《晶片戰爭》讀後心得：全面剖析半導體的前世今生

美國祭出了晶片法案掐住先進晶片鎖喉點，而中國不斷加碼投資半導體，「去美國化」有可能成功嗎？台積電終於在美國設廠，矽盾的保護力有多持久？台灣的地位真的不可取代嗎？世界各國的半導體競賽逐漸升溫，下一個引爆點會在哪裡？未來世界的版圖會如何改變？今天要介紹的這本書你絕對不能錯過。

這本書為什麼值得一讀？

《晶片戰爭》的作者是克里斯・米勒（Chris Miller），他的專業領域是國際史、總體經濟和地緣政治。他在研究美國和蘇聯冷戰競賽的過程當中，發現半導體扮演了最關鍵的角色，因此決定以晶片為主題展開龐大研究。他採訪上百位晶片業的相關人士，抽絲剝繭大量的參考文獻，完成這本橫跨歷史、國家和產業的史詩級著作。（p.s 這本書的參考文件竟然高達 409 筆！）

這本書想傳達的核心觀點是，作者認為晶片不只是決定了上個世紀冷戰的結局，也即將決定這個世紀美國和中國衝突的終點。在這種多國角力的複雜局面之下，台灣的台積電更扮演了極度關鍵的角色。我認為特別是身為台灣人的我們，更需要瞭解晶片發展背後的來龍去脈，對自己在世界局勢的優勢和風險能有更好的理解。

而且，這本書還有一個特色我一定要大力稱讚。這本書的外表是一本晶片歷史的科普書，可是它讀起來簡直比小說還要精采，作者的敘事手法十分平易近人，我敢保證任何對晶片產業一竅不通的外行人，也能從這本書中獲得很多閱讀的樂趣和紮實的收穫。我很難想像竟然有作者可以把這種看似艱深複雜的龐大主題，用這麼吸引人的方式寫出來。

以前好像沒人在乎半導體？

跟大家分享一個我自己的真實故事。

我在 2018 年的時候，當時還在台積電擔任機台開發跟整合的主管，剛好那年有出差的機會，我就到了德國的漢諾威工業展（Hannover Messe）¹去取經。漢諾威工業展是全世界規模最大的工業展，參展的廠商來自你想像的到的各行各業，像是汽車產業、化學產業、物流和倉儲產業、能源產業，以及各式各樣自動化和數位化的產業。展場有好幾個足球場大，我花了四天的時間走到腳都快斷了還逛不完。

當時我遇到一件很好玩的事情，我在逛一個汽車產業的設備商的攤位，我跟對方的經理換了名片，我向他自我介紹，說我是來自台灣的台積電。

他問說：「你的公司是生產什麼的？」

我回答：「We made chips.」

他聽了覺得很奇怪，做出一個用手拿東西吃的表情，向我再度確認：「Chips？」

這時候我才知道「誤會大了」，他搞錯了！因為英文的 Chips 可以翻譯成「晶片」，也可以翻譯成「薯條」，他以為我的公司是在生產薯條的！我連忙跟他澄清，我們做的是 IC 積體電路，就是在電腦和手機裡面會用到的那些電子晶片。他才似懂非懂的點點頭，可是我猜他還是不清楚我的公司是在做什麼的。

從那一次參加漢諾威工業展，以及跟很多廠商互動的經驗告訴我：即使是在一個這麼仰賴晶片的產業環境裡，絕大部分的人根本都沒聽過台積電，覺得晶片好像是跟自己很遙遠的事情，因為我們平常肉眼根本看不到這些晶片。

那麼，為什麼最近這幾年，半導體的議題開始浮上檯面，甚至成為了國際列強角力的重點呢？我們必須從晶片產業的歷史開始說起。

《晶片戰爭》讀後心得：全面剖析半導體的前世今生 2 — 瓦基在 2018 年造訪德國漢諾威工業展

半導體的歷史起源

半導體的歷史跟軍事用途有很深的淵源。

在第二次世界大戰的時候，轟炸機投下炸彈的準確度非常差，除非你使用地毯式轟炸，否則很難炸到目標。後來美國開始研發機械式的「投彈瞄準器」，把轟炸的精準度提高到了兩成左右。但是機械式的計算器，缺點是不夠準確、而且還不容易操作。後來，美國使用 1 萬 8 千根的「真空管」組裝出了龐大的超級電腦（ENIAC），用來計算彈道還有破解敵軍的密碼。但是一台真空管電腦就佔滿了整個房間，而且三天兩頭就會故障。

