万字长文：揭开全球芯片制造之争内幕

2023-02-07 11:13:20来源：互联网

文章导读: 来源丨半导体产业纵横几周前，拜登在白宫接待了来访的荷兰首相马克·吕特（Mark Rutte），他敦促荷兰支持美国的一项最近决策：加强对华出口半导体设备的管制。其中限制手段包括了禁止 ...

万字长文：揭开全球芯片制造之争内幕

来源丨半导体产业纵横几周前，拜登在白宫接待了来访的荷兰首相马克·吕特（Mark Rutte），他敦促荷兰支持美国的一项最近决策：加强对华出口半导体设备的管制。其中限制手段包括了禁止全球最大的光刻机生厂商ASML对中国的出口。ASML是目前世界上唯一一家可以制造最先进EUV光刻机的公司。而在没有荷兰这台机器的情况下，苹果就无法生产 iPhone 芯片。ASML 不仅撑起了荷兰经济——它还撑起了整个世界的经济。而拜登此举，是怎么发生的，同时意味着什么？ASML 向世界各地的客户销售产品，但实际上全球也只有几家公司能够真正地使用到 EUV 机器。但是EUV光刻机的潜在客户很少，因为价格太高，而且实际使用它们所需的精密制造技术水平确实非常高，以至于 ASML 的客户群永远只有几家或最多十几家公司。芯片短缺与哪个国家有能力生产最先进的芯片无关。人们越来越担心中国在芯片制造能力方面取得真正的进步，现在全球政府达成了一种共识，即先进制程的芯片，尤其是进入数据中心的那种高算力芯片，对于训练下一代人工智能系统至关重要。眼下美国正试图切断中国制造先进半导体的能力，其判断是先进半导体对训练人工智能系统至关重要。如果无法获得最先进的芯片，那么你就无法在 AI 方面取得有意义的进步。芯片制造过程的许多的环节都是资本密集型的，制造光刻机非常昂贵。这会抑制全球竞争，因为新进者必须花费数十亿美元才能看到他们的产品是否有效。而生产这些类型的工具所需的专业知识是你无法依靠纸上谈兵去研究的。你必须在制造过程中不断地磨合。没有多少培训或博士课程可以让你了解这些设备和系统在实际制造时是如何工作的。塔夫茨大学教授《芯片战争：为世界上最关键的技术而战》的作者 Chris Miller 写了很多这方面的内容，并深入探讨了地缘政治和十分吸引人的芯片制造过程。本文原发外媒The Verge，The Verge的主编Nilay Patel和 Chris Miller 进行了一番交流，包括外交政策、高功率激光、能干的高管、垄断、物理学的基本极限等等问题，都在下面的对话中，Chris Miller 给出了自己的解读。正文：Nilay Patel：最近的一则新闻报道备受关注，它报道了科技界和芯片行业正在发生的一件大事，拜登正试图向荷兰政府施压，要求其停止出口可以制造芯片的设备给中国。这是一个非常令人惊讶的地缘政治事件。你能讲解一下发生了什么吗？Chris Miller ：眼下美国正试图切断中国制造先进半导体的能力，其判断的逻辑是先进半导体对人工智能系统的训练至关重要。如果无法获得最先进的芯片，那么你就无法在 AI 方面取得有意义的进步。要制造先进的半导体，你需要从世界上少数几家具有制造这些精密芯片能力的公司购买光刻机。这些公司中，最重要的公司之一是总部位于荷兰的 ASML。ASML 是世界上目前为止唯一一家具有生产高端光刻机设备能力的公司，它能生产 EUV 光刻机，没有它就不可能制造出先进的芯片。Nilay Patel：大多数人没有意识到芯片制造是国家经济的核心。通过阅读您的著作，（我了解到）EUV 的开发过程始于美国的英特尔，然后完全脱离了英特尔，最终形成了现在的局面。