個戰場空間的電腦(大至海軍艦艇,小至無人機),能夠相互溝通及協調」10。挑戰不在於只把運算力嵌入個別裝置中(如一枚導彈),而是把戰場上的數千個裝置都連接起來

章節標題: 48 下一個抵銷

章節: 57




世界各國的軍隊對電子感測器與通訊的依賴程度愈高,他們就愈需要爭奪發送訊息或偵查及追蹤對手所需的頻譜空間。目前我們對戰時電磁頻譜的運作,只有初步的瞭解

章節標題: 48 下一個抵銷

章節: 57




對許多的中國軍事系統來說,取得美國設計、台灣製造的晶片並不難。喬治城大學的研究人員最近檢閱了343份可公開取得的AI相關人民解放軍採購合約,發現其中僅不到20%的合約涉及遭美國出口管制的公司8。換句話說,中國軍方想購買先進的美國現成晶片,並把那些晶片嵌入軍事系統,並不是很難

章節標題: 48 下一個抵銷

章節: 57




一項中國的研究估計,在中國執行AI任務的伺服器上,有高達95%的GPU是由輝達設計7。英特爾、賽靈思、AMD和其他公司的晶片,在中國的資料中心裡也非常重要

章節標題: 48 下一個抵銷

章節: 57




喬治城大學的班.布坎南(Ben Buchanan)指出,駕馭AI需要資料、演算法、運算力等三大要件4。運算力除外,中國的能力可能已經與美國相當

章節標題: 48 下一個抵銷

章節: 57




川普本人對貿易比對技術更有興趣。他認為,扼殺中興只是對付習近平的籌碼。因此,當中國領導人提議協商時,川普急切地接受了提議。他在推特上發文表示,他會想辦法讓中興繼續營運,因為他擔心「中國會失去太多工作機會」20。不久,中興就同意支付另一筆罰款,換取再次獲得美商供貨的機會

章節標題: 49 「我們競爭的一切」

章節: 58




美國國家安全會議中的對華鷹派認為,美國的半導體業需要斷腕自救。晶片公司要是再繼續任由股東與市場力量的擺布,將會慢慢把員工、技術、智慧財產權轉移給中國,直到矽谷被掏空。對華鷹派認為,美國需要一個更強而有力的出口控管機制。他們覺得華府當局有關出口控制的討論,已經被業界劫持,而這讓中國公司獲得了太多先進的晶片設計與機台

章節標題: 49 「我們競爭的一切」

章節: 58




半導體業的領導者深感不安。他們想獲得政府的協助,卻又擔心中國報復。晶片業很樂於接受政府減稅或放寬監管,這兩種措施都會讓美國的商業環境更有吸引力,但晶片業並不想被迫改變其跨國商業模式

章節標題: 49 「我們競爭的一切」

章節: 58




2016年底,總統大選的前六天,商務部長潘妮.普利茨克(Penny Pritzker)在華盛頓針對半導體發表了一場備受矚目的演講4,宣稱「半導體技術必須持續成為美國創造力的核心特色,以及經濟成長的動力,我們絕對不能失去這方面的領導地位」。她把中國列為核心挑戰,譴責「不公平的貿易做法,以及大規模、非市場的國家干預」,並指出「中國收購公司與技術的新意圖,是基於政府利益,而非商業目標」,這番指控源自紫光的收購狂潮

章節標題: 49 「我們競爭的一切」

章節: 58




這給了美國一個強大的新法寶,它可以讓世界上任何地方的任何晶片製造商倒閉。川普政府裡的一些鴿派人士對此感到很緊張,例如財政部長梅努欽。不過,有助理指出,有權實施出口管制的商務部長羅斯認為:「我們幹嘛不這樣做?」13因此,就在晉華向晶片製造設備的美國供應商付款後,美國禁止了那些產品的出口。幾個月後,晉華的生產就陷入停頓14,中國最先進的DRAM公司就此被摧毀了

章節標題: 50 福建晉華

章節: 59




普政府經過深思熟慮後,決定採用之前用來對付中興的相同工具,理由是以貿易規定來解決貿易爭端比較合理。於是,美國禁止晉華購買製造晶片的美國設備。 應用材料、科林研發、科磊等美國公司是一小群寡頭公司,他們專門生產無法取代的機台,例如在矽晶圓上沉積薄層材料或辨識奈米級缺陷的設備。沒有這種機台(大部分仍在美國製造),就不可能產出先進的半導體。目前,世界上只有日本還有幾家公司也生產類似的機台,所以只要日本與美國政府達成協議,他們可以讓任何國家的任何公司無法製造出先進的晶片

