复杂的芯片“权游”，无视规律者必输

向治霖

“祸兮福之所倚，福兮祸之所伏。”这一句中国古训，讲的是好事坏事并非一定，它们甚至可以互相转化。

虽然道理玄之又玄，但今年66岁的日本投资人孙正义，想必是很能体会。

出于众所周知的原因，曾经在投资界号称“冒险大王”的孙正义，近年来跌下神坛。由于连连投资失利，他欠下数十亿美元的个人债务。曾被他视为“下一个阿里巴巴”的创业公司WeWork，更是在今年11月在美国申请破产，这意味着孙正义此前的100亿美元“打了水漂”。

要填上这些亏空，孙正义不得不变卖他的优质资产。孙正义在阿里巴巴所持的30%的股份已经被套现归零，他还一直在筹谋将软银旗下的ARM公司打包出售。

ARM，一家在芯片设计领域以出售IP（知识产权）为盈利模式的公司，于2016年被孙正义以320亿美元的天价购得。

ARM的“R”是RISC的缩写，意思是“精简指令集”。而指令集可以被看作一种“机器语言”，人们通过它，才能清楚地告诉机器该做什么。当今我们使用的任何一款电子产品，其功能的实现都是基于指令集的。

而ARM的确是一个优质资产，因为在移动电子设备端，例如智能手机、平板等，有99%都是采用的ARM架构的指令集。这是典型的“一家独大”。

将这样一张“王牌”的出手，毫不意外地，所有与芯片相关公司都表态了，几乎没有表示认可的声音。

交易的意愿一宣布，立刻有英国竞争和市场管理局、美国联邦贸易委员会（FTC）等加入审查，2021年12月，美国FTC甚至提起诉讼阻止交易。在孙正义放弃之前，一众巨头高管持续地炮轰这场交易，积极地游说政府阻止它的发生。

结果是，期盼“断指求生”的孙正义，只好铩羽而归。

但是今年，孙正义该庆幸他没有卖出ARM了。

2023年9月，ARM在纳斯达克上市，不仅成为今年以来全球最大规模IPO，也是美股市场近16个月最大规模的IPO。交易日当天，ARM股价一路狂飙超过20%，软银所持的Arm股票价值增加了约120亿美元。

有趣的是，认购ARM最积极的，是当初的“反对派”们：苹果、谷歌、AMD、台积电……

孙正义这场冰与火的经历，暴露出半导体或说芯片产业的复杂结构。它关乎技术力量，也牵扯商业利益。自半导体元器件诞生的70多年来，产业链的迁徙，拉出了近乎整个地球的版图，权力关系因此盘根错节，根本没有单一的可追溯的脉络。

最近几年，大国之间的战略竞争，提高了半导体产业链的复杂程度，但国家意志显然不是唯一的、甚至不是最大的因素。孙正义的例子至少说明了，半导体产业中的权力游戏，并不只是在“科技战”的叙事中才成立。

软件也硬核

孙正义原计划是将ARM以400亿美元卖给英伟达，可是，各方为什么要禁止这场交易？

过程中，英国、欧盟、美国以及中国等有关政府部门，都表达了对交易的担忧，这是其他产业政策中难以见到的一幕：各方的理念与利益关切均不相同，但就此一件事，意见相当默契。

先抛开国家意志，其实企业中的“反对派”英特尔、苹果、台积电，分别代表了3种主流的半导体生产模式。因此，三家公司的反对，也可以看作是半导体产业界主流的排斥。

三家公司，三种模式，區别在于对芯片生产流程中最关键的“设计”与“制造”的取舍。苹果是无厂半导体公司（Fabless），只设计，不制造。台积电反过来，是代工厂模式（Foundry），只制造，不设计。

半导体历史最久远的英特尔，表示“我全都要”。它同时拥有设计、制造、封装和测试的全部生产流程能力，这种模式叫IDM（Integrated Device Manufacturer）。

回到ARM公司，它既不设计芯片，也不制造芯片，业务上跟三家公司没有直接的关系，又何来恩怨？

互联网和半导体一直处于快节奏的技术迭代中，颠覆性或破坏性的新技术往往成为通吃的赢家，反过来，凭资历取胜的情况却很少见。

“打败你的，从来不是同行。”这句话不仅适用于互联网行业，也适用于半导体产业。这大概是因为，互联网和半导体一直处于快节奏的技术迭代中，颠覆性或破坏性的新技术往往成为通吃的赢家，反过来，凭资历取胜的情况却很少见。

英特尔尤其懂得这一点。

上世纪70年代，人们还没有选好哪一门“机器语言”为主流，因此，几大研发指令集的公司分庭抗礼，而英特尔最大的竞争对手是摩托罗拉。指令集的性能好坏，在于它的可编程性、算法、读取速度、功耗等等表现，英特尔与摩托罗拉“卷”在其中，并没有决出高下。

