如果俄烏之間打毛了,想鎖死人類技術進步,怎樣才能做到?
你想過沒有,如果俄烏之間打毛了,俄普心一橫,說不發展大家就都不要發展了,想阻止整個人類的技術進步,他該怎麼做?你第一個想到的可能就是扔“煤氣罐”,不過這將成爲全人類的公敵,逼逼是死路一條,俄普可能沒這個膽量。那要怎麼做呢?找智子來鎖死人類科技?可惜那是科幻,俄普也不一定能理解得了。
那就沒有其他辦法了嗎?真實世界鎖死人類科技真的就這麼難,真的就無從下手了嗎?其實辦法還是有的,而且很簡單,俄普只需向某個特定地方扔幾顆炸彈,人類的技術進步恐怕就會停滯很多年了。今天我們就來聊聊,人類文明是如何走到這條很容易被卡脖子的路上的,美國又是如何利用卡脖子戰術,遏制日本、中國大陸及臺灣,維持自己技術領先地位的。
1947年,美國貝爾實驗室發明了第一個晶體管,這是一個近4釐米的船錨型結構,由鍺、銅和塑料組成,可以將麥克風的聲音放大,晶體管收音機也由此誕生,大衆消費電子產品開始普及,人類半導體電子時代由此拉開了帷幕。
1958年,美國德州儀器發明第一個集成電路,長11.1毫米,寬1.6毫米,由鍺材料製成,包含一個晶體管、三個電阻和一個電容,晶體管尺寸來到了毫米級,開啓了電子器件集成化,和小型化的新時代,計算器和計算機等設備,由此登上了歷史舞臺。
1971年,英特爾發佈世界上第一款商用微處理器Intel 4004,包含2300個晶體管,製程爲10微米,晶體管尺寸來到了微米級,個人計算機成爲可能,消費電子產品開始普及,計算機技術邁入新的紀元,爲信息時代的到來鋪平了道路。
1990年代,晶體管尺寸來到了納米級,計算機、通信、消費電子、互聯網、社交媒體、醫療、物聯網等領域得到革命性的發展,不僅改善了人們的生活質量,還徹底改變了社會的運行方式,推動了全球化和信息化進程,人類文明也開始逐漸聚集成地球村。
與此同時,芯片製造也從可見光刻、紫外光刻、深紫外光刻來到了極紫外光刻,而美國卡脖子技術也從粗暴的“強卡”,變成了看起來更文明一點的“光卡”、“誘卡”,目的當然還是千年不變,那就是誰當老二,我就卡誰!
1980年代,日本半導體蓬勃發展成爲全世界的龍頭,經濟上也來到了老二,榮獲了被卡脖子的資格。美國於是在1986年強迫日本簽訂半導體協議,禁止日本在全球範圍內低價傾銷半導體,是不是和現在中國電動汽車受到的待遇相似?還有就是日本必須讓出20%的國內半導體市場給美國企業,這就是所謂的“強卡”。結果美國半導體沒怎麼雄起,日本卻開始下滑,而韓國和臺灣則趁機崛起,相當於河蚌相爭,漁翁得利。
現在中國大陸也來到了經濟老二,臺灣則來到了半導體代工老大,都有了被卡脖子的資格,美國於是又開始出手了,左手“光卡”,右手“誘卡”,忙得不亦樂乎。
所謂“光卡”,就是用光刻機卡脖子的意思。但光刻機並不是美國生產的,爲什麼美國能長臂管轄呢?其實“光卡”卡的是最關鍵的極紫外光刻,而極紫外光刻,如果不是美國犯下的一系列嚴重錯誤,根本不需要像現在這樣淘神費力地間接施壓荷蘭,直接就可以卡住中國的脖子了。
所謂光刻,就是通過光刻機在硅基板上製造微小的晶體管,波長越短的光,可以製造的晶體管越小,7納米以前的製程一般要使用248或193納米波長的光,這叫深紫外,而7納米以下就要使用13.5納米的極紫外光刻了。
