《芯片戰爭：世界最關鍵技術的爭奪戰》第一部分：從鋼鐵到硅片

《芯片戰爭：世界最關鍵技術的爭奪戰》是美國經濟史學家克里斯·米勒撰寫、蔡樹軍翻譯的科技類著作。該書以半導體產業全球分工為主線，追溯從冷戰至今的芯片技術發展歷程，闡釋芯片在現代軍事、經濟和地緣政治中的戰略地位。全書涵蓋美國通過技術博弈確立主導地位、臺灣半導體產業崛起、華為5G技術受限等案例，分析全球芯片短缺與供應鏈危機背后的國家競爭。書中提及美國《芯片法案》補貼政策、EUV光刻機研發困境等議題，揭示大國在人工智能與軍事技術領域的核心博弈。

第一部分 冷戰時期的籌碼

1 從鋼鐵到硅片

日本士兵將第二次世界大戰描述為“鋼鐵臺風”。盛田昭夫 是一位勤奮的年輕工程師，來自一個富裕的清酒商人家庭。戰時，他被分配到日本海軍工程實驗室，勉強躲過了前線。但隨著美國B-29超級堡壘轟炸機襲擊日本城市，摧毀了東京和其他城市中心，鋼鐵臺風也襲擊了盛田昭夫的故鄉。除此之外，美國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。戰爭結束時，盛田昭夫的兄弟們正在接受“神風敢死隊”飛行員的訓練。

在東海對岸，童年的張忠謀 不時聽到槍聲和空襲警報。他在十幾歲的時候從抗日戰爭時期日本軍隊的炮火下逃生，搬到了廣州、香港和中國戰時首都重慶，于日本戰敗后返回上海。即便如此，戰爭并沒有真正結束，因為解放戰爭開始了。不久，上海戰役爆發，張忠謀再次為躲避戰火而前往香港。

雖然布達佩斯位于世界的另一邊，但安迪·格魯夫亦經歷了席卷亞洲的鋼鐵風暴。 當時，被人們稱為安德拉斯·格魯夫（Andras Grof）的他，在布達佩斯的多次被入侵戰爭中幸存了下來。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。當歐洲爆發戰爭時，他的父親被征召入伍，并被派遣與匈牙利納粹盟友一起對抗蘇聯。據報道，他的父親在斯大林格勒的行動中失蹤了。之后的1944年，納粹入侵了其名義上的盟友匈牙利，派遣坦克縱隊穿過布達佩斯，并宣布計劃將格魯夫這樣的猶太人運送到死亡集中營。幾個月后，當蘇聯紅軍進軍匈牙利首都，解放該國時，格魯夫還是一個孩子，他再次聽到了炮聲。

無數成排的坦克，一波又一波的飛機，成千上萬噸從空中墜落的炸彈，運送卡車、戰車、石油產品、機車、軌道車、大炮、彈藥、煤炭和鋼鐵的船隊，第二次世界大戰成為一場工業消耗沖突。正如美國所希望的那樣，美國可以打贏一場基于工業的戰爭。在華盛頓，戰時生產委員會的經濟學家，從銅和鐵、橡膠和石油、鋁和錫等方面，評估了美國將制造業力量成功轉變為軍事力量的可能性。

美國建造的坦克比所有軸心國的加起來還要多，船只、飛機也更多，大炮和機槍的產量是軸心國的兩倍。工業貨物從美國港口源源不斷地穿過大西洋和太平洋，為英國、蘇聯、中國和其他盟國提供關鍵物資。雖然這場戰爭是由斯大林格勒的士兵和中途島的水手參與的，但戰斗力是由美國愷撒造船廠和紅河裝配線產生的。

1945年，世界各地的無線電廣播宣布戰爭結束。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。他是獨自聆聽的，沒有與其他海軍軍官在一起，這樣他就不會被迫進行儀式性自殺。 在東海對岸，張忠謀慶祝了日本的失敗和戰爭的結束，并迅速回到了悠閑的少年生活，與朋友們一起打網球、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。

第二次世界大戰的結果取決于工業產出，但很明顯，新技術正在改變軍事力量。大國制造了數以千計的飛機和坦克，也建造了研究實驗室，開發了火箭和雷達等新裝備。摧毀廣島和長崎的兩枚原子彈引發了許多猜測，一個新生的原子時代可能會取代一個由煤炭和鋼鐵構成的時代。

