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太空戰士新帝國,晶片之戰:堪比「太空技術大戰」的科技競爭關鍵點是什麼

互联网 2021-04-14 13:33:30
A computer chip beside the China and US flags

晶片(芯片)是當下這個時代許多重要科技產品的核心。沒有晶片,世界各地的汽車廠就將停產。 現在,製造晶片的技術被美國視為與中國進行貿易戰的關鍵武器。

在晶片技術的競逐上,哪方能贏得這場人工智能競賽,決定在誰能製造出最先進的芯片。

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當前晶片短缺的原因Artists impression of a computer chip

從美國的福特和通用汽車,英國的本田車廠再到中國的電動汽車製造商蔚來(Nio),這些大廠都因為汽車晶片短缺,不得不削減汽車產量。

到底發生了什麼導致這種後果?

也許新冠大流行是罪魁禍首,它讓我們之前關於於晶片生產的所有預測顯得過時了。

首先,對小裝置小設備的需求出現暴增。以前需要好幾年才會進化的數字化轉變,現在幾個星期內就發生了。

全球半導體協會(World Semiconductor Association)執行長謝爾頓(Jodi Shelton)告訴BBC:「多年來,我們一直在討論如何運用5G,網路和雲端在家工作。現在突然變成了現實。」

因為新冠疫情,汽車銷量下滑,汽車業高層取消了汽車晶片訂單。但是,隨後意外的銷售反彈讓車廠以及晶片商措手不及。

謝爾頓稱,那些以及時化供應鏈方式製造汽車的廠商,與半導體晶片廠商因此就有了矛盾。因為晶片生產,不是像打開或關閉水龍頭那樣簡單。

「他們(車廠)將不得不了解,那樣並非晶片的生產模式。晶片不是能馬上就有的現成產品。」

誰在製造最好的晶片?

晶片短缺也使得一件事變得很清楚:世上不再只有一種晶片產品。

因為,隨著需求改變,半導體行業也有了變化。

過去數十年來,英特爾憑借銷售口號『Intel Inside』成為許多人心中唯一的晶片製造商。

但是,情況不再如此。

研究公司「自由移動電台」(Free Mobile Radio)的分析師理查·溫沙(Richard Windsor)說,晶片世界已經改變了。

他概述了兩種趨勢:使用芯片進行數據存儲,以及圖形芯片(GPU)的重要性日益升高,這不僅讓線上游戲栩栩如生,而且在人工智能應用中也至關重要。

溫沙指出了這個行業中的新超級巨擘,尤其是台灣公司台積電(TSMC)。

A logo of Taiwan Semiconductor Manufacturing Co (TSMC) is seen at its headquarters in Hsinchu, Taiwan August 31, 2018美國去年已承認,在新型武器及戰機上,使用台積電生產的晶片。

他解釋說:「在目前的時間點,台積電是全球排名第一的高端晶片製造商。」

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「它與英特爾完全不同。英特爾所做的是設計晶片;製造自己的晶片;然後出售這些晶片。台積電所做的就是為其他廠商代工。」

建立晶片廠,或眾所周知的晶片代工廠(foundries)是一項非常昂貴的生意。溫沙告訴BBC,用最先進的設備,去開一家的新的晶片代工廠可能要花上250億美元。

製造晶片的機器又是哪裏來的呢?

他又提到一家叫艾司摩爾(ASML)的公司。這是全球首屈一指的晶片光刻機製造商,其產品能像印刷機一樣製造出晶片。

BBC去年就增經報導過這家「相對默默無聞的荷蘭公司」。

儘管並非家喻戶曉,但該公司市值卻高達1840億歐元(約合2200億美元)。

而且,艾司摩爾對自己所屬的角色十分滿意,還將這段話打印在員工的衣服上——該公司的研發副總班斯左(Jos Benschop)說:「我們製造了木匠用來建造你的房屋所需的工具。」

他又解釋了台積電(TSMC),英特爾(Intel)和三星(Samsung)之類的公司如何需要他們生產的設備。該公司於1984年成立時,在晶片光刻(lithography)市場上有10家大型公司。現在,全球僅剩一個。

「隨著相關技術的掌握越來越難,所需的投資也越來越大,那麼優勝劣汰就開始了。越來越少的公司能夠跟上。」他解釋。

但是,這也意味著艾司摩爾陷入了美中貿易戰。

之前特朗普曾對荷蘭政府施加壓力,要求艾司摩爾停止向中國客戶出售技術。這也似乎奏效了,相關設備被運送到中國的時間延遲了。

美中貿易戰

隨著美中兩國陷入人工智能領域的龐大爭奪戰,如何獲得或構建最新AI晶片,成為了關鍵武器。

曾經擔任美國前總統小布希( George W. Bush)顧問的瑪格倫(Pippa Malmgren)博士向BBC分析,晶片的賭注與另一場技術大戰「太空競賽」中的賭注一樣高。

「在地緣政治上,新的太空競賽在於提高電腦計算能力。也就是說,誰能搜集到最多的數據,並以最快的速度處理這些數據。這便是為何中美雙方,或者歐盟都在量子技術上大量投入。而電腦,或者說能處理數據速度極快的超級電腦,這些設備都需要晶片。」她解釋說。

台積電(TSMC)總部的所在地台灣,處於這場科技大戰中的前線。鑒於台灣一直有徹底獨立的想法,因此你可能會認為台灣會做任何美國想做的事情。

但是瑪格倫博士警告說,事情並非如此簡單:「中國有巨額投資在台灣。」

「我認為,若你要問台灣經濟能否與中國脫鉤,那麼我的答案是這將是十分困難的。」

摩爾定律結束了嗎?

自1960年代以來,晶片行業一直受摩爾定律(Moore』s Law)的支配。該定律預測,因為技術發展,晶片上能置入的晶體管(transistors)數量,每兩年將翻一倍。

但是,鑒於晶體管現在越做越小,我們可以期望這種模式繼續下去嗎?

我問了威爾遜(Sophie Wilson),1980年代,她在當今世上最受歡迎的晶片Arm設計過程中扮演了關鍵角色。她說摩爾定律中仍可能延續下去,因為半導體行業一直在尋找新方法,將更多的東西塞入更小的空間。

她解釋:「我們已多次抵達路的盡頭。但每次到了盡頭,都會有另外的路出現。」

未來的出路可能是在3D。

「在接下來的幾年中,你將看會到來自3D技術的產品。借著讓越來越多的矽堆疊在一起,我們能夠加大既有的密度空間。矽層十分之薄,所以能將它們疊在一起。」威爾遜說。

此外,別指望中國會退出這場競賽。

由於無法獲得當前最新的晶片設備,中國將繼續投入巨資,研究新方法期望在下一個晶片時代超越美國。

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