一家荷兰公司如何拥有这项关键的芯片制造技术？Chris Miller ：光刻的概念，即使用光在硅晶片上创建图案的过程，于 20 世纪 50 年代末由美国发明，并从第一代半导体的早期就部署在芯片行业中。芯片行业起源于美国得克萨斯州和硅谷，因此光刻技术的早期用户主要是美国公司。在 1980 年代和 1990 年代，芯片制造行业试图转向一种更先进的光刻技术，称为 EUV（极紫外）光刻，所谓的EUV，指的是在光刻的这个过程中，光线的类型。ASML 是一家老牌的光刻机制造商，并有能力将全新的技术转化为大规模量产。许多研究由英特尔和其他几家美国芯片公司资助，并在美国国家实验室完成测试，这些实验室拥有与实际制造所需波长紫外线相同的的设备和测试能力。尽管科学和技术主要是在加利福尼亚完成，但是没有一家美国公司可以将这种设备商业化。这也让 ASML 成为了目前世界上唯一一家可以生产 EUV 光刻机的设备商。Nilay Patel：你能否向我们介绍 EUV 光刻的基础知识以及它如何制造芯片？Chris Miller ：在谈论这个话题之前，我们先要明白什么是光刻。如果你想在硅晶片上制作图案，你可以通过掩模照射光线来实现。掩模会阻挡某些区域的光线，而让其他区域的光线通过，这就是目前芯片制造商在硅片商蚀刻微型电路的方式。今天的先进芯片中嵌入了数百万甚至数十亿个微型电路。它们通常只有病毒相当的体积，甚至更小。因此这需要超精确的工艺。EUV 光刻使用波长为 13.5 纳米的光，这是一种远小于可见光波长的超小光。之所以需要这种非常小波长的光，是因为雕刻的电路本身非常小；它们本身的尺寸通常只有几纳米。产生这种类型的光非常困难，因为它紧邻 X 射线光谱，这导致了光生成的过程很复杂，反射它的镜子研制起来也很困难。Nilay Patel：这就是制造 A13 芯片（Apple）的方式，对吧？Chris Miller ：对的。Nilay Patel：台积电必须从 ASML 购买EUV光刻机。ASML制造了这台机器，然后把它卖给台积电，台积电用它来制造 iPhone 的芯片或其他东西。ASML把这台机器卖给台积电是不是就结束了？这听起来是一件操作起来非常复杂的事情。Chris Miller ：这非常复杂。光是运送这台机器就需要多架飞机，每架要花费 1.5 亿美元。在这些工具的整个生命周期内，机器旁边都有 ASML 工作人员在现场。ASML 是唯一一家知道在出现问题时如何解决问题的公司，并且他们是唯一一家拥有备件以防光刻机出现故障罢工的公司。没有 ASML 员工，你就无法操作它们。它们是如此复杂和精确，以至于学习如何在大规模生产设施中操作它们不仅需要像台积电这样的半导体公司对它们的使用进行大量研究，还需要与 ASML 建立深厚的合作伙伴关系，因为ASML拥有着关于光学器件如何工作，以及光如何在不同环境中反射和折射的知识储备。你需要与 ASML 进行非常非常深入的合作，以了解如何在实际的大规模制造中使用这些机器。Nilay Patel：听起来 ASML 垄断了这种晶圆厂的光刻设备。他们卖给其他供应商吗？英特尔可以购买这些机器吗？其他代工厂可以吗？三星能买这些机器吗？Chris Miller ：是的。ASML 向世界各地的客户销售产品，虽然现在对中国销售有一些限制，但实际上全球也只有几家公司能够真正地使用到 EUV 机器。它是台积电、三星、英特尔以及一些存储芯片制造商，如 SK 海力士和美光。但是EUV光刻机的潜在客户很少，因为价格太高，而且实际使用它们所需的精密制造技术水平确实非常高，以至于 ASML 的客户群永远只有几家或最多十几家公司。