章節標題: 50 福建晉華

章節: 59




美國的半導體設備商威科儀器(Veeco)在美國的法院,對中國的競爭對手中微(AMEC)提出智慧財產權的訴訟,中微也在福建的法院反告威科儀器。紐約的法官發布了對威科儀器有利的初步禁令,福建法院也發布初步禁令予以還擊,禁止威科儀器出口機器到中國

章節標題: 50 福建晉華

章節: 59




當美光控告聯電與晉華侵犯其專利時,聯電與晉華在福建省反告美光。福建的法院裁定,美光侵犯了聯電與晉華的專利——但那些專利是使用從美光竊取的內容申請的。為了「補救」這種情況,福州中級人民法院禁止美光在中國銷售26種產品7(中國是美光最大的市場)。 長期以來,在中國營運的外國公司一直抱怨,當地有政府支持的智慧財產權竊盜行為,上述的美光情境就是一個完美的案例

章節標題: 50 福建晉華

章節: 59




為了競爭,晉華不擇手段取得了這種製造技術。晶片業竊取對手技術的歷史由來已久,可遠溯及1980年代有關日本竊取智慧財產權的連串指控。然而,晉華取得技術的方式比較接近蘇聯KGB的技術局。首先,晉華與製造邏輯晶片(不是記憶體晶片)的台灣聯電達成協議,聯電同意提供生產DRAM的專業技術,換取約7億美元的報酬

章節標題: 50 福建晉華

章節: 59




王永銘從美光的網路下載機密檔案後,在Google上搜尋「清除電腦資料」1,尋找可以掩蓋蹤跡的程式。對搜尋結果不滿意,他又換關鍵字「清除電腦使用記錄」,再次搜尋。最終,他找到CCleaner程式並執行,顯然是想從公司提供的惠普筆電上清除檔案。但這樣做並未阻止調查人員發現他從雇主美光那裡下載了900個檔案,並把檔案存入隨身碟,且上傳到Google 雲端。這些檔案上都有「美光機密╱勿複製」的標籤。王永銘不止複製檔案,他的計畫是複製美光先進DRAM晶片的機密製程,下載美光晶片電路的詳細檔案、美光為微影製程製作光罩的細節,以及測試與良率的詳細資訊

章節標題: 50 福建晉華

章節: 59




「武器化的互賴關係」(weaponized interdependence)12。他們注意到,這種互賴關係對國際政治與經濟關係的影響愈來愈大。他們指出,各國比以往更加緊密相連,但相互依存非但沒有化解衝突、促進合作,反而為競爭創造了新的場合。把各國交織在一起的網絡,已經變成衝突的領域

章節標題: None

章節: 60




令人驚訝的是,中國最全球化的科技公司受到攻擊,中國竟然沒有採取任何報復行動。中國曾一再揚言要懲罰美國的科技公司,卻從未行動

章節標題: 51 對華為的攻擊

章節: 60




超級電腦公司曙光,於2019年被美國列入黑名單19。飛騰也是如此20,根據《華盛頓郵報》的報導,美國官員指出,飛騰是為超級電腦設計晶片,那些超級電腦是用來測試高超音速導彈

章節標題: 51 對華為的攻擊

章節: 60




2020年5月,美國政府進一步加強對華為的限制13。商務部宣布將「限制華為使用美國技術與軟體在海外設計及製造半導體的能力,以保護美國的國家安全」。商務部的新規定不單只是禁止業者出售美國生產的商品給華為而已,也禁止業者出售任何使用美國技術製造出來的商品給華為。在一個充滿鎖喉點的晶片業,這表示幾乎任何晶片都算在內

章節標題: 51 對華為的攻擊

章節: 60




「武器化的互賴關係」(weaponized interdependence)12。他們注意到,這種互賴關係對國際政治與經濟關係的影響愈來愈大。他們指出,各國比以往更加緊密相連,但相互依存非但沒有化解衝突、促進合作,反而為競爭創造了新的場合。把各國交織在一起的網絡,已經變成衝突的領域

章節標題: 51 對華為的攻擊

章節: 60




川普政府首次決定加強對華為施壓時,是禁止業者賣美國製造的晶片給華為。由於英特爾的晶片隨處可見,而且許多美國公司只生產無可取代的類比晶片,光是這項禁令就有很大的毀滅性。然而,美國把製造外包數十年後,如今半導體製程仍留在美國的環節遠比以前少。例如,華為設計的晶片不是在美國生產,而是在台灣的台積電生產

章節標題: 51 對華為的攻擊

章節: 60




重點不在於華為直接協助中國軍方,而在於華為提升了中國的晶片設計與微電子技術的整體水準。中國生產的電子產品愈先進,購買的先進晶片就愈多,全球的半導體生態系統就會更依賴中國,而美國為此付出的代價就愈大