“转折点”是非指令集的公司带来的。1975年，IBM推出第一台个人电脑（PC），选择搭载了英特尔8080芯片，随芯片“赠送”出英特尔的指令集—x86架构。自此，随着硬件升级与个人电脑的普及，x86成为个人电脑上默认使用的架构。时至今日，x86仍是个人电脑市场的绝对主流，是英特尔一道固若金汤的护城河。

如前文所述，ARM也是一家指令集公司，它的突围过程，是数字科技领域“弱胜强”的一个经典案例。随着电子产品的大量普及，在一些电脑之外的小型电子设备上，x86这样的“复杂指令集”显露缺点，它往往成本高、体积大、功耗高（表现为续航短、容易发热），与之对应的精简指令集出现了，ARM是其中之一。

大公司往往有“路径依赖”的弊病，难以做出真正的创新，英特尔不是没有看到精简指令集的潜力，但在上世纪八九十年代，与每年数百亿美元的PC业务相比，那是一个太小的市场。

更何况，x86是当时一家独大的架构，英特尔怎么会革命自己？

ARM正是从中找到了突破方法。x86与Windows的深度绑定固然方便，但也封死了其他创业公司的发展，这部分需求被锁起来了。于是，ARM架构采取了免费且开源的方式，这吸引了众多开发者来到ARM的生态。这就是为什么，x86架构的个人电脑往往是windows系统，而ARM架构上同时有iOS、Android等多样的主流系统。

ARM公司的盈利模式，是出售不断开发出来的ARM架构上的功能模块。这使得软件开发在一定程度上像玩乐高，你需要某个功能，直接购买对应的IP就好，开发的门槛进一步降低，而ARM的生态也就越发丰富。

现在，所有人都知道了，ARM凭借与iPhone4的绑定，成为了在移动通信时代的最大架构。同样，通过苹果公司M系列芯片，ARM闯入英特尔的主战场，从2020年到2022年，基于ARM架构的笔记本电脑市场份额增长了近9倍。

至此，ARM与英伟达的并购案，会让三家不同模式的芯片公司“忌惮”的原因，也就不难理解了。英特尔x86架构已经被挑战，在通用计算芯片领域，它的CPU也面对英伟达GPU的挑战，两大“死对头”如果合并，怎能让它安心？

至于苹果与台积电，更多地是对ARM架构“丢失中立性”的担忧。

从前的ARM只出售IP，手上拿着最丰富的代码库，但并不参与对各大芯片设计公司的竞争。假如，ARM与英伟达合并，苹果多年的设计成果会不会成为“别家家底”？

至于台积电，美国已经对中国大陆限制供应芯片，这使得台积电损失了数百亿美元订单。如果ARM“搬家”美国，无疑使得美国对ARM架构芯片的影响力加强，这是它不能不考虑的风险。

计算产业的权力关系层层相扣、犬牙交错，它是人类社会至今最复杂、也最精细的分工系统，从ARM的例子中可以看到，软件如何强势地“绑架”了硬件。

任何一本计算机基础教材都会谈到，计算产业至少有4层：底层基础层、硬件层、操作系统层和应用层。计算产业的权力关系层层相扣、犬牙交错，它是人类社会至今最复杂、也最精细的分工系统，从ARM的例子中可以看到，软件如何强势地“绑架”了硬件。

正因如此，在国家科技战层面，“封锁”是如此容易。

2022年8月12日，美国商务部对中国大陆限制出口几项技术，其中之一为“专门用于3nm及以下芯片设计的ECAD软件”，这是“芯片法案”思路的延续，而手段限制的却是软件。没有专用ECAD，谁也无法设计先进制程的芯片线路图。美国继续拿捏着“七寸”，筑造它的“小院高墙”，这也只是其中一例。

别只看“明珠”

“小院高墙”是美国对中国进行技术限制的思路的一个描述，意思是说，美国试图在小范围内的先进半导体技术上筑起“禁止通行”的高墙。这是美国打科技战的策略。

若论战争，人们总是偏爱关注“主战场”的。芯片领域，主战场当然是芯片的设计、制造、封装与测试全流程，而主战场的“制高点”，无疑是极紫外EUV光刻机。

EUV被称为皇冠上的明珠，而它的确关键且难得。简单地说，越先进的芯片，其晶体管“特征尺寸”就越小。而要精准地“刻画”極小尺寸，就需要波长极短的“光”。

目前，先进的深紫外DUV光刻机的光源为173nm，可以做出14nm的“特征尺寸”。再往下，就只能依靠EUV了（波长为13.5nm）。而EUV的制造，由荷兰的阿斯麦（ASML）公司一家所垄断。

