芯片战争:一场没有硝烟的国运大战

佳霖谈历史 2023-09-29 20:22:01

2023年7月6日,美国财政部长耶伦访华。

按照媒体的说法,耶伦此行,有一个重要目的,那就是让中方相信,美国以国家安全名义阻碍中国半导体发展,并不是为了损害中国经济。

这套冠冕堂皇之词,不知道你信不信,反正《纽约时报》是不信的。

就在耶伦返回美国的第四天,《纽约时报》发布了一篇长文。

标题为《“这是一种战争行为”:解码美国对华芯片封锁行动》。

在文章中,纽约时报套出了一名美国官员的心里话:“我们不仅不会允许中国在芯片技术上取得任何进展,我们还将积极扭转他们目前的技术水平。而芯片禁令,本质上是为了根除中国整个先进技术生态系统。”

很显然,如果说特朗普当初的种种制裁政策,还只是以芯片为武器,从中国企业的身上榨取油水。

那么现如今拜登政府的目标,则已经转变为了打击全行业,开始全方位地扼杀中国的高科技发展。

或许在一些人看来,美国小题大做,过分焦虑了。

然而美国人却很清楚,未来五至十年的芯片战争,是一场关乎存亡、将决定中国和美国命运的博弈。

因为早在40年前,他们就遭遇过同样的经历。

1947年12月,美国贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿组成的研究小组,研制出了一种点接触型的锗晶体管。

八年后,依靠从美国买来的晶体管技术,日本索尼公司成功制造出了日本第一台晶体管收音机TR-55。

由于此前的收音机,都是真空管技术,不仅又大又笨重,还又贵又不可靠。

而TR-55这款产品,重量只有真空管收音机的五分之一,价格还只有美国同类产品的三分之一。

所以TR-55收音机一经上市,很快就在日本大卖,接着销遍全世界。宣示了日本也正式踏入全球半导体产业。

TR-55的大卖,只是一个时代的缩影。

当时日本半导体厂商,虽然技术水平与美国企业不在一个层次。

但日本的劳动力廉价,工人的月薪还不到美国工人的十分之一。

加之1957年和1958年,日本通产省又连续制定三项法案,从投资、贷款、税收等方面给予半导体产业优惠政策,同时还实行贸易保护主义,通过提高关税、发放进口许可证等方式,限制中低端芯片进口,只有极少数高端电子器件允许进口。

于是,在这种人口红利加日本政府的大力扶持之下,短短几年内,日本便壮大了一批做电子产品的企业。

比如我们熟悉的索尼、松下、东芝、夏普、NEC等等。

面对日本企业的强势崛起,美国人一开始并不以为然。这跟后来那种剑拔弩张的情况完全不同。

为什么美国此时不在意日本呢?

一方面,日本处于对抗苏联的第一线,美国需要日本,日本更需要美国。

这种依靠关系,使得日本再怎么翻,也跳不出美国的五指山。

另一方面,日本的电子产品,背后都有美国公司的技术授权。

在美国人看来,你卖的再多,到头来还不是要跟我分享利润。

我既能分钱,还能买到物美价廉的电器产品,何乐而不为呢?

最重要的一点,当时的美国公司正在研究集成电路,而晶体管是一项过渡性技术,美国人认为日本人就算把电晶体研究得再深,也威胁不到自己。

果然,1958年9月12日,位于美国达拉斯市的德州仪器公司,一名叫杰克·基尔比的工程师在实验室里,将晶体管、电阻、电容等20多个电子器件,手工集成在了一小块锗片上。

这一天,被视为集成电路的诞生日。

而这枚小小的芯片,则开创了电子技术历史的新纪元。

杰克·基尔比

六年后,德州仪器公司带着新技术,杀入日本市场。

此时的日本,还没有相关技术积累。

为了保护本土企业,日本政府便提出了十分苛刻的准入条件:

如德州仪器要在三年内,向日本公开相关技术;

德州仪器必须与索尼合作成立合资公司,双方各自占有50%的股份;

