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【產通社，7月31日訊】雖然驅動芯片發展是普通消費者，半導體固有的軍備屬性讓行業走向撲朔迷離。第一批芯片出現在冷戰時期的軍備競賽和太空競賽中。當時半導體不僅被視為有趣或重要的技術，還被視為世界舞臺上力量平衡的關鍵。

今天，半導體研究已經高度敏感和政治化，芯片生產和供應鏈可能會變得更加分散。雖然不可思議，但也是對歷史常態的回歸，市場和研究人員必須使自己適應一個新時代。

“芯片戰爭”的起源

“芯片戰爭”的起源和本質，是國家之間爭奪市場份額和技術領先地位的斗爭。在某些方面，政府將半導體視為戰略技術并不奇怪。第一批集成電路是由兩家公司——飛兆半導體（Fairchild Semiconductor）和德州儀器（Texas Instruments）——在20世紀50年代末發明的，這兩家公司在冷戰軍備競賽期間向美國軍方提供了技術。在20世紀60年代，芯片的第一個主要用途包括LGM-30民兵核導彈和阿波羅飛船上的制導計算機。芯片是冷戰間諜工藝的一個主題，因為西方國家禁止向蘇聯轉讓先進的芯片和芯片制造機器，蘇聯間諜在世界范圍內努力通過奧地利和南非的幌子公司獲取被禁技術。

在集成電路發明后的第一個十年，政府是太空和防御系統的主要買家。政府仍然是半導體研究的重要支持者，通過資助基于大學的計劃和項目，如美國國防高級項目研究局（DARPA），該機構資助了電子設計自動化工具和FinFET晶體管開發等領域的關鍵研究。

然而，今天98%的半導體不是為國防采購的，而是為民用應用采購的，如智能手機、汽車、計算機和數據中心。為什么政府對半導體感興趣？首先，隨著越來越多的設備集成了越來越多的芯片，半導體的經濟重要性每年都在增長。幾十年前設計的汽車內部可能只有幾個半導體。今天，一輛新車可以有一千個芯片。正如疫情時代的短缺所表明的，當芯片供應中斷時，經濟對芯片的依賴會產生脆弱性。在新冠肺炎大流行期間，僅汽車行業就因芯片短缺而面臨數千億美元的銷售損失。

各種設備對芯片的依賴日益增加，這與芯片制造的集中相一致。由于半導體制造中巨大的規模經濟，該行業今天被相對少數的生產大多數關鍵類型芯片的公司所限定。例如，只有三家公司生產尖端的DRAM芯片。據估計，臺灣臺積電生產了大約90%的最先進的處理器芯片（定義為7納米或以下）。政府試圖重塑半導體供應鏈的一個原因是降低集中度，或者至少確保這發生在友好國家。

半導體對于未來軍事力量的平衡至關重要

政府關注半導體的第二個原因是，他們認為半導體對于未來軍事力量的平衡至關重要。行業官員經常辯稱，某家公司生產的芯片僅用于民用目的。的確，大多數生產的芯片最終都進入了民用領域。軍用系統中使用的許多芯片都不太先進，這也是事實（盡管軍方使用的高端邏輯和存儲芯片以及專用傳感器數量較少）。

政府的回應是提出幾個論點。首先，國防和情報界普遍認為，現代戰爭的一個關鍵趨勢是AI的應用。例如，軍方已經使用計算機視覺系統來識別威脅或跟蹤目標。大型語言模型的最新進展也將迅速應用于國防和情報領域。對政府采購的開源分析發現，中國和美國軍方都在大力投資人工智能（AI）系統。情報機構幾乎肯定也在這么做。

與此同時，之所以成為可能，是因為半導體的巨大進步。最近的實證研究發現，前沿的AI模型已經在大量呈指數增長的數據上得到訓練，每6-9個月翻一番。因此，對處理訓練數據的處理能力的需求增長速度遠遠超過了摩爾定律。最近幾個月，Nvidia GPUs（最常用于訓練大型語言模型的芯片）嚴重短缺，這一事實被一些官員稱為處理能力將成為公司和國家開發先進AI系統能力的關鍵限制因素。

認為半導體與國防和情報用途相關的第二個理由不僅集中在AI訓練所需的GPU上，還集中在半導體對國防系統的廣泛適用性上。從冷戰結束到最近，幾乎所有先進的半導體設計和制造能力都在美國、歐洲、日本、韓國或臺灣地區。只有這些國家擁有將復雜芯片部署到軍事系統所需的勞動力和專業知識。此外，每個國家半導體行業的巨大差異也造成了可以利用的勞動力的差異。例如，韓國擁有特別強大的內存勞動力，而美國和歐洲公司在模擬和混合信號芯片方面保持著強大的市場地位。然而，在過去十年中，中國積極嘗試發展更先進的芯片制造能力，就像中國大陸與臺灣地區、日本、韓國和美國等其他主要芯片生產國之間的地緣政治緊張局勢升級一樣。這引發了一種前景，即美國及其伙伴和盟友在尖端芯片制造能力方面可能不再擁有獨特優勢，而他們的對手可能會利用芯片技術來實現自己的防御系統（美國與日本和韓國有正式的軍事同盟，與臺灣有非正式但實質性的伙伴關系）。

現在，相互競爭的軍事集團正試圖建立先進的半導體產業。與此同時，亞太地區的政府正在進行軍備競賽。這種競爭使得政府將資金投入到他們的芯片產業中。中國在2014年啟動了本輪芯片補貼，將芯片確定為“中國制造2025”產業政策的關鍵技術，并啟動了國家集成電路產業投資基金，為半導體投資提供資金。作為回應，日本為臺積電和美光等外國芯片公司提供資金，用于建設新設施或升級現有設施，并建立一家名為Rapidus的新芯片制造商，該公司將尋求尖端的芯片制造能力。美國和歐盟分別推出了“芯片法案”，提供數百億美元的資金，以吸引更多的芯片投資。

此外，政府還實施了新的限制。最引人注目的例子是美國決定禁止向中國轉讓尖端GPU，以及“日本-荷蘭-美國”三方協議限制中國獲得先進的芯片制造工具，如蝕刻、沉積和光刻設備。臺灣和韓國已經采取措施阻止半導體專業技術向中國大陸的流失，阻止某些員工離開去中國公司工作。美國已經宣布公民和綠卡持有者為某些中國公司工作是非法的。一些政府鼓勵大學更仔細地評估與中國大學合作的影響。

“芯片戰爭”正在重塑行業

通過將政治和安全問題帶到芯片供應鏈和半導體研究的前沿,“芯片戰爭”正在重塑工業和貿易版圖。對于研究人員和公司來說，這需要復雜的平衡行為。一方面，全人類都受益于芯片的進一步發展及其帶來的許多技術。另一方面，在這些政治爭端的壓力下，芯片的研究和生產可能會變得更加分散。這是許多研究者意想不到的發展，但也是對歷史常態的回歸，其深遠意義和長期影響如同流水一樣，讓全球半導體產業變得不可思議但一定合情合理、自然。（剪報來源：https://www.nature.com/articles/s44287-023-00005-6）