运行世界的技术和创造世界的竞赛

半导体——运行智能手机和计算机的数字机器，帮助运行从汽车和门铃到水、电源和军事系统的一切——无处不在。

也称为芯片或集成电路，它们通常是刻有晶体管的硅片——晶体管跟踪运行所有数字系统的 1 和 0。早在 1950 年代后期，让四个晶体管在一小块硅上工作是一项重大成就。最新的iPhone14处理器有160亿个晶体管。

虽然美国引领了芯片的发展，但现在大多数都是在国外制造的。台湾和韩国在制造最先进的芯片方面垄断了市场，尽管美国和中国正试图改变这一点。在政治热点地区拥有世界领先的制造商也是一个问题。

弗莱彻学院（Fletcher School）国际历史助理教授克里斯·米勒（Chris Miller）在他的新书 《芯片战争：为世界上最关键的技术而战》（Chip War： The Fight for the World’s Most Critical Technology）中讲述了半导体的故事及其在当今的关键作用。

他涵盖了技术的创造，行业的激烈竞争，推动芯片进入我们生活方方面面的惊人科学进步，以及为什么美国和中国都认为它们对国家安全至关重要。

“中国投入芯片行业的大量资金最终将失去商业可行性，”克里斯米勒说。
照片：保罗·卢瑟福

“华盛顿和北京的政策制定者越来越意识到芯片是军事力量的基础，也是推动民用经济的关键，”米勒说，她也是今年美国企业研究所的Jeane Kirkpatrick访问学者。

Tufts Now 与Miller进行了交谈，以了解有关芯片，它们的历史以及它们为什么推动美国和中国之间的竞争的更多信息。

美国芯片巨头英特尔的戈登·摩尔（Gordon Moore）在1970年预测，计算能力将每两年翻一番，这已经成为现实。这有多重要？

克里斯·米勒：在过去的60年里，我们获得了指数级的增长和权力——如果你不考虑一下，这听起来并不那么疯狂，但如果经济的其他部分每两年提供一次翻一番的电力呢？

如果飞机每两年飞两倍会怎样？或者房子每两年就变大一倍，或者汽车每两年贵一半？

你意识到经济生活的其余部分不是这样运作的。但正是这种动态在60年内提供了十亿倍的计算能力增长，这就是我们得到的。我们常常想当然地认为这是可能的，而事实上，这是现代最独特的经济现象之一。

你写了大量关于芯片制造对国家安全的影响的文章——随着时间的推移，这种情况发生了怎样的变化？

其中一个不变因素是芯片对军事系统至关重要。当芯片在1950年代首次被发明以适合导弹制导计算机时，就是这样。今天，军事系统更加依赖于计算能力、内存和信号处理。

美国军方现在和世界其他地区一样，在许多情况下依赖台湾和韩国来生产防御系统所需的芯片。这带来了新的挑战。五角大楼不得不习惯于从其他国家采购一些最关键的技术，这不是他们想要做的事情。但现在，没有其他选择。

随着美国在某些芯片制造领域落后，问题在于中国是否会以一种让中国在技术上具有优势的方式进步，或者至少缩小美国和中国在军事方面的差距。

美国一直依靠其技术优势来巩固其军事实力。如果这种优势减弱，将对军事力量产生重大影响。

美国最初制造芯片，但很快它们就被离岸了，主要是东亚。为什么？

一般来说，在韩国和台湾生产先进芯片更便宜，在某种程度上在中国也是如此，因为这些国家的税收优惠政策要宽松得多，环境法规也更宽松，而且芯片制造需要大量有毒化学品。劳动力成本只是故事的一小部分。

一般来说，在台湾开厂更容易获得许可。芯片占台湾出口的42%，所以如果有人想开一家芯片工厂，每个人都会确保它发生。在美国，芯片很重要，但远不如其他国家重要，所以我们对芯片的关注较少，许可也更难。

同样，曾经是领导者的美国公司近年来在某些情况下搞砸了。最好的例子是英特尔，它是美国最大的处理器芯片生产商，曾经是世界上技术最先进的公司。但在过去五年左右的时间里，它遇到了一些真正的磕磕绊绊，现在正试图从中恢复过来。例如，它曾经拥有技术领先优势，但已经落后于台湾半导体制造公司。

台湾积体电路制造公司（台积电）是如何最终获得37%的逻辑芯片市场份额的，这些逻辑芯片用于智能手机和电脑？

你必须给他们的企业领导层很多荣誉。他们比世界上任何公司都更有效地管理公司，而且他们有一个非常聪明的商业模式。他们是第一家不专注于内部设计和生产芯片的公司，而是只生产由其他公司设计的芯片。当时，这是商业模式的激进创新。

随着产量的增长，由于产量大，他们能够磨练生产流程。您生产的芯片越多，您学到的越多，工厂生产就越具有成本效益。

他们已经变成了一个真正的巨人。今天，他们生产的逻辑芯片比其他任何人都多，而且他们拥有最先进的技术。基本上无法想象我们依赖的计算基础设施——无论是手机、电脑、数据中心还是手机信号塔——没有台积电。

中国认为台湾是一个“叛变的省份”，并威胁要入侵它。如果战争爆发，世界先进芯片的供应会发生什么？

这种影响将是灾难性的。智能手机的生产将几乎停滞不前。生产的PC数量将急剧下降。其影响将以数万亿美元来衡量。

你写道，在1980年代，日本公司接管了存储芯片业务，他们似乎正在成为全球所有芯片的顶级生产商。但他们在1990年代跌跌撞撞，现在不是主要的芯片生产商。同样的事情会发生在今天的顶级生产国台湾、韩国和中国吗？

日本在70年代末和整个80年代在存储芯片上投入了大量资金，他们在这方面做得很好。但他们的投资超出了市场所需的能力，最终得到了许多利润不高的设施。他们在90年代试图将芯片行业恢复盈利，却错过了许多关键趋势，如个人电脑。

最有可能出现日本式兴衰的候选者是中国，中国正在向芯片行业投入资金，而且这样做的方式在经济上效率不高。中国投入芯片行业的大量资金最终将失去商业可行性，这是一个很大的风险。

在乌克兰作战的俄罗斯军队似乎在先进武器方面处于劣势。俄罗斯在芯片技术领域有多先进？

俄罗斯从行业早期就一直是芯片生产的参与者，但它一直是一个小玩家。它的芯片产业一直依靠复制或走私外国技术。这在今天产生了问题，因为军事装备比以往任何时候都更加依赖计算能力。

如果拆开在乌克兰战场上获得的俄罗斯导弹的制导计算机，你会发现俄罗斯导弹充满了美国和韩国以及台湾的芯片。因为它们是走私进来的，俄罗斯经常使用不完全适合给定用例的芯片。

俄罗斯面临的挑战之一是它无法生产足够的弹药，也无法为其弹药生产高质量的制导系统，这是它在乌克兰面临的众多问题之一。