Nilay Patel：为什么 ASML 不自己制造芯片？Chris Miller ：因为 ASML 不知道如何制造芯片。他们是一家具有超凡价值的公司，但一家公司毕竟术业有专攻。ASML 生产的这台机器只是制造芯片这个复杂且漫长的过程中，涉及的多台超复杂机器中的一台。除了通过 EUV 光刻机以完全正确的波长照射光线外，你还需要不同的机器来铺设只有几个原子厚的材料薄膜，或者在硅中蚀刻只有几个原子宽的部件。这些机器由不同的公司生产，它们都拥有自己独特的能力，但 ASML 对光刻之外的设备能力一无所知。芯片制造商本身也有他们存在的价值。台积电比任何人，包括它的供应商，都更擅长使用这些机器来更加有效地生产芯片。我们需要所有这些不同的公司、像 ASML 这样的工具制造商和像台积电这样的芯片制造商建立合作伙伴关系，才可以完成生产半导体这件事。Nilay Patel：你可以购买这台设备，但你必须知道如何使用它？Chris Miller ：的确是这样。了解如何使用它是一个过程，不仅需要从电气工程或材料科学博士学位开始，而且确实需要多年使用这些工具。开发 EUV 工具的过程耗时 30 年。这只是让你了解实际利用它所需的精确度。Nilay Patel：我想谈一谈，因为与英特尔的那段历史真的很有趣。事实上，我们最近在节目中邀请了英特尔首席执行官 Pat Gelsinger ，我向他询问了 EUV 光刻机。之前英特尔以做空 EUV 著称，但是现在他们对于 EUV 的态度发生了 180 度的大转变。Pat Gelsinger 承认过去英特尔之前做的一些决定是有问题的，他认为英特尔没有重视 EUV 而赢得芯片制造之争是愚蠢的。我们把话题说回之前，拜登总统正在向荷兰首相施压限制 ASML 设备出口到中国。你说世界上只有少数几家公司可以使用这些机器，你点名的公司都不是中国公司。为什么担心荷兰政府会允许 ASML 对中国出口？Chris Miller ：如果你能使用先进的芯片制造工具，比如 ASML 和世界上少数其他先进工具制造商生产的工具，你就有绝佳的先决条件去制造先进的芯片。当然现在还不能保证他们能生产更先进制式的芯片，因为这些工具是关键的瓶颈之一，就像我说的，目前世界上只有几家公司可以制造先进制程的芯片，他们之中没有一家是在中国大陆的。美国正在考虑构建越来越依赖人工智能的下一代军事和情报系统。这些人工智能系统在庞大的数据中心进行训练，这些数据中心充满了先进制程的 GPU 等复杂芯片，这是用于训练人工智能系统的关键。如果你不能大规模制造高端芯片，那么你就无法获得训练 AI 系统所需的数据处理能力。美国最终试图阻止中国开发先进的数据中心，这就是美国要限制荷兰 ASML 出口先进光刻机给中国的主要原因之一。有许多中国芯片制造公司在过去几年，试图让自己追赶科技的步伐，打造高端芯片，这就需要他们向 ASML 购买 EUV 光刻机工具。中国领先的芯片代工厂（中芯国际）就是最好的例子。但是现在美国希望荷兰人对更广泛的光刻工具集实施控制——不仅是最先进的，而且包括“次先进”的上一代DUV光刻机。这是美国政府提出的新要求，需要美国和荷兰就是否允许这样做进行广泛的谈判和讨论。Nilay Patel：支持什么，反对什么？Chris Miller ：支持这项提议的理由是，即使是上一代的光刻工具（DUV）也可以用来生产一些相当复杂的芯片。反对这项提议的理由是，ASML 和其他相关设备制造公司因此会失去巨大的市场份额和收入，因为中国客户在过去十年中一直在芯片制造能力方面投入巨资，并得到中国政府的大力补贴。