合资公司产品在日本的市场占有率不得超过10%等等。

日本的这个套路,其实就是我们很熟悉的“市场换技术”策略。

需要注意的是,日本常给人一种国内市场规模有限的刻板印象。

但事实上,日本市场并不算小,多年稳居全球第二大消费市场,直到2008年才被我国超越,落到了第三位。

面对日本政府的苛刻条件,德州仪器为了拿下日本市场这块蛋糕,最终同意了以技术换市场。

德州仪器进军日本市场时的媒体报道

德州仪器开了个“好头”之后,仙童半导体与日本电气、美国无线电公司与日立、美国通用电气与东芝,也陆续建立合作关系,签订各种技术转让协议。

就这样,通过严格的限制,日本不仅迫使美国公司转让了最新技术,还将本国市场牢牢握在自己手里。

另一边,日本企业还大量出口半导体产品到美国市场。

然而即便如此,日本与美国仍然不是一个层次的玩家。

尤其是在技术方面,美国公司始终领先日本同行五至十年。

1970年,当时成立还不到2年的英特尔,成功量产了一块容量为1KB的DRAM(动态随机存取内存),这是划时代的成就。

在没有内存时代,计算机是用磁鼓存储数据。

这玩意不仅笨重,在体积、可靠性、速率等方面也存在诸多槽点。

磁鼓存储器

而DRAM的出现,完美解决了以上问题。

最关键的是,DRAM的成本也低于磁鼓。

1972年,凭借DRAM技术,英特尔已成为一家拥有1000名员工,年收入超过2300万美元的产业新贵。

到了1974年,英特尔更是占据了全球82.9%的DRAM市场份额。

这个就是技术革命的魅力,一个1968年成立公司,只用6年时间,就做到了全球半导体巨头的位置。

英特尔1103,全球第一款商用DRAM

英特尔靠着存储芯片发了大财,日本企业看到眼红,纷纷立项,试图紧随其后。

但当日本人也好不容易搞出1KB容量的DRAM后,当时全球最强的科技公司IBM,却曝光了一份名为“未来系统计划“的内部文件。

IBM计划在1980年之前,向市场推出容量为1MB的DRAM,应用到下一代电脑上。

1KB和1MB,这可不是10倍差距,而是1024倍的差距。

这种差距,让日本人感到绝望。

为了赶超美国,日本政府出手了。决定采取非常手段,对美国弯道超车。

1976年,日本启动“超大规模集成电路”(VLSI)计划,由日本通产省牵头,日立、三菱、富士通、东芝、NEC五大公司作为主轴,联合电气技术实验室(EIL)、日本工业技术研究院电子综合研究所和计算机综合研究所,举全国之力攻坚内存芯片。

在这个项目中,日本政府主要负责砸钱,总投资高达720亿日元。

日本的研究所和大学负责技术攻关,相关企业则负责研发和市场应用。

这种创新联合体模式,在我们看来其实也不陌生,就是“集中力量办大事”。

对此,向来习惯单打独斗,崇尚个人英雄主义的美国人,当然是不屑一顾。

当日本政府砸巨资、整合力量搞核心技术攻关时,美国专业杂志《电子学》挖苦地评论道:“这不是搞超大规模集成电路,而是故弄玄虚。”