當時，科學家開始研究一種叫做「電晶體」的技術，它比真空管更可靠、體積更小、性能更好，唯獨它的生產造價太過高昂。有一些科學家察覺了電晶體背後的巨大潛力，開始思考如何用更有效的方式製造它們。其中最有效的一種方式，就是把好幾顆電晶體擺放在同一片矽晶片上，讓電晶體更好串接和組裝在一起，這就是我們後來熟知的「積體電路」，或者稱為「晶片」。

然而，開發一項新科技需要大量的經費。所以在那個時期，半導體製造公司（快捷半導體、德州儀器）主要是跟美國國防部合作，幫忙提供最新技術的晶片，讓國防部可以更準確地計算飛彈和炸彈的投放位置。國防部也提供大量的經費讓這些公司盡全力研發。這種仰賴晶片導引的炸彈，在戰場上開始發揮功效。

像是美國在越戰的時候，在還沒安裝晶片導引系統之前，曾經為了炸一座越南的橋梁（頷龍橋），投放了 638 枚炸彈，卻「沒有」任何一枚炸彈能夠擊中目標。後來，美國軍方採用了德州儀器的雷射導引炸彈之後，精準炸毀了這座橋，還有其他無數的鐵路、建築和戰略目標。

半導體的製造技術從軍事應用開始發展，直到成本降低、技術成熟、能夠大量生產之後，才開始把重心轉向了個人電腦和消費性電子產品。而提到半導體跟軍事用途的淵源，我們還可以把目光放到蘇聯和中國身上。

為什麼蘇聯落後了？

這本書填補了我對於半導體的知識空缺，特別是對蘇聯和中國半導體的探討上面。像是蘇聯和美國在冷戰的時候，兩邊的核武器形成一種恐怖平衡，但是蘇聯在半導體卻輸到看不見美國的車尾燈？

當時在冷戰的時候，美國知道自己在坦克、軍艦和飛彈等傳統鋼鐵武器是很難跟蘇聯抗衡的，所以他們把越戰的時候學到的「精準打擊」觀念沿用到冷戰當中。也就是說，國家軍力的強大程度，跟武器的精準度有最高的關係。我的飛彈即使比你少，但是攻擊的時候射得比你準，防禦的時候攔截的比你多。因此，哪個國家能夠把愈高科技的半導體放進愈多種武器裡面，這個國家的優勢就愈多。這就是當時美國的「抵銷策略」，強調的是重質不重量的高科技軍力。

蘇聯當然也察覺到這個趨勢，他們採取的策略是「抄襲」。透過強大的 KGB 情報單位，他們派出成千上百的間諜到美國竊取半導體晶片，帶回國之後要蘇聯的科學家完全照「抄」。這個招式用在核武器很有效，畢竟核武器頂多上萬個零件。但是對於半導體的研發和量產，單純的抄襲就行不通了。

這個產業需要的是極度精密的生產設備，加上複雜的零件和原物料供應鏈，很多最高品質的技術甚至來自於歐洲和日本。生產半導體過程當中的每一個步驟都牽涉到專業知識，有些技術甚至不會寫下來，就算連蘇聯這麼厲害的間諜機構也沒辦法竊取到所有必備的半導體知識。此外，蘇聯的半導體製造完全是國家說了算，完全以軍事科技為主，科學家沒有任何其他的創意空間。而且就算抄成功了某一種科技，還是落後了美國好幾年的時間。美國矽谷就像是一個全球網化網絡的半導體重鎮，而蘇聯就像是美國矽谷的一個分公司罷了。

美國對抗蘇聯的抵銷策略奏效，贏在半導體晶片跟軍事武器的深度整合。

東亞半導體產業的崛起

為什麼東亞會成為半導體的生產重地？

首先是日本，他們雖然不是半導體理論的發源國家，但是在生產和銷售方面特別有一套。當時二次世界大戰結束，美國一方面為了經濟利益向日本提供大量援助和技術轉移，二方面為了阻止共產主義的擴張，在半導體生產的方面採取「授權」的策略，授權給日本製造，再從中抽取權利金。最知名的索尼（Sony）公司的創辦人盛田昭夫，他就擁有很敏銳的商業嗅覺，透過生產廉價的收音機、電視和音響系統，開始以消費性電子產品打入全世界的市場。只是後來日本半導體發展得太好，美國開始有了歪腦筋。

接下來談韓國，像是最知名的三星半導體事業是從 DRAM 開始起步的。DRAM 指的是「動態隨機存取記憶體」，用來儲存電腦正在運作的程式和數據。美國矽谷一開始對於南韓還有一點顧忌，但後來他們寧可與南韓合作，讓南韓可以跟日本削價競爭，正因為「敵人的敵人，就是我的朋友。」所以日本和南韓的半導體就此展開了激烈的競爭。