对于芯片制造上的“七寸”处，美国早就下手。“实体清单”出现前的2018年，中国芯片制造公司中芯国际，向阿斯麦订购了EUV却一直没能交付，就是因为美国的阻挠而荷兰政府一直没有发出许可。

到2020年，“实体清单”出现后，EUV出口中国必须要有美国商务部的许可证，这便是近年为人熟知的“卡脖子”了。

卡脖子的手还越来越紧，不仅是EUV，连能用于制造“成熟制程”的DUV也开始受到限制。据DIGITIMES，2023年10月，拜登政府更新了出口中国大陆芯片技术的限制，阿斯麦的1980Di深紫外光DUV也在其中。

美国的“长臂管辖”必然招致反感。在荷兰，就有议员认为政府应该采取措施，更好地维护阿斯麦的利益。一名议员表示，即便（美国）是盟友，单方面改变规则也是令人难以容忍的。

问题在于，美国为什么能够“长臂管辖”？

这又要回到光刻机制造的复杂供应链来了解，虽然阿斯麦是荷兰的本土公司，但它依赖的主要仍是美国公司的技术。2017年，阿斯麦公布的供应商名单中，前17大供应商主要集中在欧盟、美国、日本及中国台湾。其中，美国占据9家，日本占据3家。

美日这对 “盟友”不仅占到的数量多，而且技术很核心。光刻机的核心无疑是光源，而这由美国的Cymer和日本的Gigaphoton提供，Cymer采用的LPP（激光生产等离子体）技术在光刻机产生EUV射线的环节中也非常重要。

美国还将它的“长臂管辖”制度化。2022年8月，拜登政府签署通过“芯片法案”，规定对向中国大陆出口的“美国技术”，如高性能计算的芯片、元器件、相关制作软件等，均成为管制物项。

美国的“小院高墙”，墙高万丈，但并不能封锁一切。

前路依然是艰难的，但华为9000s芯片是一座里程碑，也是一颗定心丸。它表明“突围”的希望艰难但存在。

今年8月，美国商务部长吉娜·雷蒙多访问结束之时，华为低调（却无法低调地）上线了华为Mate 60 Pro手机，其搭载的麒麟9000s芯片，抵达了7nm先进制程，瞬间引爆舆论。主流观点认为，这是华为等企业在现有的设备上做了“优化”，在缺少EUV的情况下，独立自主地做出了先进制程芯片。

前路依然是艰难的，但华为9000s芯片是一座里程碑，也是一颗定心丸。它表明“突围”的希望艰难但存在。

就像ARM能够震慑芯片厂商一样，在复杂又精细的芯片“战事”中，值得关注的不只是“明珠”EUV。在几千上万道芯片的制作工序中，任何一环节的强势供应方，都可能成为权力游戏中的一张王牌。

韩国应对此深有体会。

2019年，韩国与日本因“二战期间强征劳工一事的赔偿问题”悬而未决，引发朝野的抵触情绪，7月1日，日本经济产业省突然发难，宣布加强对韩国的半导体材料出口管制，包括半导体制造过程所不可或缺的光阻剂 （resist）和蚀刻气体（氟化氢）等关键材料。

这两项材料，均与光刻机的过程有关。光阻剂又叫光刻胶，用来保护晶圆上特定的区域不被腐蚀，因而形成复杂电路。蚀刻气体则与光刻所需的环境有关。半导体材料领域，日本是全球最强国，上述关键材料的全球市占率在70%～90%。

当然，日韩之间的摩擦没有到“战争”的程度。韩国企业三星、海力士，一方面寻求材料来源的多元化、加大自产的研发力度，另一方面通过“第三地”中转购入。结果显示，一年后，韩国对日本光刻胶的进口量比“制裁”前更高。

但是，加强研发也好，中转购入也好，都增加了韩国企业的成本，芯片行业本就靠规模效应降低成本，对效益非常敏感。另外，这更拖慢了三星对台积电企图超越的脚步。

韩国政府坐不住了。

今年3月6日，尹锡悦政府提出，成立一个接受私人来源捐款的基金会来对“二战劳工”进行赔偿，相当于韩国人自己赔偿自己，这样违背了基本常识的操作令世人错愕。

但日本懂得，于是投桃报李。10天后，日本宣布，取消了对韩国半导体和显示器制造材料的出口限制。

芯片不相信“小团体”

ARM的例子，表现的是科技巨头之间的博弈。中美、日韩的“摩擦”，便是政治权力上的围追堵截。科技、商业和政治的交叉，令半导体产业这个复杂的综合体“动态平衡”地运行着，并没有唯一的强有力的“权力上位者”。