言外之意,大规模集成电路可是很难地哟,癞蛤蟆不要想着吃天鹅肉。

但是,美国人很快就笑不出来了。

1979年11月9日,北美防空司令部内的大屏幕上,竟然出现了数百枚核弹砸向美国本土的错误警示。

1970年代的北美防空司令部内部

事后经过军方调查,预警系统失灵的原因是由于电脑内部一块像硬币大小的集成电路出现了故障。

由于当时美国军方的电脑,均采购自本土企业。这次差点引发了第三次世界大战的故障,无形中帮助日本企业吹响了反攻的号角。

1980年,美国的惠普公司在市场上公开招标,采购存储芯片。

此时,日本的超大规模集成电路项目已经完成,并申请了大量的专利。

各种芯片的制造技术,包括光刻,刻蚀,设备,工艺等等,成果显著。

靠着过硬的质量,以及相对低廉的价格,参与竞标的日立、NEC等日本公司,打败了不可一世的美国公司。

后来,惠普公司计算机系统事业部部长安德逊在华盛顿召开的半导体讨论会上,更是抛出了一个让美国半导体产业面红耳赤的观点。

他说自己在测试了30万个16K内存芯片后,发现美国芯片的失效率是日本的6倍,而日本最次的产品都优于美国最好的产品。

更要命的是,日本芯片不仅质量好,性能出众,价格还比美国芯片低10%。

不仅质量好,价格还便宜。你是总裁,你会采购谁家的芯片?这是显而易见的事。

从美国半导体公司手上抢走惠普的大单后,日本企业一飞冲天。

1975年,日本在全球存储芯片的市场份额仅有大约3%。

但到了1982年,这一数据飙升34%,翻了11倍。

遭受了一记重锤后,傲慢的美国企业这才如梦初醒。

据说,英特尔CEO当时还专门派卧底到日本刺探敌情。

卧底回来后说:日本企业不但不竞争,反而还互相协助,以赶超美国为目标。

作为全球半导体产业最发达的国家,美国人并不害怕同场竞争。

但日本这种集中力量的方式,让硅谷那帮习惯了单打独斗的企业很不适应,感受到了前所未有的危机。

1984年,日本企业通力合作,推陈出新。

三菱公开展出了4MB容量的DRAM。

日立生产的DRAM,已经开始采用1.5微米生产工艺。

面对日本企业的咄咄逼人,美国一众芯片公司,毫无还手之力,堪称兵败如山倒,就连英特尔也被打得宣布退出DRAM市场,游走在破产边缘。

当时若不是IBM及时输血,这家芯片巨头,很可能在40年前就倒闭了。

美国信息产业史,也可能会因此而改写。

到了1989年,全球前10大半导体公司,有6家来自日本。

日本在全球存储芯片的市场份额,达到了夸张的91%!

13年前,日本砸重金搞核心技术研发,此时终于修成正果。

同样是1989年,估计是憋了美国很多年的气,这回终于可以扬眉吐气。日本右翼政客石原慎太郎出版了一本向美国示威的书,名为《日本可以说“不”》。

后来,似乎感觉不够解气,石原慎太郎又推出一本书,名为《日本坚决说“不”》。

然而,正所谓天狂有雨,人狂有祸。

正当日本人分不清大小王时,美国政府抛弃了“不干涉企业间竞争”的原则,向日本企业挥出了大棒。

80年代初,为了抵制日企,英特尔、摩托罗拉等公司成立了一个名为“半导体工业协会”的组织,英语缩略“SIA”。

SIA成立后,通过坚持不懈的游说,在1985年抛出了一个让白宫无法拒绝的理由:日本半导体的崛起,将会威胁到美国的国家安全。

与此同时,SIA还买通媒体造势,渲染日本科技威胁论。

在当时美国媒体的报道中,充满了“芯片战争”、“日本威胁”等字眼。

这与今天我们的遭遇,何其相似。

1982年,为了找到制裁日本的借口,美国FBI故意假扮成IBM公司员工,将IBM公司的27卷绝密设计资料中的10卷,偷偷塞给日立公司。

尝到甜头的日立,不知有诈,结果上套。

FBI得手后,马上将所谓的证据公之于众,称“日本企业窃取美国技术”!

以此为契机,美国政府随后以国家安全为由,开始对日本半导体产业进行强力反击。

但此时对日本反击,并不容易。

因为80年代的日本电子产业,可以做到研发、制造、封测一条路,属于正宗的“全产业链自主”。

美国很难在技术层面遏制日本。

为了便于理解,我们需要先了解一下什么是半导体。

半导体是一个颇为庞大的家族,主要由四个部分组成,即光电器件、分立器件、传感器和集成电路。

这其中的集成电路,便是严格意义上的芯片。

由于芯片的本质是一种电路,每个晶体管,只会做关门和开门,两个动作。

也就是计算机的语言1和0。

所以在设计芯片的过程中,光会画图纸是行不通的,必须得用设计软件和架构。

目前来看,美国在这方面遥遥领先。

芯片设计好了之后,下一步就是制造。

区区几毫米的芯片上,有上亿的电路,传统的工艺显然已经无法满足这样的精度。

这个时候,就得用光,而大名鼎鼎的光刻机,就是用光刻电路的机器。

目前世界上最好的光刻机在荷兰,其次是日本的尼康和佳能。

不过在80年代,尼康在光刻机领域处于独孤求败的地位。

解决了光刻问题,还得要有原材料。

芯片所用的硅材料,制作起来并不难,难的是制造高纯度、高质量的硅片。

从70年代至今,全球最好的硅片制造技术,基本上都掌握在东京应化、JSR等日本企业的手里。

设计、设备、原材料都有了,接下来就是加工。

目前全世界上最好的专业集成电路制造厂商是台积电和三星,已经看不到日本企业的踪迹。

但在80年代,日企在这一领域也是如日中天的存在。

不仅所有环节都能自造,而且还强。所以说,美国想通过技术封锁反制日本,难度极大,基本没有可能。

当然,难办不等于办不了。

日本在电子产业实现“全产业链自主”,这也使得它对国际市场高度依赖,尤其是依赖美国市场。

1986年9月,针对日本的这一弱点,美国威胁日本政府,如果不签协议,就将裁定日本DRAM存储芯片存在倾销,要征收100%的反倾销重税。

迫于压力,日本只好签订了为期5年的《日美半导体保证协定》。

该协定的内容包括:

