硅谷，美國科技產(chǎn)業(yè)的心臟，其名字來源于一種化學(xué)元素，該元素也是芯片最為重要的成分。如今，芯片正吸引著Facebook、谷歌和蘋果等巨頭公司的注意力，而讓這些公司聞名于世的并非芯片，而是軟件和那些漂亮的硬件設(shè)備。然而，正是得益于二十世紀(jì)五六十年代晶體管、集成電路等發(fā)明的精細(xì)化，電腦才從房間大小的巨型機器，逐漸縮小為口袋大小的便攜設(shè)備，巨頭們能有今天的輝煌正仰賴于此。

如今，現(xiàn)代化的芯片已被嵌入汽車、洗衣機、戰(zhàn)斗機等各種設(shè)備中。據(jù)數(shù)據(jù)提供商「全球半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計組織」（WSTS）估計，2017年，芯片市場規(guī)模為4120億美元，較去年增長21.6%。不過，這些原始數(shù)據(jù)容易讓人低估芯片制造的重要性。比如，對比來看，全球電子商務(wù)行業(yè)每年的收入約超2萬億美元。如果說數(shù)據(jù)是新的石油，那么，芯片就是把數(shù)據(jù)變得有用的內(nèi)燃機。

芯片的無處不在催生了一個龐大的全球產(chǎn)業(yè)?，F(xiàn)代芯片約含數(shù)十億個元器件，需要在超先進(jìn)的工廠中生產(chǎn)，其制造成本高達(dá)數(shù)百億美元。事實上，能夠完全建造這些設(shè)備也是專業(yè)化和貿(mào)易實力的一個體現(xiàn)。

這些極其復(fù)雜的產(chǎn)品催生出同樣復(fù)雜的供應(yīng)鏈，全球數(shù)千家專業(yè)公司都參與其中。美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SIA）估算過，其成員之一擁有超過1.6萬家供應(yīng)商，其中8500多家在美國境外。原材料和元部件是芯片的重要組成部分，在最終成為智能手機、汽車防抱死制動系統(tǒng)或其他數(shù)以千計產(chǎn)品的大腦之前，它們會經(jīng)歷一番環(huán)球旅行。

如今，兩股力量正將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)推到聚光燈下。首先是地緣政治。芯片產(chǎn)業(yè)正深受中美日趨敏感的對抗關(guān)系影響。其次是物理學(xué)。這場醞釀中的技術(shù)變革正處于歷史性時刻。50年來，芯片行業(yè)一直受到摩爾定律的推動。根據(jù)摩爾定律，芯片上可容納的元器件數(shù)量每兩年翻一番，芯片性能也將提升一倍。但摩爾定律正在失效，芯片行業(yè)的未來似乎也比以往任何時候都更加不確定。

電子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的政治斗爭

讓我們從地緣政治談起。

長久以來，美國都是芯片制造業(yè)的領(lǐng)頭羊，芯片產(chǎn)業(yè)也是國家重要戰(zhàn)略資產(chǎn)。芯片的最早應(yīng)用之一出自硅谷，主要被用于核彈的導(dǎo)航系統(tǒng)，硅谷將自己的存在歸功于五角大樓的贊助，其重要性不亞于風(fēng)投在其崛起中起到的重要作用。2017年，一份由白宮發(fā)布的報告也放棄咬文嚼字，直接指出「前沿半導(dǎo)體技術(shù)對于國防和軍方的強大，至關(guān)重要?！?/p>

如今，中國也將芯片制造視為未來競爭的重要砝碼。2014年，國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金成立，資本滾滾流入半導(dǎo)體研發(fā)領(lǐng)域。「中國制造2025」戰(zhàn)略也將焦點放在提升中國生產(chǎn)力，希望國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)營收能從2016年的650億美元，增至2030年的3050億美元，并基本實現(xiàn)自足（當(dāng)前僅能滿足國內(nèi)需求的三分之一）。

美國當(dāng)然不歡迎中國入侵自己的利益范圍，也正試著阻礙這位對手的前進(jìn)。2015年美國禁止向中國實驗室出售英特爾高端芯片，并給中國公司收購美國芯片公司使絆子。

