鑽石舞台

「在集成電路中塞入更多的元件。」

這是戈登·E·摩爾(Gordon E. Moore) 1965年4月在《電子》雜誌上發表的一篇關於硅芯片的文章的直率標題。在短短三頁的篇幅中，這位仙童相機和儀器公司(Fairchild Camera and Instrument Corp.)半導體研發總監概述了現代商業和科學領域最有力的觀察之一。他當時可能不知道這一點，但這也成為了一個信條，確保半導體行業的龍頭企業只要持續支出，就能保持領先地位。

後來，著名的科學家和工程師卡弗·米德(Carver Mead)將其稱為「摩爾定律」。在電子技術發展的早期，這篇論文假設，每個集成電路的組件數量將每兩年翻一番。後來創立了英特爾公司(Intel Corp.)的摩爾預計，至少在接下來的10年裡，情況都會是這樣。近60年過去了，它仍然成立。

歷史上幾乎沒有其他行業能如此長時間保持相同水平的持續發展。儘管燃油經濟性幾乎翻了一番，從每加侖14.5英里增加到每加侖28.3英里，但汽車的速度並不比1965年快多少。電池技術是電動汽車未來的關鍵，從1991年到2018年，電池技術的每千瓦時成本提高了40倍。

自從摩爾的先見之明以來，每個芯片的晶體管數量從100億個增加到近500億個，而組件的尺寸卻縮小了。簡單地說，密度率每3.5年增加一個零。摩爾以2為底的對數圖形式發表了他最初的預測，但在標準符號中，它看起來更像一根曲棍球棍。

這一趨勢的一個重要含義是計算成本直線下降。芯片的工作原理是將二進制單位(位)的數據以不同的組合方式輸入邏輯門，輸出給出計算結果。更多的門意味着更快的計算速度，提供更強大的用途。其中最早的是在越南戰爭期間在導彈制導系統中部署芯片來探測目標和計算彈道。眾所周知，今天的iPhone比1970年的一屋子電路更有衝擊力，而且價格更低。

但大約十年前，情況開始發生變化。正如半導體分析師和作家Doug O 'Laughlin所指出的，每個柵格的價格趨於穩定，然後從28納米節點開始攀升。2011年，台積電(Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.)推出了這一技術，隨後幾年，聯華電子(United Microelectronics Corp.)等競爭對手也紛紛跟進。

原因很簡單:半導體的製造難度越來越大。台積電去年的設備支出增長了74%，達到300億美元，但其出貨量(以12英寸晶圓計)僅增長了14.8%。雖然摩爾定律提供了更多的晶體管，但成本的上升超過了密度的好處。今年台積電的投資將超過400億美元。

這些不斷攀升的成本是製造商退出競爭的一個主要原因。早期摩托羅拉和AMD是主要品牌。

但也有大量的中國公司湧現出來。其中一些是經驗豐富的老牌企業，如中芯國際有限公司(Semiconductor Manufacturing International Corp.)，另一些則是更為新鮮的企業，如長江存儲(Yangtze Memories Technology Co.)。在北京方面的政治和金融支持下，中國的芯片行業投入了數十億美元，試圖追趕台灣、韓國和美國。

儘管最近有很多關於中國進步的文章，但分析往往忘記了該行業的其他國家也在向前發展。我們有充分的理由懷疑中芯國際最近生產了7納米節點的芯片，這是國內領先的芯片製造商的一個巨大飛躍。它生產了多少芯片，以及在什麼水平的準確性(也就是產量和良率)，是評估這是一個合理的突破還是一個幸運的突破的關鍵。不過，即使我們只看這個消息的表面價值，我們仍然可以得出這樣的結論:中國大陸還沒有趕上三星電子(Samsung Electronics Co.)和台積電(TSMC)等領先企業。

事實上，當中芯國際宣布轉向28納米製程時，它比台積電晚了三年。如今，在台積電將該技術投入量產四年後，中芯國際才開始生產小批量的7納米芯片。

半導體製造成本的上升(每廠100億美元)，現代技術的日益複雜，以及操作新設備所需的更密集的研發，使得一家公司很容易落後。然而，另一方面，光靠錢是不夠的。這是因為摩爾定律。

一旦台積電(TSMC)、三星(Samsung)或英特爾(Intel)等領軍企業宣布向下一個節點轉型，其他企業追趕的競爭就開始了。眾所周知，競爭對手通過乞討、借用和竊取信息來縮小差距。即便如此，要完成製造芯片所需的無數製造步驟也需要數年時間。在這段時間裡，領導者們並沒有坐以待斃。在交付下一個製造節點之前，新的突破只是重新啟動了兩年的計時器。

中國的最新策略是試圖用全新的化學工程工藝超越領先國家，科學家們希望這將給他們帶來革命性突破。到目前為止，這種巨大的風險還沒有得到回報。英特爾(Intel)也希望通過加快發展步伐，保持其在半導體領域的微弱領先地位。

儘管中國大陸芯片製造商努力追趕，但英特爾、三星和台積電仍遙遙領先。這家中國台灣代工企業去年在研發上投入了45億美元，是中芯國際的7倍。另一家美國巨頭以152億美元的支出超過了這兩家公司。最終，支出只能讓領導者留在遊戲中。是摩爾定律讓他們保持領先地位。