[心得]《晶片戰爭》：心得筆記

看板book作者MAXjames (麥酷斯)時間8月前 (2023/08/26 12:36)推噓10(10推 0噓 2→)

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部落格圖文版：https://maxjamesread.com/chip-war/ Podcast有聲版：https://apple.co/3EdJdD6 近來中美競爭已然白熱化，大家赫然發現「晶片」這過去僅出沒在半導體業的專有名詞，居然在這場大國博弈中扮演舉足輕重的腳色。這本《晶片戰爭》用一篇篇精彩的故事娓娓道來半導體產業的發展沿革，爬梳各國在「矽」時代下的地緣競合，私以為是今年必讀的精采巨作。其實原本看到那傲人厚度，已有硬啃的心理準備，沒想到讀來超乎想像地好看。每個章節都設計得短小易食且情節誘人，不知不覺就完食。作者克里斯．米勒的功力實在深厚。以下想從半導體業的歷史軌跡、科技與政治和產業的興衰等三個面向聊聊我的一些心得。【歷史的軌跡】身為科技業小螺絲釘，對半導體的技術理論和產業現狀都有一定理解，但對其歷史就所知甚微。因此這本書可說補足許多過往的知識空白，讀來相當過癮。像是以前學校只會告訴你蕭克利發明了電晶體，然後就馬上講解技術原理。等畢業、走進職場，就理所當然地開始賣肝、照顧產線。但事實上，半導體從理論走向應用可說是條漫漫長路。如書中所言：半導體的發展不僅要靠學術物理學，也要靠精巧的製造技術。理論只是基礎，要能順利量產，應用到你我慣用的產品中，背後需要仰賴無數前人的血汗累積。 https://imgur.com/zOtpp6V

打造出第一個積體電路，或稱「晶片」的大神基爾比（截自《晶片戰爭》）大家熟知的張忠謀就是量產的翹楚。書中提到，老張很擅長系統化地調整製程，還很會「訓」人。他到德儀的幾個月內，就靠鐵血紀律將電晶體產線的良率提升到 25%。對照現在的台積電文化，可說完全無違和。 https://imgur.com/kYWqTPW

護國神山的創始人老張（截自《晶片戰爭》）另外，此書也解答許多我對產業結構的疑惑。像過去曾想過，為什麼韓國可以霸佔動態隨機存取記憶體（DRAM）產業的大半江山。讀了此書才知道，最先搞出 DRAM 的居然是英特爾，是因為後來不敵日本的強力競爭才放棄記憶體生產。而韓國的 DRAM 產業就是在美日競合的背景下產生的。當時矽谷認為，想對抗日本的記憶體晶片產業，最好的方式就是找到更便宜的供應來源，讓日本以外的國家生產它們需要的晶片。正好當時韓國政府積極地想發展半導體，兩造一拍即合。美國不單為韓國提供市場，連技術也大放送。像美光就經由技術轉移獲得三星的資金，讓公司得以續命。矽谷透過這樣的合作，讓韓國生產 DRAM 與日本削價競爭。這樣「敵人的敵人，就是我的朋友」的概念，讓南韓得坐收漁翁之利，步步走上 DRAM 的霸主位置。讀本書時常有種「原來是因為這樣啊」的感受。作為從業者，常常太快跳到理論與應用，忽略了背後的歷程有多不容易。看著許多現在習以為常的東西如何步步發展成形，莫名很感動。【科技擺不開政治】閱讀此書的過程中，深深感受到「政治」的無所不在。在《巨變時代》曾提到「戰爭」常是科技的發展的原動力，晶片技術自然也不例外。而最初誘發晶片躍進的就是大家熟知的美蘇兩極對抗。冷戰時期的美蘇在太空領域激烈競爭。蘇聯率先發射人造衛星史普尼克，還首次將人類送入太空。感受到危機的美國開始急起直追，發起鼎鼎大名的「阿波羅計畫」。如此野心帶動了晶片的發展。比方說，快捷半導體的第一個晶片訂單就來自美國太空總署。靠著將晶片賣給阿波羅計畫，快捷從一家小新創，一躍成為擁有上千名員工的公司。除了太空，晶片還有另一個與戰爭更接地的應用：導彈。像德儀的第一份大合約就是為大型核導彈製造晶片。而晶片還幫助實現了軍武的重大想望：精準打擊。早期的炸彈其實不大靈光，多數連目標都沒能擊中。有鑑於此，美國空軍與德儀合作，將微電子與炸藥結合，製造出能精準擊中目標的導彈。最終，靠著精準打擊導彈，美國在伊拉克戰爭取得極大成功。伊拉克軍隊配備的蘇聯國防裝備，面對美國的攻擊完全束手無策。紐約時報的一則標題甚至說這是「矽對鋼的勝利」。靠著先進晶片，美國成功笑到最後，為冷戰畫下句點。 https://imgur.com/OtMqlWF