要求日本打开半导体市场,美国半导体要在日本的市场份额必须达到20%以上;

严禁日本企业以低价在美国或者第三国市场倾销,产品售价必须要由美国定价。

协议签订后,日本战战兢兢,但美国政府还是故意找茬,以未能遵守协议为由,对日本半导体产品征收了100%反倾销重税。

值得一提的是,在此之前,美国政府还一手导演了“广场协议”,导致日元对美元大幅度升值。

如此一来,日本半导体厂商不仅丧失了定价权,还不得不大幅度提高出口价格,丧失了价格优势。

1987年7月,为了配合经济施压,9名国会议员在白宫门口抡起大锤,砸烂了一台东芝收音机。

这些人作秀后,要求联邦政府对东芝开出150亿美元的天价罚单,并在未来五年内,完全禁止东芝对美国出口商品。

这一事件,进一步推升了美国国内的反日情绪。

不过,美国政府的三板斧,并没有在80年代打垮日本半导体企业。

直到90年代初期,日本在DRAM领域依然占据着全球50%以上的份额。

但是,留给日本人的时间已经不多了。

因为美国企业早年培养的两支预备队,此举可以上阵助战了。

1975年和1983年,韩国政府仿效日本,两次推行“半导体工业振兴计划”,大张旗鼓地进军半导体产业。

但由于先天不足,三星、现代、LG等企业发展了十余年,始终不见起色。

和韩国一样,台湾当局也是看着日本模式的成功,开始照猫画虎,制定了大型集成电路研发计划。

然而由于各种原因,当时台湾省的半导体发展水平,比韩国还差一些。

不过,就在韩国、台湾企业都在苦苦死撑时,美国向它们伸出了援手。

台湾那边,先是IBM等美国企业毫无保留地授权给台积电制造专利,弥补了台企核心技术研发投入不足的短板。

紧接着,英特尔又给下了台积电一个大单,并对200多道工艺进行了指导,可谓“资金扶上马,技术送一程”。

由于有人力成本优势,台积电的代工,使得英特尔大大降低了产品成本。

有英特尔打广告,随后苹果等芯片设计大厂,纷纷下单给台积电。

就这样,在自身努力和美国企业的扶持下,台积电迅速发展壮大。

当然,好处也不是白给的。台积电发展后,也开始反哺了美国半导体业。

由于台积电承担了建设晶圆厂的巨额成本,美国企业可以轻装上阵,快速发展。

于是,以高通、苹果为代表的一众美国芯片公司,又重新占领了全球半导体产业的制高点。

另一头,美国企业对韩国的支持也是不遗余力。

韩国没技术,美国美光科技就将64KB容量DRAM的技术授权给三星。

韩国没钱,美国就提供贷款。

为了让韩国半导体产品蚕食日本的市场份额,美国当时只对韩企象征性收取0.74%的反倾销税。而对日企则是征收100%的惩罚性关税。

此时的美国,基本就是打明牌了。摆明了就是要扶持韩国打日本。

面对美国重组全球半导体产业链,带着一帮小弟围殴自己,日本当时有样学样,也在东南亚建立了自己的国际产业链,也培养预备队。

但日本人在如何分钱这件事上,抠抠搜搜。不仅肉要自己吃,汤也舍不得给小弟喝。

如此一来,日本的国际产业链,就变成了笑话。众多小弟,没一个能打的。也没人在乎日本是输是赢。

因为反正都是给人打工,没区别。

而形成鲜明对比的是,美国企业将研发底层IP、设计、制造分开,带出了一群忠诚又彪悍的小弟。

这些小弟,都不希望美国爸爸输,尤其是强势崛起中的三星。

90年代,三星向日企发起进攻。

为了打退攻势,日企顶着产能过剩的风险,扩大产能,压低价格,逼迫其退场。

但韩国政府也很钢,砸下3.5亿美元帮助三星以亏本价格,与日企打价格战。

美国拉拢韩国挤兑日本,效果非常好,三星渐渐在DRAM领域,通过价格战,吃掉了日本企业的国际份额。

而在此时,日本的经济泡沫破裂,内忧加外患,日本企业终于撑不住了。

正所谓趁你病,要你命。

趁着日本经济不景气,企业纷纷裁员,三星直接开出三倍工资,外加豪车、秘书,从日本疯狂挖人才。

至90年代末,日本在DRAM领域的份额已经萎缩到10%,韩国的份额则超过40%。仅三星一家就能吊打整个日本。