今年中興事件中，特朗普政府利索地表示禁止美國公司向中興出售半導(dǎo)體部件。這家公司的芯片設(shè)計來自好幾家美國公司的許可授權(quán)，此舉一出，無異于讓其瞬間癱瘓。當(dāng)特朗普出乎意料地表示解除禁令時，這家公司才免于破產(chǎn)險境。

政治風(fēng)向搖擺不定，芯片產(chǎn)業(yè)也受牽連

美國還指控中國從事商業(yè)間諜活動。11月1日，福建晉華公司被指控與其臺灣合作方聯(lián)華電子從事商業(yè)間諜活動，盜取一家大型美國公司鎂光的商業(yè)秘密。官方不斷發(fā)出警告，使用中國制造的設(shè)備存在風(fēng)險，因為它們可能將一些敏感信息盜取回國內(nèi)。

10月12日，兩位議員公開警告加拿大不要讓華為參與該國5G移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。本周，新西蘭禁止本土移動網(wǎng)絡(luò)運營商Spark使用華為5G設(shè)備。在特朗普先生掀起的中美貿(mào)易戰(zhàn)中，芯片又被置于首當(dāng)其沖的位置。8月，美國上調(diào)了一系列產(chǎn)品關(guān)稅，包括芯片。

中國也加強了報復(fù)力度。高通公司收購恩智浦，最終在中國這里流產(chǎn)。中國政府也正在調(diào)查美國與韓國內(nèi)存芯片制造商的價格壟斷行為，其中包括鎂光公司。

美國挫敗中國的努力可能會越來越堅決。最近，中國大張旗鼓報道生產(chǎn)出世界最快的超級計算機（「神威太湖之光」），采用了40,960個自主研發(fā)的申威26010，田納西大學(xué)的超級計算機專家JackDongarra表示，主要原因還是英特爾被禁止向中國出售高端芯片，「中國就將更多資金投入到高性能計算研究中?！苟褂昧烁鼮橄冗M(jìn)芯片的「太湖之光」的繼承者們也已投入使用。

貿(mào)易戰(zhàn)以及日趨緊張的中美敵對性競爭正對最復(fù)雜、也最為全球化的產(chǎn)業(yè)之一產(chǎn)生負(fù)面影響。

「這些（芯片）公司已經(jīng)明白，過去三十年，全球化確實是機遇。如今全球化突然變成一個國家安全問題，他們不得不針對新的環(huán)境，做出調(diào)整?！箽W亞集團(tuán)（EurasiaGroup）的一位政治風(fēng)險咨詢顧問PaulTriolo表示。

然而，重塑一個關(guān)乎全球經(jīng)濟(jì)核心、正高速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈條，并非易事。

芯片產(chǎn)業(yè)早期，這些制造商們都是在國內(nèi)完成整個生產(chǎn)流程。1961年，情況開始發(fā)生變化，當(dāng)時，仙童半導(dǎo)體開始將組裝和測試工作移到香港，因為那里的勞動力更加便宜。隨著芯片變得更加復(fù)雜，這一外包趨勢開始加速，越來越多的工序被外包給專門公司。結(jié)果，全球幾千家公司就這樣彼此關(guān)聯(lián)、錯綜復(fù)雜地聯(lián)系在一起，大致可以被分為三類：設(shè)計、制造、組裝和封測商。

從最初的硅到成品芯片，通常需要經(jīng)過一系列非常復(fù)雜的加工流程，從中也可窺見芯片供應(yīng)鏈有多么復(fù)雜。

供應(yīng)鏈的開端，可能位于阿巴拉契亞山脈，這里盛產(chǎn)世界最高品質(zhì)之一的二氧化硅。接著，二氧化硅會被運至日本，加工成純硅錠，切割成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的晶圓后，又被運至韓國或臺灣某個晶圓公司，在這里，由荷蘭制造的光刻機器進(jìn)行光刻顯影等工序。