德儀製造的雷射導引炸彈實現美軍精準打擊的渴望（截自《晶片戰爭》）除了美蘇，還有另一組對抗同樣精采：美日。上個段落提過，其實日本的晶片實力曾力壓美國。80 年代的日本在 DRAM 的市佔率年年成長，打得美國可說是棄不成軍。當時超微半導體的執行長傑瑞．桑德斯就控訴日本公司靠竊取智慧財產權、政府津貼和廉價資本在 DRAM 生產佔盡便宜。不過日本並沒有笑到最後，原因容我賣個關子，後面會提到。前頭說過，韓國 DRAM 產業的崛起是美日競合下的產物。事實上，如此競爭還造就了微影製程設備巨頭艾斯摩爾的崛起。在半導體業有所謂四大設備商的說法，指的是應用材料、科林、科磊和艾斯摩爾等四間公司。這四巨頭生產了絕大多數的半導體製程設備。有趣的是，其中只有艾斯摩爾是荷蘭公司，其他三家總部都在美國。怎麼會這樣呢？其實，當時日本在微影製程上也遙遙領先美國。在這樣的背景下，美國把位在荷蘭的艾斯摩爾，視為取代 Canon 和 Nikon 等日本設備商的優質選項。這概念與幫助韓國生產 DRAM 可說如出一轍。受惠於地緣政治的艾斯摩爾成為微影製程的王者，並一路領先到現在。 https://imgur.com/E8whPHF

微影設備霸主艾斯摩爾（截自《晶片戰爭》）說到科技與政治，當然得聊聊近來最夯的美中對抗。事實上這場兩強對峙可說是以「晶片」為軸的世界霸主爭奪賽。像是近來 AI 崛起，美中都想在這個重要科技取得領導權。而晶片恰恰就決定了 AI 的運算力，重要性可見一斑。其他不管是 5G 或是區塊鏈等應用都需要晶片在背後支撐。略為誇張地說，誰掌握晶片，就等於掌握未來的世界主導權。對此，中國發起所謂中國製造 2025，希望一舉「超美」，成為半導體強權。而美國為維持優勢也推出各種補助法案，希望提升美國本土的晶圓生產力。在這樣的地緣對抗下，過往半導體全球化的生產模式開始面臨挑戰，「去全球化」儼然成為未來趨勢。書中就引用張忠謀的說法：全球化已經死亡，自由貿易也幾乎消失了。很多人希望它們能回來，但我認為它們不會回來了。身在半導體業，其實很早就領受到美中的地緣浪潮。對書中〈福建晉華〉這個章節超級有感。因為當時晉華建廠時，我就是第一波前往驗機的工程師。而做為美商，敝公司理所當然地參與後來的美國禁令。我同事就在禁令當天被緊急召回辦公室，再不能踏進入晉華無塵室一步…… 延伸閱讀：美國限制對中國半導體公司福建晉華的出口 https://www.voachinese.com/a/trade-chips-technology-trump-china-entity-jinhua-zte-20181029/4633999.html 從最早的美蘇，之後的美日，到現在的美中對抗。整個半導體產業發展可說和各國的角力博弈密不可分。【興衰的反思】本書談到許多國家產業與公司的興衰。所以最後這段落想分享我從中得到的一些啟發，聊聊什麼模式能創造成功，什麼思維則會導致失敗。〔破壞式創新〕一家公司要能成功，勢必要打破過往的「局」。針對這點，書中提到一個非常重要的觀念：破壞式創新。這是哈佛教授克雷頓．克里斯汀生所提出的理論，意指要用新技術顛覆現有的模式。前面提過，最早實現 DRAM 量產的其實是英特爾。但 80 年代的英特爾在日本的強力挑戰下面臨極大危機。此時它們獲得 IBM 的一個小合約，為一個叫做「個人電腦」的新產品製造晶片。IBM 與一個名叫比爾．蓋茲的年輕程式設計師簽約，讓他為電腦編寫軟體。時任英特爾總裁的葛洛夫面臨重大抉擇，是要轉身投向新技術？還是繼續在DRAM 苦苦掙扎？最後他壯士斷腕，讓英特爾退出記憶體生產，把 DRAM 市場讓給日本。這是個艱難的決定，畢竟那時根本很難想像個人電腦的市場會超過 DRAM。如葛洛夫自己說的：「破壞」是顯而易見的，但「創新」如果奏效，則需要好幾年後才看得出來。當然，最後的故事大家都知道了。個人電腦成了幾乎所有人的標配。英特爾在個人電腦晶片市場奠定壟斷地位，直到現在都難以撼動。 https://imgur.com/boKyFrz

