《芯片戰(zhàn)爭(zhēng)：世界最關(guān)鍵技術(shù)的爭(zhēng)奪戰(zhàn)》是美國(guó)經(jīng)濟(jì)史學(xué)家克里斯·米勒撰寫、蔡樹軍翻譯的科技類著作。該書以半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)全球分工為主線，追溯從冷戰(zhàn)至今的芯片技術(shù)發(fā)展歷程，闡釋芯片在現(xiàn)代軍事、經(jīng)濟(jì)和地緣政治中的戰(zhàn)略地位。全書涵蓋美國(guó)通過技術(shù)博弈確立主導(dǎo)地位、臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)崛起、華為5G技術(shù)受限等案例，分析全球芯片短缺與供應(yīng)鏈危機(jī)背后的國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)。書中提及美國(guó)《芯片法案》補(bǔ)貼政策、EUV光刻機(jī)研發(fā)困境等議題，揭示大國(guó)在人工智能與軍事技術(shù)領(lǐng)域的核心博弈。

第一部分 冷戰(zhàn)時(shí)期的籌碼

1 從鋼鐵到硅片

日本士兵將第二次世界大戰(zhàn)描述為“鋼鐵臺(tái)風(fēng)”。盛田昭夫 是一位勤奮的年輕工程師，來(lái)自一個(gè)富裕的清酒商人家庭。戰(zhàn)時(shí)，他被分配到日本海軍工程實(shí)驗(yàn)室，勉強(qiáng)躲過了前線。但隨著美國(guó)B-29超級(jí)堡壘轟炸機(jī)襲擊日本城市，摧毀了東京和其他城市中心，鋼鐵臺(tái)風(fēng)也襲擊了盛田昭夫的故鄉(xiāng)。除此之外，美國(guó)的封鎖造成了日本大面積的饑荒，并迫使日本采取孤注一擲的措施。戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束時(shí)，盛田昭夫的兄弟們正在接受“神風(fēng)敢死隊(duì)”飛行員的訓(xùn)練。

在東海對(duì)岸，童年的張忠謀 不時(shí)聽到槍聲和空襲警報(bào)。他在十幾歲的時(shí)候從抗日戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期日本軍隊(duì)的炮火下逃生，搬到了廣州、香港和中國(guó)戰(zhàn)時(shí)首都重慶，于日本戰(zhàn)敗后返回上海。即便如此，戰(zhàn)爭(zhēng)并沒有真正結(jié)束，因?yàn)榻夥艖?zhàn)爭(zhēng)開始了。不久，上海戰(zhàn)役爆發(fā)，張忠謀再次為躲避戰(zhàn)火而前往香港。

雖然布達(dá)佩斯位于世界的另一邊，但安迪·格魯夫亦經(jīng)歷了席卷亞洲的鋼鐵風(fēng)暴。 當(dāng)時(shí)，被人們稱為安德拉斯·格魯夫（Andras Grof）的他，在布達(dá)佩斯的多次被入侵戰(zhàn)爭(zhēng)中幸存了下來(lái)。匈牙利極右翼政府將像格魯夫一樣的猶太人視為二等公民。當(dāng)歐洲爆發(fā)戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)，他的父親被征召入伍，并被派遣與匈牙利納粹盟友一起對(duì)抗蘇聯(lián)。據(jù)報(bào)道，他的父親在斯大林格勒的行動(dòng)中失蹤了。之后的1944年，納粹入侵了其名義上的盟友匈牙利，派遣坦克縱隊(duì)穿過布達(dá)佩斯，并宣布計(jì)劃將格魯夫這樣的猶太人運(yùn)送到死亡集中營(yíng)。幾個(gè)月后，當(dāng)蘇聯(lián)紅軍進(jìn)軍匈牙利首都，解放該國(guó)時(shí)，格魯夫還是一個(gè)孩子，他再次聽到了炮聲。

無(wú)數(shù)成排的坦克，一波又一波的飛機(jī)，成千上萬(wàn)噸從空中墜落的炸彈，運(yùn)送卡車、戰(zhàn)車、石油產(chǎn)品、機(jī)車、軌道車、大炮、彈藥、煤炭和鋼鐵的船隊(duì)，第二次世界大戰(zhàn)成為一場(chǎng)工業(yè)消耗沖突。正如美國(guó)所希望的那樣，美國(guó)可以打贏一場(chǎng)基于工業(yè)的戰(zhàn)爭(zhēng)。在華盛頓，戰(zhàn)時(shí)生產(chǎn)委員會(huì)的經(jīng)濟(jì)學(xué)家，從銅和鐵、橡膠和石油、鋁和錫等方面，評(píng)估了美國(guó)將制造業(yè)力量成功轉(zhuǎn)變?yōu)檐娛铝α康目赡苄浴?/p>

