[心得] 讀書心得：晶片戰爭 Chip War

部落格版
https://jimmykaz.wordpress.com/2023/04/16/57/

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前言：

在進入本書的心得之前，我先想一下為何我選擇這本書。想當然爾，最大的理由在於台灣近年來一直推”矽盾”，然一堆國家在不管要求台積電等企業設廠或自行研晶片製作技術
。另外，很久以前常常聽到整天代工、毛三到四等等評論。實在讓能不禁好奇，晶圓產業到底如何運作，因此挑了這本書來看。至於為何特別是這本書?主要是其實市場上有不少類似書本，還有甚麼芯片戰爭，笑死人看目錄就知道在吹捧中國。主要是這本書由胡佛機構(著名美國智庫)裡一個我常聽他podcast的研究員推薦，而作者本身資歷也不錯外交政策研究所中的歐亞研究主持人，另外也基於地理優勢能去訪問過去業界人士，有不少第一手資料。另外，最近(2023/3/20)作者Chris Miller還又跟張忠謀見面，讓此書的可信度又提高不少。

而本書從晶片最早最早，用手畫設計圖，真的在自家車庫手工刻晶片到開始商業化，到所謂的台積電商業模式。其中涉及美國蘇聯在這領域競爭的過程，到美國跟台日韓，到最後美國跟中國，以及最近到2022年初拜登政府的相關晶片制裁。在晶片研發、商業模式、國際角力等等都給予一個蠻完整的輪廓。整體而言，我會蠻推薦這本書，除了給予台灣人了解晶片產業如何來，其商業模式。甚至也能看出為何烏俄戰爭中，為何俄國會被美國與西方的高科技武器打假的。而讀完後，我覺得我大概就能回答一些甚麼矽盾、晶片代工、制裁中國晶片產業等等相關問題。因此接下來，我會在文章提出幾個問題，然後看以本書內容和我的觀察來回答我自問自答。

1. 俄國或蘇聯武器為什麼這麼爛?
近年來烏俄戰爭讓蘇聯/俄國製的武器的缺點顯現出來了，無法精準打擊，需要很多人力、非智慧武器、無法互相溝通、無法即時反應等等。尤其在於謠傳能打爆所有西方坦克的T-14戰車，到現在都無法參與戰場。以及到現在因為能精準打擊的飛彈都所剩不多，到要依賴伊朗無人機等等。尤其在缺乏精準打擊這點，嚴重到只能利用俄國的飛彈等等打無防空、無法移動的民生設施。就算是這些笨飛彈也需要錢，如果能打擊到能快速轉換陣地的海馬斯絕對比打民生設施賺。

本書對於俄國欠缺高科技武器這點，提出這是在蘇聯時代就已經種下的遠因。基本上在
195X-6X左右，晶片製作這項技術前瞻到還是大學教授能教導學生製作方式時，蘇聯本身也知道晶片會是影響未來戰爭的重要技術，因此本身也在加強研發晶片相關的技術。甚至在早期，蘇俄的晶片技術跟美國不相上下，在當時美國晶片最前瞻的教授Shockley所教的知識在蘇聯的大學也有教，而且甚至有不少美國晶片專家叛逃到俄國去創立了俄國的矽谷Zelenograd。不過蘇聯在晶片上落後的原因本書大概提出了幾個因素：

(1) 只用於軍事，而非商用。我想這個蠻簡單的道理，只有軍用而沒有商用的話是支撐不起一個產業的，單純的就是沒有足夠的消費者就沒有需求去讓產業更進步。另外蘇聯因為是晶片軍用的，所以非常的機密，大部分的大學生無法去學習這個新知之外，甚至連大學有晶片相關課程這件事都不知道。而這個問題到了現在俄羅斯聯邦也是如此，俄國軍事產業無法支撐起最先進的晶片生產。從烏俄戰爭的俄國無人機都是外國晶片到俄國的
GPS系統GLONASS也一直無法更新，都顯示出單單只靠軍事需求無法撐起晶片產業。