1999年,日本政府为了保护本土DRAM产业,整合了日立、NEC、三菱电机的DRAM业务,组成尔必达公司,试图以此对抗韩国,复兴日本半导体产业。

这是日本半导体最后的希望。但很显然,时代变了,优势已经不在日本这边了。

2011年DRAM市场份额

尔必达的产品刚一上市,就遭到了三星的狙击。

与之同时,英特尔在80年代放弃存储芯片业务后,很快又在利润更高的CPU处理器赛道成为一代霸主。

这或许就是塞翁失马,焉知非福吧。

英特尔在大型机时代的败走,反而为它创造了在个人电脑时代攻城略地的契机。

而日本企业则因种种原因,错过了以PC和手机为代表的消费电子时代,继而丧失了由终端带动上游的创新能力。

2012年,苦撑了13年的尔必达公司破产,最终被美光科技收购。

至此,属于日本的半导体时代彻底结束,三星貌似开始接管比赛。

但实际上,早在14年前,美国人就折断了三星的羽翼。

1997年,亚洲金融危机爆发。

彼时的韩国,外债高达1100亿美元,其中三分之二是短期外债,而自身外汇储备仅有300亿美元。

面对无力还债的窘境,时任韩国总统金泳三发表电视讲话,先是对全国人民道歉,然后号召大家“拿出你的压箱子钱”,帮助国家渡过难关。

据统计,为了向全世界证明了韩国人的团结,当时有超过300万韩国人把存在家里的黄金捐给政府,用于偿还债务。韩国人累计捐赠约220吨黄金,折合价值20亿美元。

但韩国老百姓的捐金活动,并没有感动索罗斯们。

相反,这帮金融投机家认为韩国政府已经到了弹尽粮绝的地步,必须要再踩上一脚。

1997年11月,国际货币炒家同时出手攻击韩元,导致韩国股市大跌。

接下来的一个月,韩元又贬值了66%。经济泡沫全面破灭。

12月28日,韩国的外汇储备降到不足100亿美元,韩国离破产仅剩10天时间。

迫于无奈,韩国政府只得接受国际货币基金组织的苛刻调解,如韩国社会经济对外资全面开放,允许外资控股韩国的银行和大公司等等,以获得它的贷款。

对此,韩国朝野一片哗然。许多韩国人颇感悲愤地说道:这是自20世纪初,日本入侵以来,韩国的第二大国耻。

韩国民众抗议国际货币基金组织的救助计划

1998年,走投无路的韩国政府签下“卖身契”合同,获得了550亿美元的救援资金。

靠着国际货币基金组织的输血,韩国经济逃过一劫。

然而,救命钱背后隐藏的,却是对国家主权的削弱。

一时间,整个韩国似乎都陷入了被美国资本“收购”的境地。

背靠美国资本,对三星的发展其实有好处。

比如三星可以拿到美欧国家技术和市场的入场券,不用担心像曾经的日本,当今的中国一样,动辄就被技术封锁、市场封锁。

但我们也可以明显得看到,虽然如今的三星,什么都可以制造,看似是一个拥有全产业链的庞然大物。

实则在技术层面,它完全是在美国的技术框架之内,无法颠覆美国的技术优势。

或许,这也是为什么当初美国要求三星站队,三星会无条件服从的原因。

因为它还没有起飞时,就被美国拿捏了,没有叫板的资本。

21世纪初,在打瘫了日本,又拿捏了韩国后,美国又将目光瞄向欧洲。

2008年,趁着次贷危机,美国打趴了一众欧洲半导体企业。

从1980年代至今,靠着“白道”加“黑道”手腕,美国在一次次的芯片战争里,把日本、韩国、欧洲,拿捏得死死的,维持了其在半导体领域的霸权地位。

而现在,历史又翻到了新的一页。随着我国科技发展及芯片产业的崛起,美国又发起了第四次芯片战争。

这次战争与40年前的芯片战一样,绝非哪一家企业的事情,而是事关两个国家之间的国运之战!

这次战争,究竟谁会笑到最后呢?

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佳霖谈历史

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