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美国半导体如何成为世界霸主如今芯片产能萎


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去年,lntel宣布7nm工艺的cpu因为存在问题,要延期到年才能推出,这一消息一经发出,就震惊了整个芯片行业,(芯片)圈个有用,要知道,就是因为Intel、TI的成功才让美国半导体始终处于领导地位,如果英特尔真的衰落会发生什么呢?

在年的时候,全球家领先的半导体公司中,大部分都在美国,他们为美国带来了数十万个高科技和高薪水的工作,同时,也让美国稳稳的坐在世界半导体霸主的位置上。但是如今再来看的话,只有英特尔、三星和台积电真正在推动半导体制造技术的发展,而这三家公司中,只有英特尔一家是美国的公司,据半导体行业协会的数据显示,现在美国仅占全球产能的12%,而超过80%的半导体生产都已经在亚洲。

今年9月份,美国就召集了台积电、三星、英特尔等半导体大厂开了一个半导体高峰会,其实说白了就是“鸿门宴”,直接胁迫这些企业45天内交出商业机密数据,而为什么会发生这一状况呢?简单来说,就是英特尔输了,而美国对于自己在半导体的地位日渐下滑也有点儿急了。于是开始通过各种方法重新打造本土芯片产业链。

其实近年来,关于美国半导体行业衰落的话题一直都在被讨论,而事实上,美国现在还虽然面临着很大困局,但依然是复杂的高端芯片的制造大国,而且还主导着全球半导体的销售。那么美国是怎么走上半导体行业巅峰的呢?而这个“龙头老大”的位置是不是也马上就要换人了呢?

首先,美国半导体产业有着特别明显的一大优势,那就是很多发明其实都是源于美国,比如集成电路产业就诞生于美国,产业重要技术突破和变革也大都始于美国,这就让美国在此基础上始终处于领导地位。

年,美国宾夕法尼亚大学制造出了世界上第一台计算机“ENIAC”。当时这个庞然大物有三层楼那么高,用了个电子管,重达30吨,耗电功率约千瓦,每秒钟可以进行次运算,虽然现在看起来并不厉害,但是在当时是一个非常重大的突破,直接开辟了一个新纪元。

当时美国国防部是用它来进行弹道计算的,所以它造价也非常昂贵,但是这种电子管的计算机不但体积笨重,发热费电,而且还很不稳定,容易真空泄露,玻璃破碎,而因此进入长时间的“休息”状态,诸多不便之下,人们开始研发电子管的替代品,就是晶体管。

年,美国贝尔实验室的科学家发明了第一支晶体管,比起电子管,晶体管的发明是极具颠覆性的,最优异的表现就是体积小,功耗低,它直接将人类带进了数字时代,只要你能想得到的电子产品,小到收音机、大到宇宙飞船几乎都用到了晶体管技术。

借助这个发明,贝尔实验室的肖克利就获得了年度的诺贝尔物理学奖,他也被称为美国的“晶体管之父”,与名声一起来的,自然就是利益,当时人们早已在盼望着晶体管的出现,所以肖克利也一炮而红,从此声名大噪。

这个时候,肖克利毅然决定离开贝尔实验室,自己另立门户,他回到了自己的老家圣克拉拉谷,也就是后来的硅谷,开公司高调招人,肖克利招人也是个很有趣的过程,据说他招人只有一个标准,那就是智商够高够聪明,而且招聘方式也很特别,比如在学术期刊上挂代码,只有读得懂的人才能看明白这个招聘广告,而且还去听各种学术报告,通过学术报告来判断博士们的能力,自此来寻找他想要的人。

经过肖克利的不懈努力,再加上“晶体管之父”的光环加持,真让他招到了一批“神人”,俗称“大牛”,其中有八位尤其出众,他们都甘愿在肖克利手下工作,比如说,摩尔,他就是大名鼎鼎的“摩尔定律”的提出者本人。还有诺伊斯,他后来被称为“硅谷的摩西”,12岁就能制作滑翔机,毕业之后就拿到了IBM、贝尔实验室、RCA实验室等众多知名机构的offer,相当于现在中国的学生一毕业就被华为、腾讯、阿里同时录用了。据悉,诺伊斯在年就发现了半导体的隧道效应,但是因为肖克利的原因没能发表,后来这个隧道效应被日本的科学家发现了,因此获得了诺贝尔奖。可见诺伊斯也是个诺贝尔奖级的神人。