(2) 政治領軍下，只抄襲。簡單來說因為晶片在蘇聯是軍用的，所以基本上是由政治領軍，歐美有的晶片跟應用方式，蘇聯也要有。所以上頭將軍甚麼都不懂之下，只想要跟歐美有一樣的武器，所以變成蘇聯的晶片人才變成只能抄襲歐美。甚至抄襲到蘇聯是公制國家，但是在晶片產業卻用英制單位。蘇聯除了抄襲之外，甚至在冷戰時期從歐美偷了一整套的製作晶片器材。不過因為注重抄襲，而非研發，讓蘇聯的晶片一直都是落後美國五年以上。

(3) 由於晶片技術的落後，造成蘇聯本身在設計武器時偏向於不使用晶片，因為國產的晶片無法像美國那樣的小或快速的計算。造成美國在越戰時，就已經開始測試精準打擊的飛彈等等，而蘇聯的飛彈還無法在飛行過程中自行計算軌道後改變飛行軌道。甚至有蘇聯的將軍於1980年左右就已經承認冷戰輸給美國，因為他認為蘇聯的核彈80%以上都會被美國高科技的飛彈給攔截或是未發射前就被炸掉。

我想本書提出的這幾點觀察能大致上理解為何俄國的武器那麼爛，因為本身晶片產業不強之外，造成武器設計上也不依賴晶片。而依賴晶片的高科技武器，像是傳說的T-14、精準打擊的飛彈，也會因為制裁而無法大量生產或生產。

2. 為什麼只有ASML一家?晶片產業的國際性與全球化
不少人會好奇為什麼全世界只有ASML一家公司做出光學微影製程器材，還有為什麼這麼重要的技術會是在荷蘭而非美國?

本書對於這個問題有兩個解釋(1)美國冷戰後沒有思考贏了之後的計畫，開始技術大放送；(2)微影製程不是任意國家能單獨研發出來的技術。

(1) 美國冷戰後沒有思考贏了之後的計畫
由於1991年蘇聯解體後，美國不管政府或人民都覺得他們贏了，法蘭西斯福山的歷史終結，自由民主的勝利。因此，美國政府與人民開始認為商業決策已經不需要考慮政治了，美國政府甚至開始釋放許多外星人科技出來民用或技轉到國外，而極紫外光微影製程(EUV)剛好是其中之一。EUV原本是Intel和美國能源部共同研發想要用在軍事上的技術，但是因為冷戰贏了，加上EUV當時找不到軍事上用途。另外，荷蘭跟ASML在美國政府的眼中是可靠、可信任的夥伴，因此對於微影製程的技術就直接技轉到荷蘭，除了一些製作EUV的工作要留在美國之外，研發上的轉移到ASML荷蘭總部去。這樣的技術、產業大放送，對比現在美國的縮短供應鏈的國內製造、附近製造、友邦製造(homeshore, nearshore,
friendshore)政策來看，實在是心態上的大轉變。總結來看，政治上的原因就是美國贏了冷戰後過太爽，加上當時EUV沒有軍事價值，乾脆技轉出去賺個錢。

(2) 微影製程不是任意國家能單獨研發出來的技術
本書最有趣的是把EUV的零件、供應鏈以及應用簡單的說明，並且描述出EUV其實是全球化的一個縮影。對於沒接觸過晶片產業的人，好像以為ASML能不靠任何其他企業就能自己組裝出來一台EUV，但事實上不是如此。作者簡單的敘述EUV研發過程所需要的技術突破，包含光學鏡頭、雷射、反射雷射的錫滴、維持雷射艙內一定氣體密度、雷射出來的窗口超高純度鑽石等等，這些都不是單一企業能生產的。ASML自己大概只能生產15%的EUV零件，因此ASML投資德國Zeiss來生產鏡頭、加州Cymer的雷射，以及其他許多在美國或其他國家生產的零件。更別說ASML也需要使用者台積電、三星、Intel的投資以及使用者的建議。EUV和晶片的之所以能生產出來，是許多國家、跨國的科學家、工程師合作，以及極為精確的供應鏈之下才能生產的出來的。

