新專欄《台灣與世界讀書會》,本期介紹的《晶片戰爭》,講半導體晶片的發展故事、晶片如何改變戰爭、以及台灣如何成為晶片時代最關鍵的國家。(劉進興/[我們的台灣]主編)
◎劉進興 / 退休教授,愛讀書的人
書名:晶片戰爭
作者:克里斯·米勒;譯者:洪慧芳
出版社:天下財經 (2023年3月)
《晶片戰爭》很好看。
這本書寫半導體晶片如何演化,晶片產業如何崛起,如何改變戰場以及整個世界,蘇聯矽谷為何失敗,中國矽產業企圖崛起而美國如何壓制,以及台灣成為晶片產業的關鍵國家,「台灣有事,就是世界有事」的背後故事。
1971,我在左營海軍電子學校,學習修理無線電收發報機和雷達。當時艦艇上都是真空管設備,幾年之後,才換裝電晶體、積體電路設備。1907年發明的真空管,大約雞蛋大小。1948年發明的電晶體,花生米大小。1959年發明了積體電路(IC),把很複雜的線路鍍在矽晶片上,所以稱為「晶片」,一枚IC就包含了成萬上億個電晶體。最早的電腦由一整個房間的真空管組成,1969年阿波羅11號登月太空船的電腦只有電鍋大小,現在的手機是更強大的小電腦。體積縮小幾億倍,計算速度加快幾億倍,很不可思議。
晶片改變了戰場。二次大戰被形容是「鋼鐵風暴」,其實大量轟炸,只有少數命中。70年代初越戰時,美軍為了轟炸一座橋,丟下638枚炸彈,命中率為零。後來使用包含電晶體和感測器的雷射導引炸彈,才精準擊中目標。到了波斯灣戰爭,巡弋飛彈的精準打擊逼使伊拉克迅速投降。戰爭取勝不再靠軍火數量,而是靠電腦晶片的速度。紐約時報說:「這是矽對鋼的勝利」。
蘇聯派了很多間諜到美國偷半導體技術,甚至建了一座號稱「蘇聯矽谷」的科學城,卻一直落後美國 5年左右。原因是美國藏富於民、藏智於民,龐大的民間市場,如個人電腦、遊戲、智慧型手機,驅動著晶片的發展,不是蘇聯可模仿的。80年代時,蘇聯 SS-20洲際飛彈的彈著點距離目標平均 366米,美國的MX 飛彈只有 110米。兩國在半導體、電腦、通訊技術的差距愈來愈大,蘇聯將軍私下向美國記者承認:「你們贏了。」
八〇年代,日本的記憶體 DRAM 產業打敗美國,企圖稱霸。美國半導體產業與政府聯合起來抗日,當時的美日對抗堪比現在的美中科技戰。到了九〇年代,美國重回半導體產業的龍頭,韓國的記憶體產業也超越了日本。目前天下三分,韓國三星在 DRAM 領先,美國英特爾(Intel)在邏輯晶片的設計領先,邏輯晶片的製造則非台積電莫屬。
線路愈細,運算速度愈快。晶片製程的標竿,1971年是1萬奈米(0.001公分),1985年1千奈米,1995年350奈米,2004年90奈米,2014年14奈米,2020年5奈米,台積電目前正在興建2奈米廠。
2奈米到底多大?就是千萬分之2公分。這麼細的線路如何製造?原理跟照相製版差不多,關鍵在微影成像的曝光機。以前的曝光機使用可見光(波長400奈米),後來用深紫外光(DUV,193奈米),最先進製程則需要極紫外光(EUV,13.5奈米)。EUV微影曝光機只有荷蘭的ASML公司獨家製造,而其技術則來自美國國家實驗室的授權,因此成為中美科技戰的殺手鐧。
2014年,中國成立「大基金」,提出《2025中國製造》計劃,企圖在2030年趕上美國的晶片產業。
2015年中國紫光集團企圖入股台積電、聯發科,當時台灣經濟部長鄧振中認為勢不可擋,建議放寬法律限制,好在有400名專家學者連署反對,才被擋下。同年,華為也要收購美光(Micro),但被美國政府以安全理由否決。
中國爭霸的企圖愈來愈明顯,美國開始危機處理,切斷中國晶片業的供應鏈。2018年禁止中國最先進的DRAM廠晉華購買美國設備,逼使晉華生產停頓。美國也禁賣美國製造的,或使用美國設備製造(如台積電)的晶片給華為,阻止了華為的5G發展。華為無法買到ASML的EUV微影曝光機,就不可能生產最高階的晶片。
本書最後一章講到台灣。「鋼的時代」已經過去,現在是「矽的時代」。晶片運算力成為國力以及國防的基礎。台灣製造全球37%的邏輯晶片,亦即掌握了37%的運算力。台海的安全,因此成為全球關注的焦點。
最近有人散佈「疑美論」,說美國正在把台灣推向戰爭。看完這本書,就知道他們在胡扯。從維持美國霸權的角度看,美國當然不願意台灣以及這37%運算力落入中國手中,但也不想因為台海開戰而導致晶片停產,因為對經濟的影響將十倍、百倍於俄烏戰爭。美國最合理的策略就是跟台灣聯盟,展現戰力,警告中國不要輕舉妄動。這不就是我們目前看到的嗎?
《晶片戰爭》深入淺出,非常有趣。計算力就是國力,美國在八〇年代阻止日本半導體爭霸,現在更強力阻止中國半導體爭霸,目的都為了維持全球第一的國力。老實說,是有點鴨霸。但站在台灣安全的角度,我可以接受。