当时这八大天才都在30岁以下,正处于才能喷涌、施展抱负的年纪,本来可以辅助肖克利走上更高的巅峰,可惜由于后来的肖克利傲慢专横,唯我独尊,导致这八人毅然出走,这也就是硅谷著名的“八大叛徒”。

当然,“叛徒”其实一种戏称,后来他们创立的仙童半导体公司被称为全球半导体产业之母,毫不夸张地讲,半导体产业的诞生、半导体集成电路在各行各业中的广泛使用,甚至世界上很多创新公司的出现,都要得益于这八个带有传奇色彩的“叛徒”。

随着晶体管的不断应用,人们发现它也存在一定弊端,因为分立电子元器件不能彻底解决电子设备的可靠性问题。

年,二战中退役的老兵基尔比来到了德州仪器工作,谁也没想到,就是这位老兵做出了第一块集成电路,他把几个电子元器件做小,封装到一个壳子里面,大大提高了系统的稳定性。

,八大天才中的诺伊斯又发明了一种新型的集成电路,它是由硅制成的,而基尔比的芯片是由锗制成的。

“硅”原本是地壳中最常见的元素,许多石头的主要成分都是二氧化硅,但是人们却可以把石头变成硅芯片,几乎可以说是一项点石成金的成就。

年,诺伊斯带着摩尔与工艺开发专家安迪·格鲁夫离开FSC,他们三人创立了一个新公司公司,就是业界霸主英特尔。

20世纪70年代,由于商业应用蓬勃发展,以及缺乏国际竞争等因素,美国半导体企业进入了黄金时代,诸如MOSICs、微处理器、DRAM等新发明也不断将产业推向新的高度。

但是美国的辉煌没持续多久,到了80年代,由于美国全力扶持日本,将市场和技术主导地位输给了日本企业,导致日企开始崛起,并迅速的超过了美国,当时很多美国公司都在随后的洗牌中永久性地退出了DRAM市场。

眼看着日本就要在在资本主义阵营与美国并驾齐驱,美国不再“坐以待毙”,发动了“第一次芯片战争”,年,美国对三菱和日立进行了制裁打压,FBI拿着所谓的证据宣称“日本企业窃取美国技术”。年,美国与日本签订了《广场协议》,直接让日本开始陷入泡沫经济。年,美国再次和日本签订了不平等条约《日美半导体保障协定》,开放了日本半导体产业的知识产权、专利。

所以很多操作下来,再加上当时采取了轻资本的“科学政策”战略,美国又重新稳坐半导体霸主位置。

总结来说,美国虽然到处挥舞“制裁大棒”,但是能取得如今这样的成就还是有值得借鉴的地方,有数据显示,在世纪之交的20多年间,美国政府对航天、超导、通信等基础研究的资助占比竟然能高达50%-60%。就其方式来说,除了直接的经费拨款,还设立了诸多“国家实验室”、开展了“曼哈顿计划”等等,他们允许科研人员“十年不鸣”,鼓励他们自由畅想、大胆假设、不断试错,这是非常难得的。

现如今,英特尔的衰落可能还不是最紧迫的信号,美国芯片产能不足才是让美国焦虑的最主要原因之一,但是美国芯片产能的萎缩,只是美国制造业长期萎缩的一个缩影而已。美国企业只想占据产业链上游,把制造业大量外移,殊不知一场全球灾难极度放大了制造业产能不足的负面影响,美国只能试图自救。

前段时间有个话题特别火,就是“美国正在逼着中国摧毁美国的半导体产业”,为什么这么说呢,现在美国半导体企业有很多研究人员和高管都是华裔。美国科学家中也有四分之一是华裔,这说明其实中国人很擅长于搞半导体,但是像特朗普驱赶中国留学生或者中国科研人员,包括美国对于中国的半导体禁运,实际上都是逼着中国自己搞半导体,摧毁美国的半导体产业,所以有一句话说得很妙,那就是你永远不要赌一个能在山脊上建造长城的民族会造不出来芯片!




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