綜合以上兩點來看，我不得讚嘆全球化的益處，以及冷戰過後和平帶來的紅利。當人類不需要擔心戰爭，以及可以自由貿易和交換訊息時，能創造出來的技術實在是非常的驚人。而這也是我不擔心有些論點說美國晶片法案搞死中國晶片產業會讓中國有動力自行研發晶片產業技術。ASML的極紫外光微影製程的製造已經顯示出來，沒有一個國家能單打獨鬥的研發出如此高級以精密的技術，孤立以及抄襲只會走向蘇聯的後塵。

3. 只是代工、產業外移?
我年輕的時候，常常有聽到新聞在說只是代工這件事，對於沒有接觸晶片產業的我老實說完全搞不懂這些到底是在指甚麼。不過本書其實解釋了很清楚只是代工這件事情其實就當初台積電或是整個晶片產業中的一個大突破。本書解釋了晶片產業在草創初期，大多數的晶片生產商都是垂直整合，包含設計以及生產。因此雖然有很多無生產工廠(fabless)的晶片設計商，但是他們找Intel等垂直整合的晶片商生產時，其實蠻害怕利益衝突，他們自己的設計被拿去用。此外，要建設一個fab根本不是一般晶片商能負擔的起。對於此，張忠謀是看到此商機，因此把原本垂直整合的晶片生產過程給分開，變得更加的分工合作。讓設計晶片的人去設計晶片，而製作晶片的人去製作晶片，設計晶片與製作晶片者利益不會衝突而各取所需，給台積電代工就是保證晶片設計不會被抄襲。此外，晶片設計商和台積電也並非單向的設計商下單，台積電照做。就跟ASML會需要台積、三星、intel的資金與意見一樣。台積電和晶片設計商也會需要溝通，甚至因為台積電是唯一的晶片製作商，事實上話語權也比較大。整體而言，本書描述台積電就是建立一個聯盟，共同運用雙方的智慧財產權來達到最大的利益。

所以某種程度來看，台灣對於晶片的戰略就是主打代工，而這個代工不是因為台灣人無設計晶片的能力，而是對於智慧財產權的保護已經融入在個晶片生產鏈之中。所以某種程度來看，我不覺得中國的晶片產業有辦法取代台積電或是其他國家的晶片生產商。除了中國的技術差之外，中國整體國家的戰略就是覺得其他國家欠中國的，偷人家智財天經地義。若沒有基礎的保護財產權、契約精神的話，我不認為有晶片設計商會想要跟這樣的國家做生意。

4. 中國的晶片產業政策的失敗
眾所皆知中國想要在高科技的價值鏈上往上爬，不僅是為了獲得更多的經濟利益，也是為了輸出具中國特色的極權體制。而相對的不管是共和黨或民主黨政府，對於中國的態度已經達到共識。中國在美國兩黨眼中不在是夥伴而是戰略上的競爭者，因此祭出了許多貿易、科技上的制裁，例如川普的貿易戰爭到嘗試禁止tiktok等等政策。而本書蠻清楚先從中國的角度來描述中國晶片產業的弱點與不足，到後面描述美國如何掐住部分重要技術來
對於中國晶片產業的弱點作者大致上分成兩個點:(1)中國晶片產業本身不足的地方，技術、人才等等；(2)極權國家注重表面的政策缺點政策；(3)不整合入國際供應鏈的政策

(1) 中國晶片產業本身不足
這邊作者基本上就是對中國的晶片產業做一個健康檢查。中國依賴美國的晶片設計軟體與設計；美國、荷蘭、日本的晶片製造工具；台灣與南韓的晶片製造。而即便中國在資通訊、人工智慧等技術上有進展，但是依然依賴的世界各國的產品，例如intel x86、Nvidia和AMD的GPU、Windows等等。中國在這些技術越進步，反而更加的依賴外國的科技產品。想當然爾，如果是一個和平的自由貿易世界，這些不會是問題；但若天朝地廣物博，不須洋人奇巧之器，只能說晶片產業不是一個國家能支撐起來的，尤其在對外國抱持敵意而非合作的態度之下。