具體的管道設(shè)計取決于芯片的整體設(shè)計，可能源自ARM。不過，設(shè)計者也能根據(jù)該公司多種授權(quán)方式之一，針對具體應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整。完成后，芯片會被封裝并進(jìn)行測試。此時，芯片之旅已抵達(dá)中國、越南或者菲律賓。

低端發(fā)力，力爭上游

芯片被集成到電路板上，可能發(fā)生在另一個地方。接著，產(chǎn)品會被運至從墨西哥到德國、再到中國等不同廠家，安裝到工業(yè)機器人、智能電表或者云端服務(wù)器中。

中國本土芯片產(chǎn)業(yè)從供應(yīng)鏈低端開始切入，香港理工大學(xué)電子工程教授JiangXu說，比較擅長組裝和封測。上海所在的長江三角洲，坐落著十幾家封裝測試企業(yè)。公司名字雖不為人熟知，但是它們的收入?yún)s很可觀，達(dá)數(shù)十億美元。

如今，西方芯片公司離不開這些供應(yīng)鏈上的中國公司，另一方面，國內(nèi)需求也正在快速增長，因此，中國開始朝設(shè)計與制造環(huán)節(jié)發(fā)力，并已經(jīng)打入低端芯片市場，而三星、蘋果、英特爾、臺積電等公司則針對智能手機、云計算等領(lǐng)域，設(shè)計制造功能更為強勁和昂貴的芯片。

但是，「75%到80%的半導(dǎo)體產(chǎn)品用不到如此前沿的技術(shù)?！寡芯繖C構(gòu)ihsMarkit的LenJelinek說。諸如物聯(lián)網(wǎng)所需的芯片，其實就是在日常物件中植入傳感器和聯(lián)網(wǎng)功能，「（它們所用的芯片）絕對可以由中國芯片公司設(shè)計出來?！?/p>

中國公司正在供應(yīng)鏈上力爭上游。華為海思和清華紫光（國有）已位居世界十大芯片設(shè)計公司行列（以收入論）。海思的麒麟系列智能手機芯片已經(jīng)可以媲美西方公司的設(shè)計。

告別摩爾定律

中國公司雖然力爭減少對海外的依賴，但也沒辦法完全杜絕這一需求。Xu教授指出，中國公司非常依賴基于ARM公版設(shè)計的修改。ARM的設(shè)計已經(jīng)占領(lǐng)移動計算領(lǐng)域，并正以類似的姿態(tài)進(jìn)軍物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備。這家公司也在努力進(jìn)入高性能計算芯片領(lǐng)域。不過，ARM位于英國，最近被軟銀收購。英、日本都是美國的盟友。

中國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在前沿制造業(yè)取得進(jìn)展也越來越不容易，芯片正是其中最難的一部分。中國的新貴勢必與那些現(xiàn)有企業(yè)競爭，而這些企業(yè)不僅擁有令人生畏的技術(shù)領(lǐng)先地位，也擁有大批經(jīng)驗老道的技術(shù)工程師。Jelinek表示:「實際上，半導(dǎo)體(制造業(yè))其實是不斷重復(fù)學(xué)習(xí)周期?！棍梓?80是第一個采納7納米制程的智能手機芯片，由于中國并無晶圓廠家，像海思這樣的公司（其競爭對手是高通、蘋果這樣的美國公司）不得不訴諸臺積電來制造芯片。

摩爾定律的日落西山，也成為限制中國野心的一個手段。芯片組件每縮小一次，制造就變得更加復(fù)雜和昂貴。尖端晶圓廠的生產(chǎn)已經(jīng)變得極其昂貴。三星(Samsung)將斥資140億美元在韓國平澤(Pyeongtaek)附近建造一座工廠。芯片制造商開玩笑地說，這是摩爾第二定律，即芯片工廠的成本每四年翻一番。