对于许多芯片工具制造商来说，中国已经成为非尖端芯片领域一个非常重要的市场。如果荷兰实施不仅限制最高端的光刻机，而且限制上一代的光刻机出口管制，这将是一次代价高昂的决定。对于领先的芯片设备制造商而言，成本或将达到数十亿美元。Nilay Patel：你描述的是针对中国不断升级的制裁制度，包括芯片制造、美国公司向中国公司的技术转让以及其他国际公司向中国公司的技术转让。这就是全部吗？那是一种策略吗？还是说，现在拜登政府因为疫情才意识到芯片短缺？所有的这些举措是否具有连贯性，还说这个决议的背景只是被动的？Chris Miller ：不，我认为确实是一个具有连贯性的战略，我会把现在发生的事情与特朗普的关税贸易战区分开来。这实际上是一个单独的领域。我也认为这件事和半导体短缺要区分开来看。芯片短缺与哪个国家有能力生产最先进的芯片无关。在过去七年左右的时间里，你在国家安全机构、国家安全委员会和情报机构内部发现，人们越来越担心中国在芯片制造能力方面取得真正的进步，现在全球政府达成了一种共识，即先进制程的芯片，尤其是进入数据中心的那种高算力芯片，对于训练下一代人工智能系统至关重要。从奥巴马政府后期到现在，包括特朗普政府在内，在限制中国获得先进芯片技术方面的政策上已经存在相当程度的连贯性。不仅美国做过，日本、韩国也做过。在先进半导体方面，许多不同的国家已采取措施实施新的投资筛选机制或限制向中国转让技术或知识。Nilay Patel：中国是否有能力自己追上？还是说它真的需要技术转让，需要购买这些设备？Chris Miller ：嗯，这是个大问题。如果中国不能靠自己赶上，美国的战略就会成功。美国打赌是中国赶不上，或者至少短期内赶不上。但围绕这一点存在一些不确定性。很难预测中国是否会想办法在国内生产一些芯片涉及和制造的必要技术，或者他们是否会想办法分裂西方联盟并从不愿效仿美国出口管制的国家那里获得一些技术。我的猜测是，美国和日本将要实施的出口限制在未来几年内对中国来说确实是个问题，而且在未来 10 年左右的时间里，在制造先进半导体方面可能会是对中国极大的限制。参与这些控制的国家越多，对于美国构建出口限制链条就越有力，这就是为什么荷兰这个国家如此重要的原因。Nilay Patel：我们怎么会最终陷入这样的境地，即我们必须控制一家荷兰公司以确保中国不会获得这些能力？在功能性市场中，尤其是对于像芯片这样对一切都非常重要的东西，应该会有多家公司采用多种不同的方法来制造高级的芯片，但是实际情况恰恰相反，全球只有一个 ASML，它在荷兰。这件事是怎么发生的？Chris Miller ：在过去的几年里，整个芯片行业都出现了集中趋势，在许多的生产和设计环节，都只有少数几家公司能参与其中，而且在某些极端的情况下，只有一家公司能够生产相关的软件系统和硬件设备。这其中有两个原因。一是芯片制造过程的许多的环节都是资本密集型的，制造光刻机非常昂贵。这确实会抑制全球竞争，因为新进者必须花费数十亿美元才能看到他们的产品是否有效。第二个原因是，生产这些类型的工具所需的专业知识是你无法依靠纸上谈兵去研究的。你必须在制造过程中不断地磨合。没有多少培训或博士课程可以让你了解这些设备和系统在实际制造时是如何工作的。这意味着在公司中使用这些工具的人拥有真正独特的价值，以至于其他公司和个体很难获得相关的知识。正是这样的原因，为这些设备制造公司提供了一道真正强大的护城河，因为对于那些不在这些公司工作的人来说，没有直接的方法来获得必要的知识储备。资本密集加上强排他的知识储备，使得这个行业中，很难建立几个甚至十几个具有竞争力的公司。