(2) 極權國家注重表面的政策缺點
作者提到的第二點也就是中國極權體制之下，許多政策淪為表面工夫，事實上就是一般政治理論說的沒有問責政治(accountability)，只有向上負責。騙得過習近平或中央政府就好了。由於中國中央政府撒錢補助晶片生產，造成許多省政府要求中國晶片製造商一定要在某某省內建設工廠，造成一間間小間的工廠分散於各省之中，無法達到規模經濟
(economy of scale)。

(3) 不整合入國際供應鏈的政策
最後作者提到中國的晶片政策決策者，雖然能理解到中國晶片產業一定要依賴外國的技術與人才，才有能在國際上競爭。但是中國仍然保持的天朝地廣物博的態度，執意的要土法煉鋼，執意地要把晶片產業垂直整合在中國國內，而不選擇跟美國矽谷合作。由於這種想把晶片產業利益整碗捧去的心態，造成會被影響最深的東亞各國以及美國對於中國都有戒心。事實上，美台日韓在晶片產業中也就是各自分工合作，互相分享利益，才能達到這個產業如此的效率。作者提出說若中國不執意要整碗捧去，重新架構整個晶片產業的生產鏈，而是在產業中找尋利基的話，採取合作態度的話，也不會向現在遭受各國的制裁。某種程度而言，所謂的美中脫鉤前，中國早想要在晶片產業中直接跟世界脫鉤。

5. 美國制裁中國晶片產業的方法
想當然爾，中國這種整碗捧去的政策，並沒有投過美國法眼。作者對美國制裁中國晶片產業這件事，大致上從歐巴馬政府的不作為到川普時期的貿易戰爭開始描述。不過由於川普的商人性格，導致大眾認為對中興通訊的制裁只事貿易戰爭的一小部分。但是雖然川普後來放寬了對中國的制裁，但是華府內部開始認知到晶片產業對於美國和其盟友的國家安全的重要性，導致後來華府內部國家安全相關官僚、技術官僚以及拜登政府都以此為契機開始注重晶片產業。
作者以福建晉華竊取美光的DRAM技術這件事來描述美國政府對於中國晶片產業的態度轉變。美國政府開始以禁止晶片生產必需的機器販售到晉華制來確保中國企業遵守智慧財產相關的規範。其中日本也因為這次事件開始跟美國合作一起制裁中國企業，而台灣則是在智慧財產權上的態度和美國一致。在描述晉華竊取美光事件，有趣的是作者描述台灣對於智慧財產保護的態度轉變，從60年代經濟部長李國鼎認為智慧財產權只是西方打壓落後國家的手段，到現在由於台灣企業自己本身有許多高科技智慧財產權後，開始意識到智慧財產權並非只是胡扯，導致台灣社會接受智慧財產權的觀念。
而川普政府又加強力道來制裁華為，同樣利用掐住晶片產業重要技術來讓華為從布局全球到變回普通中國國內企業而已。所謂的重要技術，包含美國晶片設計軟體、荷蘭EUV、台韓的晶片生產等等。而這些重要技術國家，除了經濟上和美國一起之外，國家安全也依賴美國保障。而美國也不介意將這些依賴給武器化(weaponized interdependence)用來制裁中國。只能說美國”霸道”還比較像是"王道”，美國除了讓盟友在自由貿易體制下獲利
之外，其盟友的安全顧忌也會被顧及。

6. 總結
整體而言，晶片戰爭這本書讓我這個門外漢不僅理解的晶片產業的歷史，也理解了各國之間對於這個產業的角力。不過我想本書最重要的還是告訴讀者晶片產業是一個全球化、自由貿易、國際分工合作之下，才能生產出了的產品。

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