但总体而言，必须承认，美国是半导体产业链上当前的最大霸主。

这不意外，半导体毕竟是在美国出生的。如果把半导体比喻为一个人，那么，它在1947年出生于贝尔实验室（威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿制造出第一个晶体管），一直长到15岁才离开家门—1962年，仙童半导体在中国香港建立了在美国以外的第一家芯片生产基地。

当年15岁的半导体，虽然没有今天的强大，但它的基本形态（设计、制造，软件、操作系统等）都已经确立。美国作为“创立人”，不仅拥有先发优势，也在半导体成长的过程中不离左右，继续“高等教育”的培养。

但美国也不是唯一的“抚养人”。半导体的茁壮成长，就在于它“走出家門”，这是一个自然而然、顺应规律的过程。仙童半导体将制造厂搬到香港，看中的是当年香港人的效率高而工资要求低。按当年仙童创始人、后来创办了英特尔的诺伊斯的话来说，香港人的生产速度相当于两个美国人，而前者的工资只有后者的十分之一。

总之，东亚以其充沛而“具性价比”的劳动市场，接住了来自美国的半导体制造业。

“孩子”走得远了，难免叛逆。1980年代，半导体最具商业价值的产品是内存DRAM，日本公司以其高质量低价格的优势，冲击了美国本土的半导体制造业，标志性的事件是，英特尔在日货冲击下，彻底放弃了对DRAM的制造。

1990年代初，当美国从日本的冲击中走出来后，有意打压日本半导体，积极支持在韩国和中国台湾的半导体制造业。30多年后的今天，三星与台积电是全球唯二能够制造10nm以下先进工艺半导体的工程，韩国的三星与海力士SK两家生产的存储半导体，占到全球产量的70%以上。

这个过程中，日本虽然被削弱，但也保留了在半导体设备与材料环节的优势，另外，在半导体的第一步—晶圆制造上，日本企业信越化学和SUMCO（盛高）占有全球超过45%的份额。

与美国隔着大洋的英国与欧盟，同样在争取半导体产业中的重要位置。英国、欧盟虽然没有创造半导体，但拥有自莱布尼茨到图灵的计算机的“底子”。如今，荷兰的阿斯麦和NXP、英国的ARM、德国的英飞凌，都是版图上的重磅玩家。

回过头看，半导体这个“孩子”成长的过程顺应自然，那么现在，美国想要“收回”或说重塑它的权力，要对抗的便不是某个国家或地区，而是自然规律了。

半导体这个“孩子”成长的过程顺应自然，那么现在，美国想要“收回”或说重塑它的权力，要对抗的便不是某个国家或地区，而是自然规律了。

美国想要“制造业回流”，欧盟、日本也想要。

美国的“芯片法案”通过后，不到一年，欧盟版的“芯片法案”也经审议通过，该法案旨在到2030年将欧盟在全球芯片生产中的份额从10%提高到20%。日本也出台相关计划，与台积电协商在日本本土设厂。

如前文所述，半导体产业对经济效益敏感，这意味着它不能不考虑当今最大的半导体消费市场—中国大陆。数据显示，2022年，中国大陆进口了大约5384亿个集成电路，金额超过对石油的进口。

美国“芯片法案”要求，在中国大陆从事生产的“含美国技术”的半导体厂，不得扩大生产规模，也不得进行技术升级。虽然“唬人”，但是难以落地。

据路透社报道，今年9月，美国决定无限期延长对韩国芯片制造商三星电子和SK海力士在华业务的豁免。这意味着，两家企业可以获取在中国生产芯片所需的美国设备，而无需寻求额外的许可。

美国为何“妥协”？要知道，三星和海力士控制着全球近70%的DRAM内存市场和50%的NAND闪存市场，而它们超过一半的产能在中国大陆，主要市场也是中国大陆。原本的要求本就强人所难。

“纸老虎”一戳就破。

美国的封锁步步紧逼，中国并不是只能被动接受。今年5月，环球时报援引消息称，世界第三大存储半导体公司、美国企业美光“过去5年来，至少170次游说美国政府提出有关与中国竞争的问题”。

5月21日，中国国家互联网信息办公室发布消息，公布了对美光科技安全审查的结果，曝光了“美光公司产品存在较严重网络安全问题隐患”等问题。按照《网络安全法》等法律法规，我国内关键信息基础设施的运营者应停止采购美光公司产品。

“反馈”很快到来。不久后的6月16日，美光科技宣布，计划在未来几年中对其位于中国西安的封装测试工厂投资逾43亿元人民币。

半导体诞生至今76年，顺应规律，走遍全球，已经成为最能代表人类文明与智慧的杰出产物。与自然规律的对抗必然会输，必将付出巨大代价。