Nilay Patel：几个月前，我采访了 Pat Gelsinger 关于 EUV 的问题，现在他们打算从 ASML 购买机器，放在俄亥俄州，试图利用它制造下一代芯片。我问他，“你们在EUV方面的战略出了什么问题？” 他说：“我们一直在赌。当时我们想我们不需要 EUV。我们想通过其他的技术路线解决高精度芯片光刻的问题，但这些事情并没有成功。现在看来，至少我们在当时应该做一套 EUV 的并行测试。（现在看来）我们当时有多蠢？”你认为那一刻英特尔是真的很愚蠢吗？Chris Miller：EUV 是一种本应在十年前就可以投入生产的技术。开发过程一再延误，期间超过数十亿美元的成本超支，在 2000 年代末和 2010 年代初的很长一段时间里，它几乎要彻底失败了。直到 2015 年，EUV 这个技术才被真正的研发出来。但在当时，EUV 是不是下一代芯片的“答案”，以及它本身是否具有深远的成本竞争力，都非常不确定。在这种不确定的背景下，英特尔的一些人想要在 EUV 上赌一把，而不是押注他们所谓的独有技术。这意味着使用众所周知的光刻机，并进行更多的光刻工作测试来雕刻更精密的电路，会显著减少整体的成本投入。尝试这样做在某些方面是低风险的选择。但事后看来，英特尔没有这样做。这是一个糟糕的赌注，但你可以理解他们为什么会下这个赌注。不应该单单把责任归咎于工程师，我认为这其中有太多的风险和不确定性，正如 Gelsinger 所说，英特尔应该为研发准备多种途径，看看哪一种有效。他们没有选择 EUV ，在当时看来确实对于成本的缩减是明智之举，但今天回过头来看英特尔的这项决定，实际上在之后让他们付出了更大的成本，因为英特尔当时推崇的技术，最终被证明无法为它生产出所需的精度。Nilay Patel：这就是为什么英特尔在每个连续的工艺节点上都落后于台积电的原因吗？因为他们的技术没有发挥作用？Chris Miller ：这是部分原因。我认为这是一个复杂的问题，但 EUV 的延迟肯定是一个重要的部分。Nilay Patel：拥有ASML光刻机的台积电，本身就是强大的对手，虽然它的商业模式只是制造芯片；但它所有的精力都集中在制造芯片上。所以现在英特尔必须加紧努力，成为一家芯片的代工厂。如果 AMD 想在那里制造芯片，他会在英特尔晶圆厂的一侧贴上 AMD 标志，但英特尔必须去 ASML 购买 EUV 光刻机。而且必须学习如何制造 ARM 的芯片，同时开发英特尔下一代真正属于自己的 x86 芯片。这可能吗？这看起来是不是我们对这家公司施加了太大的压力？Chris Miller ：好吧，我认为毫无疑问他的工作很有挑战性。当然如果有人能做到，他也能做到。Pat Gelsinger对此很有信心。Chris Miller ：好吧，我认为毫无疑问Pat Gelsinger已经扭转了英特尔的文化，但我认为你所说的英特尔在工艺技术制造方面、设计方面和商业模式方面面临的挑战是将这家公司带入一条新的赛道这件事，会非常的困难。我认为同时应对这三个挑战是英特尔目前这个阶段唯一的选择但这确实是摆在他面前的一项艰巨任务。我认为对美国来说，芯片制造产业的竞争能否获得阶段性的胜利，很大程度上取决于英特尔是否成功。Nilay Patel：之所以特意问英特尔，是因为它是唯一的选择。没有另一家大规模的美国芯片生产商与之媲美。英特尔就是我们所拥有的唯一赌注，如果他们能成功，那么国家安全对话、供应链对话和出口管制对话可能会大不相同。但由于英特尔正处于这个非常戏剧性的转型时刻，它对我们与中国打交道的方式产生了一些下游的影响。