章節標題: 51 對華為的攻擊

章節: 60




中國科技政策的頂尖專家王丹(音譯Dan Wang)*1認為,美國的限制催生了政府支持晶片業的新政策,「促使中國政府追求技術上的主導地位」2。他認為,如果美國沒有推出新的出口管制,《中國製造2025》會像中國以前的產業政策一樣,只是浪費大量資金罷了。但現在由於美國施壓,中國政府可能會為中國的晶片廠商提供更多的支持

章節標題: None

章節: 61




其他國家擔憂的是,中國的連串補貼可能使中國在供應鏈的許多環節搶到市占率,尤其是那些不需要最先進技術的環節。除非未來又出現禁止中國取得外國軟體與機台的嚴格新規定,否則中國看起來可能會在生產非先進的邏輯晶片方面,扮演更大的角色

章節標題: 52 中國的史普尼克危機?

章節: 61




中國面臨的核心挑戰之一是,許多晶片不是使用x86架構(用於個人電腦與伺服器),就是使用ARM架構(用於行動裝置)。x86是由英特爾與AMD兩家美商主導;授權其他公司使用其架構的ARM則是總部設在英國。不過,現在有一種新的開源指令集架構,稱為RISC-V,任何人都可以免費使用

章節標題: 52 中國的史普尼克危機?

章節: 61




高數值孔徑EUV(high-aperture EUV),預計在2020年代中期登場,每座機台造價3億美元6,是第一代EUV機台的兩倍

章節標題: 52 中國的史普尼克危機?

章節: 61




以複製ASML的EUV機台為例,那會需要什麼?這種機台花了近30年的時間才被成功開發出來並商業化。EUV機台是由許多部分組成的,那些組件本身就是極複雜的工程挑戰。光是複製EUV系統中的雷射,就需要辨識及組裝457,329個部件。單一缺陷就足以造成嚴重的延遲或可靠性問題。中國政府無疑已經派出一些最頂尖的間諜去研究ASML的生產流程。然而,即使他們已經駭入相關的系統並下載了設計規格,那麼複雜的機器也無法像電腦檔案那樣直接複製貼上。即使間諜取得了專業資訊,他們也需要光學或雷射方面的博士學位才看得懂——就算他們真的有那些專業知識,他們也沒有研發EUV的工程師累積的30年經驗

章節標題: 52 中國的史普尼克危機?

章節: 61




在這樣一個供應鍊橫跨多國的產業裡,技術獨立一直是痴心妄想,即使是對美國這個全球最大的半導體生產國來說也是如此。對中國這個在供應鏈的許多環節(從機械到軟體)都缺乏競爭力的國家來說,想要追求技術獨立就更困難了

章節標題: 52 中國的史普尼克危機?

章節: 61




中國科技政策的頂尖專家王丹(音譯Dan Wang)*1認為,美國的限制催生了政府支持晶片業的新政策,「促使中國政府追求技術上的主導地位」2。他認為,如果美國沒有推出新的出口管制,《中國製造2025》會像中國以前的產業政策一樣,只是浪費大量資金罷了。但現在由於美國施壓,中國政府可能會為中國的晶片廠商提供更多的支持

章節標題: 52 中國的史普尼克危機?

章節: 61




美國政府開始考慮先進晶片的製造集中在東亞的問題,因此說服台積電與三星在美國開設新廠。台積電計畫在亞利桑那州設廠,三星則是在德州的奧斯丁附近擴廠。這些晶圓廠的設立,有部分是為了安撫美國政客,但它們也將為國防與其他關鍵的基礎設施生產晶片,美國比較希望在國內製造這些晶片

章節標題: 53 短缺與供應鏈

章節: 62




基辛格與ASML達成一項協定,讓英特爾率先取得下一代的EUV機台,預計將於2025年準備就緒。如果英特爾能在競爭對手之前學會使用這些新機台,這些機台就可以提供技術優勢

章節標題: 53 短缺與供應鏈

章節: 62




汽車晶片的短缺,主要是因為汽車廠在疫情爆發初期瘋狂又衝動地取消訂單,再加上他們採用「及時生產」(just-in-time)製程,幾乎沒有容錯的餘地

章節標題: 53 短缺與供應鏈

章節: 62




2021年的大部分時間,汽車製造商都面臨買不到晶片的窘況。據業界估計,這些汽車公司2021年的產量比沒有面臨晶片短缺時少了770萬輛,相當於2100億美元的收入損失