葛洛夫與比爾蓋茲（截自《晶片戰爭》）書中多次看到如此「破壞」帶來的正面影響。比如曾奄奄一息的美光，就是靠與半導體業八竿子打不著的薯片大王傑克．辛普洛的革新才起死回生。最早靠機械系統化大量製造薯條而致富的他，把如此概念引進美光，大幅降低晶片生產成本，讓美光撐過日本的挑戰。直到現在，美光都還在 DRAM 領域佔有一席之地。張忠謀的台積電也是如此。過往像德儀、英特爾等公司都會生產自己設計的晶片。但老張卻反其道而行，決定創建一家專門生產客戶設計晶片的公司。這模式就是大家熟知的「晶圓代工」。這樣不與客戶競爭、專注晶片生產的商業模式取得巨大成功，大幅改變半導體業的生態結構。〔成功者詛咒〕破壞式創新能為企業帶來前所未有的優勢，但優勢卻也可能成為弱點。許多公司為了固守優勢而痛失成長機會，我稱這現象叫成功者詛咒。上頭提過英特爾從記憶體轉向個人電腦的華麗轉身。但如此成功卻讓他們錯失了一個巨大的新商機：手機。當時賈伯斯找上英特爾，希望它們能幫蘋果的新產品——一種「電腦化的手機」——製造晶片。但英特爾拒絕了。畢竟電腦處理器的事業就像印鈔機般，即便意識到手機的潛力，高層依然不想冒險轉向新的應用。後見之明來說，這決定錯得離譜。沒錯，這個電腦化的手機就是 iPhone 這個劃時代的產品。英特爾等於是被個人電腦的成功給束縛，痛失一個創造大局的機會。 https://imgur.com/DsiHLoz

英特爾因為成功者詛咒錯失了蘋果的訂單（截自《晶片戰爭》）日本的 DRAM 產業同樣遭受這樣的成功者詛咒。上頭提過，日本靠政府投資在記憶體生產取得極大成功。但如此優勢反而讓它們在面對三星與美光的削價競爭時，依然加倍在 DRAM 生產上投資。如此執著讓它們錯過個人電腦的崛起。不若轉型成功的英特爾，日本的半導體業日漸萎靡，最終退出領先行列。從上面的討論可以發現，成功其實是一種「動態」。如果只滿足於當前的優勢，不能夠及時轉型，失敗就可能猛然襲來。【後記：回首台灣】最後想回頭聊聊台灣這個「晶片之島」。台灣擁有完整的半導體生態系。鄉民戲稱「護國神山」的台積電，更像是定海神針般將台灣穩穩嵌進全球的半導體供應鏈中。如書中說的：晶片製造的「全球化」並沒有發生，而是「台灣化」了。 https://imgur.com/NFqFCdq

台灣的先進晶片生產佔據世界領先位置（截自《晶片戰爭》）近來美中關係緊張，身在第一島鏈前緣又與中國關係複雜的台灣，自然無法置身事外。書中這段話具體而微地說明了這狀況：中國與美國爭奪霸主的同時，雙方都把焦點放在掌控運算的未來，而可怕的是，那個未來取決於一個小島，中國認為那個小島是叛離的省份，美國則已經允諾以武力保衛它。霎時間，這個太平洋上的小島國變得前所未有地重要。要是台灣出事，將對全球產生災難性的影響。為降低風險，美國也開始想辦法將晶圓製造技術拉回本土。如最近台積在亞利桑那的新建廠專案就是一例。不過平心說，在晶片製造這塊我覺得台灣還是很難被取代。因為晶片製程極為複雜，需要大量試誤累積，簡單說，就是個需要「肝」來推砌的產業。而幾乎沒有哪國的工程師可以像台灣這樣任勞任怨地付出。書中引用台積前研發副總蔣尚義的這段話相當經典：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，他們凌晨兩點就修好了。他們不會抱怨，他們的配偶也不會抱怨。看到作者如此大辣辣地把台灣的科技業文化寫出來，實在有點哭笑不得。雖說有股淡淡憂傷，但台灣可說擁有「奴」的護城河，在晶片製造的優勢恐怕很難被撼動。總之，還是請大家多多幫所有血汗工程師加油啦（笑）。最後還是要再次力薦這本書，標題的「重磅必讀」絕非虛言。如果今年只能讀一本書，那就是它了！ -- 姆斯的閱讀空間 FB: https://www.facebook.com/maxjamesread/ IG: https://www.instagram.com/maxjamesread/ Podcast: https://apple.co/3THZYMo -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 36.238.130.158 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/book/M.1693024569.A.27D.html

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