Chris Miller ：我认为这是这样的。我想到生产处理器芯片的三大领先公司，英特尔是自然会在美国投资的公司，因为它本身就是美国本土的企业。不过，我认为还值得注意的是，英特尔在美国没有现成的代工业务。就在美国建立代工能力而言，我们的起点非常低。但就建立规模和代工厂而言，每个人都从一个非常基本的起点开始。在某些方面，这就是为什么美国最终可能不会只押注于一家公司，而是押注于所有这三家公司，这其中包括了英特尔、台积电和三星。美国政府试图让它们都在美国本土有更多的投资，然后看看谁能够在美国开发最大的设施、最实用的商业模式，谁就会从这项竞争中获得胜利。Nilay Patel：这是一种非常美国式的做法，对吧？就像：我们将补贴市场的创造，然后出现一个赢家。难道不会觉得以某人赢得比赛而告终，然后在美国又出现了另一种奇怪的垄断吗？有没有想过，实际上所需要的是供应链各个层面的多元化？Chris Miller ：难点和挑战在于实现多元化是非常昂贵的，如果你想为芯片行业不打算使用的额外产能买单，你将会花上一大笔钱。仅仅一个新的尖端芯片制造设施就需要200到250亿美元，而且它的尖端性只持续几年。我不认为在美国真的有很多人愿意承担巨大的资本支出，你需要建立过剩的能力。我们将通过芯片法案得到一些边缘能力，但我们不会得到大量的过剩能力。我们需要那些在我们帮助他们在美国的代工业务落地之后，能够拥有功能性商业模式的公司。这就是为什么我认为把赌注押在多家公司身上，看看哪些公司能够产生这样的效果，确实是有意义的。我不认为我们最终会出现一家公司获胜而其他公司失败的情况。很可能我们最终在美国有多家商业上可行的代工厂，这将是一个很好的结果。没有必要说明为什么这个特定的市场必须以一家占主导地位的公司和其他公司远远落后而告终。Nilay Patel：有没有考虑到代工玩家之外的投资？我们应该资助 ASML 的竞争对手或者我们应该寻找超越 EUV 的下一项技术，并让政府补贴它，以便我们可以使该层多样化？拜登总统总是强调一件事“请不要把这台机器卖给中国。”Chris Miller ：当谈到"我们是否应该有一个ASML和先进光刻技术的竞争对手？"时我认为答案是，那里的成本效益并不明显。我们可能会让荷兰实施与美国控制相当类似的控制措施。在接下来的几个月里，我认为我们将看到这些对话的结果。荷兰的供应风险不大，没有人担心荷兰不向美国公司发货。建立一家替代光刻公司的成本将非常昂贵，因为ASML拥有他们30多年来建立的独特能力。要复制这一点或建立一个竞争对手将是非常困难的。因此，我认为我们的生产和研发资金最好用在其他地方。但是，当你谈论下一代光刻技术和下一代工具时，那是一个很好的投资场所。如果你看看商务部计划如何使用芯片法案的资金，你会发现，四分之三的资金将用于激励更多的制造业，另外25%将用于资助研发。其中一部分将用于下一代工具，包括潜在的下一代光刻系统，这在5年或10年内是需要的。Nilay Patel：那些下一代光刻系统是什么？Chris Miller ：ASML 本身正在计划再开发两代 EUV 工具。现在他们有基本的 EUV。Nilay Patel：你描述的锡球掉落，被激光击中，产生比太阳还热的等离子体，这就是基础的 EUV？Chris Miller ：是的，这是基本的。下一代将被称为高数值孔径 EUV，它将拥有更精密的光学器件，让你可以雕刻出更精确的芯片。这些机器应该在三年左右的时间内上市。它们的成本将是基础 EUV 工具的两倍。除此之外，ASML还在研发所谓的超数值孔径，所以更具体的光学器件，目前还不清楚它是否能发挥作用。