章節標題: 53 短缺與供應鏈

章節: 62




2020年,隨著數百萬人為了在家工作而升級電腦,個人電腦的需求激增。隨著愈來愈多的生活轉移到線上,資料中心對伺服器的需求也成長了。汽車公司起初削減了晶片訂單,預計汽車銷量將大幅下滑。結果當需求迅速恢復時,他們發現晶片製造商已經把產能重新分配給其他客戶

章節標題: 53 短缺與供應鏈

章節: 62




俄羅斯在製造與取得晶片方面持續面臨困難,這解釋了烏克蘭上空遭到擊落的俄羅斯無人機內為什麼都內建外國的微電子12。這也解釋了俄羅斯的軍隊為什麼仍普遍依賴非精準打擊武器。最近一項研究分析了俄羅斯在敘利亞的戰爭,結果發現,高達95%的俄羅斯武器是無導引的13。俄羅斯在攻擊烏克蘭幾週後就面臨巡弋飛彈短缺,這有部分是因為俄羅斯的半導體業狀況不佳

章節標題: 54 台灣的兩難

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台灣總統蔡英文最近在《外交事務》雜誌(Foreign Affairs)上主張,台灣的晶片業是一塊「『矽盾』,讓台灣得以保護大家,避免威權政體激進地破壞全球供應鏈」9。這是一種非常樂觀的觀點。台灣的晶片業無疑會迫使美國更重視台灣的防務。然而,萬一「矽盾」擋不了中國,半導體生產集中在台灣也會讓世界經濟面臨風險

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台灣如果爆發災難,總成本是以上兆美元計算。每年損失37%的運算力產出,其代價可能比新冠疫情及封城造成的經濟虧損還要慘烈。重建喪失的晶片製造力至少需要5年時間。現在的我們展望未來5年,目光會聚焦在建立5G網路與元宇宙,但萬一台灣停擺,我們可能連洗碗機也很難買到

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在加州的科技中心,大家不會那麼擔心營運偏離日常。萬一發生戰爭或地震,矽谷的許多知識都可以輕鬆轉移。這點在新冠疫情期間獲得了檢驗,當時該區幾乎所有的工作者都被告知居家工作,大型科技公司的獲利不減反升。臉書的豪華總部萬一陷入聖安德列斯斷層中,臉書甚至可能幾乎不會注意到。 但萬一台積電的晶圓廠陷入車籠埔斷層中,將會撼動全球經濟。台灣上次發生超大地震,就是1999年車籠埔斷層移動造成的。但要在台灣造成類似規模的破壞,只需幾次爆炸就夠了(無論是故意還是意外

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即使沒有封鎖,中國光靠空中與導彈行動,不必派出任何地面部隊,就足以削弱台灣的軍力,讓台灣的經濟停擺。在沒有美國與日本的立即援助下,中國空軍與導彈可能在兩三天內就解除台灣的主要軍備(機場、雷達設施、通訊樞紐等等),不會嚴重影響到台灣的產能

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美國國防部針對中國軍力所發表的公開報告,列出中國武力犯台的多種可能方式。最直接、也最不可能的方法,是諾曼地登陸式的入侵,派出數百艘中國軍艦穿越海峽,送成千上萬名解放軍上岸。兩棲入侵的歷史充滿了災難,美國國防部判斷,這種行動將使解放軍的能力「吃緊」。中國在發動攻擊以前,想摧毀台灣的機場、海軍設施、電力和其他關鍵基礎設施幾乎沒什麼困難,但即便如此,那也會是一場硬戰

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摩爾定律的終結,對半導體業乃至於全世界都將是極大的衝擊。我們每年之所以能生產更多的電晶體,純粹是因為這樣做在經濟上是可行的。然而,這不是第一次摩爾定律被宣判瀕臨死亡。1988年,IBM備受尊敬的專家、後來擔任美國國家科學基金會(National Science Foundation)主席的埃里希.布洛赫(Erich Bloch)曾說,電晶體縮小到四分之一微米時,摩爾定律就終止了。但10年後,晶片業衝破了那個障礙

章節標題: 結語 不只建構歷史,也將塑造未來

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矽谷不只是一個科學或工程的故事。技術只有在找到市場時才會進步。半導體的歷史也是一個有關銷售、行銷、供應鏈管理、降低成本的故事

章節標題: 結語 不只建構歷史,也將塑造未來

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製造最先進邏輯晶片的晶圓廠,成本是興建航空母艦的兩倍,而且只能暫居領先地位兩三年

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如今,連美國國防部的7000億美元預算,也不足以在美國本土為國防目的打造生產先進晶片的晶圓廠。國防部有專屬造船廠來興建造價數十億美元的潛艇及上百億美元的航空母艦,但它使用的許多晶片是從商用供應商採購,而那些供應商通常是在台灣

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