美國(guó)建造的坦克比所有軸心國(guó)的加起來(lái)還要多，船只、飛機(jī)也更多，大炮和機(jī)槍的產(chǎn)量是軸心國(guó)的兩倍。工業(yè)貨物從美國(guó)港口源源不斷地穿過大西洋和太平洋，為英國(guó)、蘇聯(lián)、中國(guó)和其他盟國(guó)提供關(guān)鍵物資。雖然這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)是由斯大林格勒的士兵和中途島的水手參與的，但戰(zhàn)斗力是由美國(guó)愷撒造船廠和紅河裝配線產(chǎn)生的。

1945年，世界各地的無(wú)線電廣播宣布戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束。在東京郊外，年輕的工程師盛田昭夫穿著全套制服，聆聽日本裕仁天皇的投降宣言。他是獨(dú)自聆聽的，沒有與其他海軍軍官在一起，這樣他就不會(huì)被迫進(jìn)行儀式性自殺。 在東海對(duì)岸，張忠謀慶祝了日本的失敗和戰(zhàn)爭(zhēng)的結(jié)束，并迅速回到了悠閑的少年生活，與朋友們一起打網(wǎng)球、看電影和玩紙牌。 在匈牙利，安迪·格魯夫和他的母親慢慢地爬出了防空洞。

第二次世界大戰(zhàn)的結(jié)果取決于工業(yè)產(chǎn)出，但很明顯，新技術(shù)正在改變軍事力量。大國(guó)制造了數(shù)以千計(jì)的飛機(jī)和坦克，也建造了研究實(shí)驗(yàn)室，開發(fā)了火箭和雷達(dá)等新裝備。摧毀廣島和長(zhǎng)崎的兩枚原子彈引發(fā)了許多猜測(cè)，一個(gè)新生的原子時(shí)代可能會(huì)取代一個(gè)由煤炭和鋼鐵構(gòu)成的時(shí)代。

1945年，張忠謀和安迪·格魯夫還是學(xué)生，由于年紀(jì)太小，不會(huì)認(rèn)真考慮技術(shù)或政治。但20多歲的盛田昭夫，在戰(zhàn)爭(zhēng)的最后幾個(gè)月里一直在研制熱尋導(dǎo)彈。 日本遠(yuǎn)未部署可用的制導(dǎo)導(dǎo)彈，但該項(xiàng)目讓盛田昭夫看到了未來(lái)。人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到戰(zhàn)爭(zhēng)不是由裝配線上的鉚工贏得的，而是由能夠識(shí)別目標(biāo)并自動(dòng)進(jìn)行機(jī)動(dòng)操作的武器贏得的。這個(gè)想法看起來(lái)像科幻小說(shuō)，但盛田昭夫隱約意識(shí)到電子計(jì)算的新發(fā)展，這可能會(huì)讓機(jī)器通過解決加法、乘法或求平方根等數(shù)學(xué)問題來(lái)“思考”。

當(dāng)然，使用機(jī)器進(jìn)行計(jì)算的想法并不新鮮。人類自從第一次學(xué)會(huì)計(jì)數(shù)以來(lái)，就開始上下翻轉(zhuǎn)手指計(jì)數(shù)。古人發(fā)明了算盤，以操縱大量的數(shù)字。幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，人們通過在這些木質(zhì)網(wǎng)格上來(lái)回移動(dòng)木珠進(jìn)行乘法和除法的運(yùn)算。19世紀(jì)末和20世紀(jì)初，政府和商業(yè)中的大型官僚機(jī)構(gòu)的發(fā)展需要大量的人類“計(jì)算機(jī)” ，辦公人員配備了筆、紙，偶爾還配備了簡(jiǎn)單的機(jī)械計(jì)算器——可以進(jìn)行加、減、乘、除運(yùn)算和計(jì)算基本平方根的齒輪箱。

這些活生生的“計(jì)算機(jī)”可以制作工資單，跟蹤銷售數(shù)據(jù)，收集人口普查結(jié)果，并篩選出為保險(xiǎn)單定價(jià)所需的火災(zāi)和干旱數(shù)據(jù)。在大蕭條期間，美國(guó)工程進(jìn)步管理局為了雇用失業(yè)的辦公室員工，成立了數(shù)學(xué)表格項(xiàng)目。在曼哈頓的一棟辦公樓里，數(shù)以百計(jì)的人類“計(jì)算機(jī)”坐在一排排的桌子旁，把對(duì)數(shù)和指數(shù)函數(shù)制成表格。該項(xiàng)目出版了28卷復(fù)雜函數(shù)的結(jié)果，比如《100000到200009的整數(shù)倒數(shù)表》，其中201頁(yè)全部是數(shù)據(jù)表。