这离生产还有十年的时间，但这是已经在进行的研发，如果我们要在越来越复杂的芯片上制造越来越小的晶体管，这就是我们需要的。Nilay Patel：书中有一章是关于越来越小的晶体管的。摩尔定律的概念是芯片行业每年将芯片上的晶体管密度增加一倍。我们已经在谈论必须通过世界上最平坦的镜子向锡球发射激光，然后构建超特定光学器件以使其更小。有限制吗？“摩尔定律有限制吗？” 任何人都可以在过去 40 年的任何时候说出这句话并被证明是傻瓜，但我们现在谈论的是原子层面。芯片行业是否存在限制，“我们不会超越单个原子的水平”？Chris Miller ：在某种程度上，答案是肯定的，但我们现在还不是在谈论单个原子。我们谈论的是以单个原子衡量的材料层，但晶体管本身有很多原子，即使是在目前的微观尺度上。我认为，在台积电和英特尔等公司的现有计划中，我们有一个相当清晰的视线--至少到2030年左右--他们将如何继续缩小晶体管，将它们堆叠在一起，并使用更多的技巧来在芯片上获得更多的原子。2030年左右以后就更难说了。一直以来都很难看得太远，所以我不知道这有多大意义。Nilay Patel：历史告诉我们，人们总会找到解决问题的方法。我的意思是，这就是为什么它被称为摩尔定律。我在这种情况下问的原因是因为我们正在谈论用先进的芯片制造设备去限制中国，我们正在谈论下一代 GPU 或其他 AI 加速芯片。即使在所有这些方面受到限制，中国是否也不可避免地会迎头赶上？我们只是在争取时间，还是真的在创造持久的持续优势？Chris Miller ：我认为中国在某个时候赶上目前的现状是不可避免的。我不知道是在 2027 年还是 2035 年。它不会在 2024 年出现，而是多年以后。中国的技术会迎头赶上吗？我也不确定这个问题的答案。Nilay Patel：即使摩尔定律失效了，也会赶上对吗？Chris Miller：这取决于我们说“摩尔定律失效”时的意思。在某些时候，进一步缩小晶体管是不可能的，但这并不一定意味着你可以从单个芯片中获得的计算能力必然会停止。你可以用不同的方式封装它们，你可以让内存更接近处理能力，你可以改进你的互连，你可以把光子学放在芯片上。有许多不同的技术在许多情况下还处于起步阶段，它们正在创造新的方法来从芯片中获得更多的计算能力，而所有这些都需要创造性的设计和真正精确的机床来制造。即使你告诉我晶体管在 2030 年后不会缩小一纳米，我仍然会说，在整个 2030 年代及以后，我们将从一平方英寸的硅井中获得更多的计算能力其他技术。因此，如果你对摩尔定律采取这种最广泛的观点，并说出你可以做的所有不同的事情来调整芯片以从中获得更多收益，我认为就我们可以做的事情而言，还有很长的跑道可以远远超过 2040 年做以产生更多的计算能力。出于这个原因，我非常怀疑我们会碰壁的论点。Nilay Patel：我认为在推动特定芯片的计算能力向前发展方面做得最好的三家公司是苹果、英伟达（在某种程度上也是 AMD，所以可能是三家半公司）还有台积电，它是那里的两家半公司的制造商。Apple 非常擅长打包，非常擅长为自己的硬件优化软件，并且非常擅长突破 ARM 的极限。英伟达显然是 GPU 领域的领导者。AMD 并没有超越一般的英特尔芯片，而是做得更好，因为他们利用台积电的制造能力来提高电池寿命与性能的比率。Nilay Patel：对于这三家半的公司，我想，“好吧，他们依赖的是台积电。” 如果台积电不能推动制造，他们制造和设计更好的芯片的技术实际上将成为泡影，对吧？他们完全依赖于台积电，而台积电又完全依赖于 ASML。