再接著是台灣，最經典的就是台積電的誕生。「臺灣的科技教父」李國鼎先生在 1960 年代說服張忠謀讓德州儀器在台灣建廠，台灣從那時候開始進入半導體產業。後來在 1980 年代，再次邀請張忠謀來台灣創立台積電。他在德州儀器把大量生產的良率大幅提升，在業界有很高的聲望，他說服了荷蘭半導體公司飛利浦對台積電進行投資，授權生產技術和智慧財產權給台積電，還聘請大量的留美半導體人才，後來打造出這家世界頂尖的半導體公司。

而東亞的其他國家，像是新加坡、馬來西亞，以及後來居上的中國，都在半導體的製造和組裝投入大量資源，成為全世界半導體的生產重地。根據書中引用的數據顯示，對於全世界來說，在東亞生產的半導體比率，記憶體晶片占了 90%、邏輯晶片佔了 75%。

由於軍事、科技、工業，以及太多趨近於民生必需品的設備與裝置都需要用到半導體，只要這片區域發生動盪，對於全世界的影響將是難以想像的災難。

flatlay photography of camera module parts

中國半導體的失落和崛起

這本書也解答了我心中的兩個問題：中國為什麼到了 1990 年代才開始發展半導體，之前他們都在幹嘛？而直到最近，美國為什麼要下重手，去限制中國發展半導體？

在 1960 年代，正當美國和世界各國發展半導體的同時，中國在做什麼？當時毛澤東掌權，展開了「文化大革命」，把大量的知識份子和技術勞工送往農村，要他們接受社會主義的再教育。而南韓、台灣和其他東南亞地區的國家，則是把農民拉出農村，讓他們進入半導體製造工廠做薪資更好的工作。所以，雖然當時的中國口口聲聲說「所有人都必須製造半導體」，但是實際上做的，卻是跟其他所有國家背道而馳的事情。其他國家的農民是拼命往工廠擠，中國則是把稍微有點聰明才智的人全部往農田送。

一直要到了 1980 年代末期，中國的華為公司才正式創立，但是到了這個時候他們別無選擇，只能仰賴外國的晶片和生產設備。簡單來說，中國的半導體產業是站在外國的科技基礎上來發展，而這是一把雙面刃。往好的方面看，中國憑藉著大量的人口紅利和政府政策補助，他們的半導體業開始高速發展。往壞的方面看，一旦這些外國的科技基礎被「禁止使用」，那就像是喉嚨被掐住一樣難受。

直到近期，中國公司的科技發展和經濟規模直逼歐美強國，甚至在很多領域開始領先。這讓美國意識到一件事情，當時他們對抗蘇聯採取的軍事抵銷策略，會不會被中國用來對付自己？

半導體成了中美衝突的關鍵

綜合了很多考量之後，美國選擇對中國祭出了「晶片法案」和各種制裁的禁止令，對中國的半導體發展造成了重大的打擊。然而，中國卻沒有反擊的能力，這就是因為前面提到的，中國半導體的發展是站在外國科技的基礎上。美國就是看準了半導體能夠起到「嗩喉」的功用。

舉例來說，蘋果的 iPhone 背面刻了一段文字「加州設計，中國組裝」，這很容易讓人產生誤會。因為 iPhone 裡面最關鍵的處理器「只能」在台灣生產，世界上除了台積電之外，沒有一家公司有製造蘋果所需晶片的技術和產能。

製造半導體需要高度精密的生產和檢測設備，以及各種輔助晶片設計的電腦軟體，而這些技術都掌握在美國還有他的同盟國家身上。這些關鍵技術就是半導體的「嗩喉點」（Chip Choke），只要缺乏了任何一項，任何公司都沒有辦法量產最高科技的晶片。

像是最精密 EUV 極紫外光微影設備，關鍵技術就掌握在荷蘭、美國、德國的手上。這項技術經過 30 年的研發，投入了數百億美元的資金，集結了全球最頂尖的製造工藝。我們半導體圈內人都會笑稱 EUV 就像是「外星人的科技」，這台設備的精密程度真的是超出我們任何人的想像。這本書針對這項技術做了精彩又淺顯易懂的說明，例如「引導極紫外光的準確度，就像要擊中月球上面的高爾夫球一樣精準」，我認為非常值得一讀。

這也呼應到前面所說嗩喉點，美國禁止 EUV 設備被賣到中國，直接斷了中國量產最高科技晶片的路。再加上各種對軟體、硬體和供應鏈技術的限制禁令，等於在很多個嗩喉點上面同時下手，讓中國十分難受。