有組織的人類計(jì)算小組展示了計(jì)算的前景，但也顯示了使用大腦進(jìn)行計(jì)算的局限性。即使使用機(jī)械計(jì)算器幫助大腦，人類的工作效率也很低。要想使用數(shù)學(xué)表格項(xiàng)目的結(jié)果，人們必須在28卷中找出一卷，才能找到特定對(duì)數(shù)或指數(shù)的結(jié)果。計(jì)算量越大，人們需要翻閱的頁(yè)面就越多。

與此同時(shí)，對(duì)計(jì)算的需求在不斷增長(zhǎng)。甚至在第二次世界大戰(zhàn)之前，資金就投入生產(chǎn)更強(qiáng)大的機(jī)械計(jì)算機(jī)項(xiàng)目上，戰(zhàn)爭(zhēng)加速了對(duì)計(jì)算能力的追求。幾個(gè)國(guó)家的空軍開發(fā)了機(jī)械炸彈瞄準(zhǔn)鏡，以幫助飛行員擊中目標(biāo)。轟炸機(jī)機(jī)組人員通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕來(lái)輸入風(fēng)速和高度，旋鈕則可以移動(dòng)調(diào)整玻璃鏡的金屬杠桿。在飛機(jī)瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)將視野聚焦，這些旋鈕和杠桿比任何飛行員都能更精確地“計(jì)算”高度和角度。但局限是顯而易見的，這樣的炸彈瞄準(zhǔn)器只考慮了幾個(gè)輸入，只提供了一個(gè)輸出——何時(shí)投擲炸彈。在完美的測(cè)試條件下，美國(guó)的炸彈瞄準(zhǔn)器比飛行員的目測(cè)更準(zhǔn)確。但當(dāng)部署在德國(guó)上空時(shí)，只有20%的美國(guó)炸彈落在目標(biāo)1000英尺以內(nèi)。 那場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)不是由試圖引導(dǎo)炸彈但通常都失敗的機(jī)械計(jì)算機(jī)上的旋鈕決定的，而是由投擲的炸彈和發(fā)射的炮彈數(shù)量決定的。

更高的精度需要更多的計(jì)算。工程師們最終開始用電荷取代早期計(jì)算機(jī)中的機(jī)械齒輪。早期的電子計(jì)算機(jī)使用真空管。真空管是一種將金屬絲密封在真空玻璃中的燈泡狀器件。流經(jīng)真空管的電流通過控制電極可以打開和關(guān)閉，這與珠子在木棒上來(lái)回移動(dòng)的功能沒有什么不同。打開的真空管編碼為1，而關(guān)閉的真空管編碼為0。這兩個(gè)數(shù)字可以使用二進(jìn)制計(jì)數(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生任意數(shù)字，因此理論上可以執(zhí)行多種類型的計(jì)算。

此外，真空管可以使這些數(shù)字計(jì)算機(jī)重新編程。機(jī)械齒輪，比如炸彈瞄準(zhǔn)器中的齒輪，只能執(zhí)行一種類型的計(jì)算，因?yàn)槊總€(gè)旋鈕都與杠桿和齒輪物理連接，這與算盤上的珠子被來(lái)回移動(dòng)的桿束縛住了一樣。但真空管之間的連接可以重組，從而使計(jì)算機(jī)能夠運(yùn)行不同的計(jì)算。

如果不是因?yàn)轱w蛾的話，這就是計(jì)算領(lǐng)域的一次飛躍。因?yàn)檎婵展芟駸襞菀粯影l(fā)光，會(huì)吸引昆蟲，需要工程師定期“清理昆蟲”（debugging）。 此外，真空管和燈泡一樣經(jīng)常燒壞。1945年，賓夕法尼亞大學(xué)為美國(guó)陸軍建造了一臺(tái)名為“埃尼阿克”的最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)，用于計(jì)算炮彈軌跡，該計(jì)算機(jī)有18000只真空管。 平均每?jī)商炀陀幸恢徽婵展馨l(fā)生故障，導(dǎo)致整個(gè)機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)，技術(shù)人員每天忙碌地尋找并更換損壞的部件。埃尼阿克每秒可以計(jì)算數(shù)百個(gè)乘法，比任何數(shù)學(xué)家都快。但它占據(jù)了整個(gè)房間，因?yàn)樗?8000只真空管中的每一只都有拳頭那么大。顯然，真空管技術(shù)太煩瑣、太慢、太不可靠。只要計(jì)算機(jī)是會(huì)被飛蛾纏身的怪物，它們就只能用于破解代碼等少數(shù)應(yīng)用，除非科學(xué)家能找到更小、更快、更便宜的開關(guān)。