这种关系是什么样的？蒂姆库克早上醒来是否担心荷兰对 ASML 出口的限制？或者他是台积电的客户？或者这只是一个 API，他下订单，芯片就出来了？Chris Miller：我想台积电的大多数客户已经习惯了这样一个事实，即台积电在管理自己的供应链和确保问题在实际发生之前得到解决方面有着非凡的记录。客户喜欢与台积电合作的原因之一是他们不必在早上醒来时担心台积电生产的上游会发生什么。由于这些限制，人们是否比以往任何时候都更多地考虑上游供应链？这个问题时毋庸置疑的。但如果你是苹果或英伟达，它们并不真正适用于你，因为台积电生产所依赖的所有输入都是在美国、欧洲或日本生产的。这些国家不可能很快控制他们转移到台湾地区，所以你实际上在上游方面非常安全。但是你的下游——通常在中国进行的芯片组装和最终产品的组装，这有风险。Nilay Patel：我们是如何走到世界上最重要的芯片工厂都在台湾地区的地步的？我们如何结束台积电时代？Chris Miller ：台积电于 1987 年诞生，这要归功于公司创始人张忠谋。实际上，他的职业生涯是在德州仪器 (TI) 度过的，在此之前他一生的大部分时间都住在德克萨斯州。他是那个有远见的人，想创建一个代工企业，不设计任何芯片，只制造它们，这在当时似乎是一个疯狂的概念，因为没有无晶圆厂芯片设计公司。他刚开始的时候没有客户，但他开始说服公司，他会为他们做所有的制造工作，并承担所有的生产风险；他们所要做的就是给他芯片设计，他会返回功能芯片。该模型被证明非常成功，因为它让台积电通过服务许多不同的客户来扩大规模。这种规模反过来又让台积电磨练了它的生产流程，因为他们生产的芯片越多，他们从实际制造每个芯片的过程中学到的东西就越多。台积电既是全球最大的芯片制造商，又是全球最先进的芯片制造商，这两者之间有着直接的关系，而这两者都源于张忠谋发明的代工模式。Nilay Patel：在我们开始录制之前，你告诉我们，张忠谋是整本书中你最喜欢的角色。这个书中有一句：他可以说是德州人而不是中国台湾人。为什么他是你最喜欢的角色？Chris Miller ：我认为他是过去 100 年来最被低估的商人。大多数人从未听说过他，尽管我们每天都依赖他的公司生产的产品。我认为他的一生是整个芯片行业迷人的缩影。他出生在中国大陆，革命后移居美国，就读于哈佛大学，是班上唯一的美籍华人学生，然后在德州仪器的生产线上亲手打造芯片行业，然后创立台积电。在过去75年里，芯片行业和计算技术的所有重大转变，都是他不仅说明了这些转变，而且他实际上实现了这些转变。我们都非常感谢张忠谋，我希望更多的人听说过他，因为我认为他的重要性真的被低估了。Nilay Patel：我认为台积电被严重低估了，这是一家非常不透明的公司。他们为自己感到非常自豪，而且他们非常不透明，很难知道它们是如何工作的。你对台积电的感觉是什么？我的意思是，张忠谋已经不在位了。台积电文化如何延续？它的新领导人是什么样的？Chris Miller ：是的，张忠谋正式退休了，但他经常出现在台积电的办公室和台积电的活动中，所以我不确定我们是否真的应该说他已经不在了。我认为他所营造的文化在研发决策、资本支出决策以及台积电磨练其制造工艺的不懈努力方面都愿意下大赌注。张忠谋在 1950 年代的同事会谈论他发现制造过程中效率低下的凶猛程度，然后以最快的速度将它们推出装配线。对卓越制造的追求成就了今天的台积电，这在很大程度上源于张忠谋和他灌输的文化。

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