因此，芯片制造的前沿陣地出現(xiàn)了行業(yè)整合。根據(jù)麥肯錫咨詢公司的數(shù)據(jù)，2001年，能提供最先進(jìn)晶圓設(shè)備的廠家有29家(見圖表)，如今只剩五家。這可能更易于西方的技術(shù)鷹派阻礙中國的步伐，因為這些晶圓廠由美國、臺灣和韓國的公司所有，他們都是盟友。鷹派可資利用的另一個手段就是為這些晶圓廠提供設(shè)備的公司，特別是一家荷蘭公司ASML。經(jīng)過十多年的嘗試，這家公司成功實現(xiàn)「極紫外光刻技術(shù)」商業(yè)化，制造最先進(jìn)芯片離不開該技術(shù)。這也可以成為西方政策制定者們的抓點。

但摩爾定律的終結(jié)也給中國帶來了希望。曾經(jīng)，隨著元件收縮，芯片能夠更快地運行。如今，所謂的縮放定律效應(yīng)已經(jīng)開始衰退，也就是說，芯片組件縮減帶來的好處比過去要少。芯片行業(yè)分析師LinleyGwennap表示，正是出于這個原因，如今落后領(lǐng)先者一兩步，不如過去那么重要了。硬件設(shè)計師AndrewHuang表示，與此同時，摩爾定律的放緩也敦促整個行業(yè)尋找其它方法來制造更好的芯片。換句話說，人們的注意力正逐漸從改善制造工藝，轉(zhuǎn)向?qū)で蟾斆鞯脑O(shè)計和新想法。如果這能改變芯片行業(yè)的運作方式，那么，中國企業(yè)就能試著挺進(jìn)這個尚未被宣示主權(quán)的新領(lǐng)地。

華為海思的芯片就是一個例子。他們的產(chǎn)品包括高度定制化、主要用于加速人工智能算法的芯片，這也是「中國制造」和國家意欲重金投入的領(lǐng)域。量子計算也是被寄予厚望的領(lǐng)域。量子計算，利用量子力學(xué)效應(yīng)加速大規(guī)模計算。中國已經(jīng)為此押上賭注，據(jù)報道，已經(jīng)投入百億美元在合肥打造一家大型實驗室。然而，量子計算需要掌握非常規(guī)物理規(guī)律，比如超導(dǎo)線、離子阱以及非常不同于芯片所要用到的技術(shù)。

隨著中國在芯片制造領(lǐng)域的猛進(jìn)，美國也開始推進(jìn)前沿技術(shù)。包括谷歌、微軟、IBM在內(nèi)的美國公司正在開展自己的量子計算項目。2017年，總統(tǒng)科技顧問委員會的一份報告建議，對中國崛起最好的回應(yīng)方式就是投資并維持美國的領(lǐng)頭羊地位。比如，DARPA正在進(jìn)行一個電子產(chǎn)業(yè)復(fù)興計劃（ERI），研發(fā)可以商業(yè)化的新技術(shù)。

加快步伐

其中的一些項目也旨在提升既有芯片工藝。比如，據(jù)ERI項目負(fù)責(zé)人WilliamChappell透露，讓小型芯片設(shè)計公司更容易地將其特殊設(shè)計集成到大公司產(chǎn)品中的技術(shù)，能減低芯片成本。不過，ERI也會投資一些更具探索性的領(lǐng)域，比如利用光（而非電子）設(shè)計芯片的光子計算芯片；依靠量子效應(yīng)發(fā)揮作用的自旋電子晶體管，以及犧牲精確性以換取節(jié)能的近似計算。

探索更加前沿的芯片設(shè)計與制造，會讓美國繼續(xù)保持領(lǐng)導(dǎo)者的角色。無論如何，Triolo說，較之調(diào)整全球產(chǎn)業(yè)鏈的做法，這種策略更容易實現(xiàn)。實際上，抵制中國的舉措并未受到美國國內(nèi)歡迎。高通三分之二的收入來自中國；鎂光收入的57%來自中國。隨著微軟、亞馬遜相繼在中國開設(shè)研究結(jié)構(gòu)，中美之間的合作也正成為趨勢，這也意味著大洋兩岸之間持續(xù)不斷的資金往來。尋求貿(mào)易保護(hù)主義來遏制中國的做法，將導(dǎo)致遠(yuǎn)超國界的負(fù)面影響。