《芯片战争：世界最关键技术的争夺战》第六部分：真正的男人要有晶圆厂

《芯片战争：世界最关键技术的争夺战》是美国经济史学家克里斯·米勒撰写、蔡树军翻译的科技类著作。该书以半导体产业全球分工为主线，追溯从冷战至今的芯片技术发展历程，阐释芯片在现代军事、经济和地缘政治中的战略地位。全书涵盖美国通过技术博弈确立主导地位、台湾半导体产业崛起、华为5G技术受限等案例，分析全球芯片短缺与供应链危机背后的国家竞争。书中提及美国《芯片法案》补贴政策、EUV光刻机研发困境等议题，揭示大国在人工智能与军事技术领域的核心博弈。

“真正的男人要有晶圆厂”

戴劳力士表、开劳斯莱斯车、创立AMD的杰瑞·桑德斯喜欢把拥有一家半导体晶圆厂比作在游泳池里养一条宠物鲨鱼。鲨鱼的饲养成本很高，需要时间和精力来维持，最终还可能会害死你。即便如此，桑德斯仍然确信一件事：他永远不会放弃自己的晶圆厂。尽管他在伊利诺伊大学读本科时学习过电气工程，但他从来不是一个制造业的人。他凭借在仙童市场营销方面取得的成绩，成为该公司最耀眼、最成功的推销员。

桑德斯的专长是销售，但他从未想过放弃AMD的制造工厂，尽管台积电等芯片制造厂的崛起使得大型芯片公司有可能考虑剥离其制造业务，并将其外包给亚洲的芯片制造厂。桑德斯在20世纪80年代与日本争夺DRAM市场份额，在20世纪90年代与英特尔争夺个人电脑市场份额，此后致力于自己的晶圆厂。他认为，晶圆厂对AMD的成功至关重要。

不过，就连他也承认，在拥有和运营一家晶圆厂的同时，赚钱变得越来越困难。问题很简单：每一代技术的进步都会使制造厂变得更昂贵。几十年前，张忠谋也得出了类似的结论，这就是他认为台积电的商业模式优越的原因。像台积电这样的代工厂，可以为许多芯片设计公司制造芯片，从而从其他公司难以复制的大规模生产中榨取利润。

尽管芯片行业的许多领域面临设计与制造分离的情况，但并非所有领域都如此。21世纪初，半导体已分为三大类。第一类是逻辑芯片，是指运行智能手机、计算机和服务器的处理器。第二类是存储芯片，指的是DRAM（提供计算机运行所需的短期内存）和NAND（随着时间的推移记住数据）。第三类芯片比较分散，包括将视觉或音频信号转换为数字数据的传感器等模拟芯片、与手机网络进行通信的射频芯片，以及管理设备如何使用电力的芯片。

第三类并不是主要依靠摩尔定律来推动性能的改进，聪明的设计比缩小晶体管更重要。如今，大约四分之三的这类芯片是在180纳米或以上节点的工艺线上生产的，这是一种在20世纪90年代末首创的制造技术。因此，这一细分市场的经济性不同于逻辑芯片和存储芯片，这两类芯片必须无情地缩小晶体管才能保持领先地位。第三类芯片的制造厂通常不需要每隔几年就竞相制造更小的晶体管，因此它们的成本要低得多，平均只需要四分之一的先进逻辑芯片或存储芯片制造厂的资本投资。如今，最大的模拟芯片制造商在美国、欧洲和日本。大部分芯片的生产也发生在这三个地区，只有一小部分外包到中国台湾和韩国。其中，最大的模拟芯片制造商是TI，该公司未能在个人电脑、数据中心或智能手机生态系统中建立起英特尔式的垄断地位，但仍然是一家中等规模、高利润的芯片制造商，拥有大量模拟芯片和传感器产品。现在，除了欧洲和日本的类似公司外，还有许多其他总部位于美国的模拟芯片制造商，比如安森美（Onsemi）、思佳讯和亚德诺（Analog Devices）。

相反，内存市场一直被接受代工的少数几个工厂（主要在东亚）主导。这两种主要类型的存储芯片（DRAM和NAND）不是来自以发达经济体为中心的分散供应商，而是由少数几家公司生产。对于20世纪80年代硅谷与日本竞争的半导体DRAM存储芯片而言，一个先进的晶圆厂可能耗资200亿美元。过去有几十家DRAM生产商，但现在只剩下三家主要生产商。20世纪90年代末，日本几家苦苦挣扎的DRAM生产商合并为一家名为尔必达（Elpida）的公司，该公司试图与美光、三星和SK海力士（SK Hynix）竞争。到2010年，这四家公司控制了大约85%的市场份额。但是，尔必达一直在为生存挣扎，直到2013年被美光收购。与在韩国生产大部分DRAM的三星和SK海力士不同，美光的一系列收购让它在日本、中国台湾、新加坡以及美国拥有DRAM制造厂。新加坡等国家和地区的补贴鼓励美光维持并扩大其工厂产能。因此，尽管有一家美国公司是世界三大DRAM生产商之一，但大多数DRAM的生产在东亚。

另一种主要类型的存储芯片NAND的市场也以亚洲为中心。三星是最大的竞争者，提供了35%的市场份额，其余的由韩国的SK海力士、日本的铠侠以及两家美国公司美光和西数（Western Digital）生产。韩国公司几乎只在韩国或中国生产芯片，但美光和西数的NAND只有一部分在美国生产，其余在新加坡和日本生产。与DRAM一样，虽然美国公司在NAND生产中发挥着重要作用，但美国制造的份额很低。

美国在存储芯片产量方面处于二流地位并不是什么新鲜事。这可以追溯到20世纪80年代末，当时日本首次在DRAM产量上超过美国。近年来的重大变化是，美国生产的逻辑芯片的份额大幅下降。如今，建造一个先进的逻辑晶圆厂耗资200亿美元，这是一笔巨大的资本投资，很少有公司能负担得起。与存储芯片一样，一家公司生产的芯片数量与成品率（实际可用的芯片数量）存在相关性。考虑到规模化生产的好处，制造先进逻辑芯片的公司数量不断减少。

除了英特尔之外，许多美国主要逻辑芯片制造商放弃了自己的晶圆厂，将制造进行外包。摩托罗拉、国家半导体等此前的主流公司接连破产、被收购。或者，我们看到它们的市场份额在缩水。它们被无晶圆厂公司取代，这些公司通常从传统半导体公司聘请芯片设计师，但将制造外包给台积电或亚洲其他芯片制造厂。这使得无晶圆厂公司能够专注于它们的优势——芯片设计，而不需要同时具备制造芯片的专业能力。

只要桑德斯担任首席执行官，他创办的AMD公司就一直会从事逻辑芯片的生产，比如个人电脑的处理器。老派硅谷首席执行官一直坚持认为，将半导体制造与设计分离会导致效率低下。但正是文化，而不是商业推理，让芯片设计和芯片制造一体化保持了如此长的时间。桑德斯仍然记得罗伯特·诺伊斯在仙童的实验室里捣鼓的日子。桑德斯支持AMD自主制造的论点，是基于一种很快就过时的男子气概。20世纪90年代，当桑德斯听到一位记者打趣地说“真正的男人要有晶圆厂”时，他把这句话当成了自己的观点。桑德斯在一次行业会议上宣称：“现在听我说，好好听我说，真正的男人要有晶圆厂！”