1945年，張忠謀和安迪·格魯夫還是學生，由于年紀太小，不會認真考慮技術或政治。但20多歲的盛田昭夫，在戰爭的最后幾個月里一直在研制熱尋導彈。 日本遠未部署可用的制導導彈，但該項目讓盛田昭夫看到了未來。人們越來越意識到戰爭不是由裝配線上的鉚工贏得的，而是由能夠識別目標并自動進行機動操作的武器贏得的。這個想法看起來像科幻小說，但盛田昭夫隱約意識到電子計算的新發展，這可能會讓機器通過解決加法、乘法或求平方根等數學問題來“思考”。

當然，使用機器進行計算的想法并不新鮮。人類自從第一次學會計數以來，就開始上下翻轉手指計數。古人發明了算盤，以操縱大量的數字。幾個世紀以來，人們通過在這些木質網格上來回移動木珠進行乘法和除法的運算。19世紀末和20世紀初，政府和商業中的大型官僚機構的發展需要大量的人類“計算機” ，辦公人員配備了筆、紙，偶爾還配備了簡單的機械計算器——可以進行加、減、乘、除運算和計算基本平方根的齒輪箱。

這些活生生的“計算機”可以制作工資單，跟蹤銷售數據，收集人口普查結果，并篩選出為保險單定價所需的火災和干旱數據。在大蕭條期間，美國工程進步管理局為了雇用失業的辦公室員工，成立了數學表格項目。在曼哈頓的一棟辦公樓里，數以百計的人類“計算機”坐在一排排的桌子旁，把對數和指數函數制成表格。該項目出版了28卷復雜函數的結果，比如《100000到200009的整數倒數表》，其中201頁全部是數據表。

有組織的人類計算小組展示了計算的前景，但也顯示了使用大腦進行計算的局限性。即使使用機械計算器幫助大腦，人類的工作效率也很低。要想使用數學表格項目的結果，人們必須在28卷中找出一卷，才能找到特定對數或指數的結果。計算量越大，人們需要翻閱的頁面就越多。

與此同時，對計算的需求在不斷增長。甚至在第二次世界大戰之前，資金就投入生產更強大的機械計算機項目上，戰爭加速了對計算能力的追求。幾個國家的空軍開發了機械炸彈瞄準鏡，以幫助飛行員擊中目標。轟炸機機組人員通過轉動旋鈕來輸入風速和高度，旋鈕則可以移動調整玻璃鏡的金屬杠桿。在飛機瞄準目標時將視野聚焦，這些旋鈕和杠桿比任何飛行員都能更精確地“計算”高度和角度。但局限是顯而易見的，這樣的炸彈瞄準器只考慮了幾個輸入，只提供了一個輸出——何時投擲炸彈。在完美的測試條件下，美國的炸彈瞄準器比飛行員的目測更準確。但當部署在德國上空時，只有20%的美國炸彈落在目標1000英尺以內。 那場戰爭不是由試圖引導炸彈但通常都失敗的機械計算機上的旋鈕決定的，而是由投擲的炸彈和發射的炮彈數量決定的。

更高的精度需要更多的計算。工程師們最終開始用電荷取代早期計算機中的機械齒輪。早期的電子計算機使用真空管。真空管是一種將金屬絲密封在真空玻璃中的燈泡狀器件。流經真空管的電流通過控制電極可以打開和關閉，這與珠子在木棒上來回移動的功能沒有什么不同。打開的真空管編碼為1，而關閉的真空管編碼為0。這兩個數字可以使用二進制計數系統產生任意數字，因此理論上可以執行多種類型的計算。

此外，真空管可以使這些數字計算機重新編程。機械齒輪，比如炸彈瞄準器中的齒輪，只能執行一種類型的計算，因為每個旋鈕都與杠桿和齒輪物理連接，這與算盤上的珠子被來回移動的桿束縛住了一樣。但真空管之間的連接可以重組，從而使計算機能夠運行不同的計算。

如果不是因為飛蛾的話，這就是計算領域的一次飛躍。因為真空管像燈泡一樣發光，會吸引昆蟲，需要工程師定期“清理昆蟲”（debugging）。 此外，真空管和燈泡一樣經常燒壞。1945年，賓夕法尼亞大學為美國陸軍建造了一臺名為“埃尼阿克”的最先進的計算機，用于計算炮彈軌跡，該計算機有18000只真空管。 平均每兩天就有一只真空管發生故障，導致整個機器停止運轉，技術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算數百個乘法，比任何數學家都快。但它占據了整個房間，因為它的18000只真空管中的每一只都有拳頭那么大。顯然，真空管技術太煩瑣、太慢、太不可靠。只要計算機是會被飛蛾纏身的怪物，它們就只能用于破解代碼等少數應用，除非科學家能找到更小、更快、更便宜的開關。