最早的光刻出現在1960年代,1970年代末開始逐漸使用g線(436納米)和i線(365納米),然後是248納米及193納米的深紫外線(UV)。爲什麼波長要越來越短呢?你可以想象一面塗滿軟泥的牆,你需要把球(光子)一個個扔過去,砸出一條條線段。如果你用籃球,你可能最多能砸出10釐米寬的線段,用網球你可能砸出3釐米寬的線段,乒乓球可能2釐米,如果再用小鋼珠,你就可能砸出幾毫米的線段。所以光的波長越短,光刻能實現的分辨率就越高。
1980年代,美國貝爾實驗室和能源部三個實驗室相繼開始研發極紫外光刻,由於資金需求極大,1997年美國能源部與英特爾、AMD和摩托羅拉達成協議,由他們投入25億美元合作開發,成果歸美國政府,並由國防部來分配使用權,後來硅谷集團(SVG)也參與了進來。
與此同時,日本的佳能、尼康,荷蘭的ASML也在進行極紫外光刻研究,但日本最終折戟沉沙。雪上加霜的是,由於佳能、尼康是當時行業巨頭,樹大招風,美國拒絕向它們授予技術許可,而ASML和SVG則成爲唯二的參與者,緊接着ASML在2001年收購了SVG,EUV技術因而被獨家納入了ASML的囊中。
但EUV技術極爲複雜,需要有多層膜的反射鏡,這種鏡子要求極高,每層膜的厚度都在納米級,表面光滑度需達到亞納米級,相當於在一個國家那麼大的平面上,缺陷最多隻能凸起1毫米高,因此需要把缺陷定位後,一個分子一個分子地用離子束成形等技術敲掉,據稱只有德國的蔡司公司能夠製造。
再加上光源穩定性、真空系統、系統集成和工藝控制等難點,ASML直到2012年才讓這項技術達到足夠成熟,但這時候它已經沒有錢來進行大規模生產了,然後英特爾、臺積電、三星分別投了41億、14億和9.7億美元,一共獲得了AMSL25%的股份。
但英特爾緊接着就犯了一個巨大的錯誤,到現在都還在買單,他們沒有購買ASML的第一代EUV光刻機,導致臺積電最先採用這項技術,生產能力很快就超過了英特爾,並且在市值上一路狂奔。當時英特爾股價分別是臺積電的2倍和英偉達的15倍,而現在臺積電已反超英特爾4倍,英偉達更是把英特爾甩得尾巴都看不見了。
所以縱觀EUV光刻的整個歷史,你就可以發現,美國和英特爾實際是犯了一系列的嚴重錯誤,拱手把這項技術讓給了ASML,形成了今天這種一家獨大的壟斷局面,如果當時不授權給ASML,這項技術有可能還在美國手中,當然,也有可能根本就無法變成現實。
爲什麼我要說這個EUV光刻呢?你知道工業革命之後的下一次大革命是什麼嗎?現在來看應該就是人工智能革命,那麼人工智能革命的關鍵又是什麼?毫無疑問——芯片,而且是7納米以下的芯片,沒有芯片,就不會有通用人工智能AGI,沒有芯片,所有的大模型就只能在那兒喫灰。
那麼7納米以下芯片,關鍵又是什麼?毫無疑問,是EUV光刻機,這是人類下一個發展階段將要廣泛依賴的最高精尖技術,人類文明發展到現在所有技術的集大成和巔峯,一臺機器就有180噸,45萬套零件。
那麼“誘卡”又是什麼呢?人類科技有一個軟肋,那就是越高精尖的技術,集中度越高,越容易被摧毀,就像針尖,掰斷整個針就廢了。而臺積電依靠數十年來積累的專利和技術優勢,已經壟斷了全球中低端芯片生產的60%,高端先進芯片的幾乎全部。這意味着臺積電要是出問題的話,整個人類文明的進程可能都要中斷,對美國來說這是絕對不可接受的。
所以美國就出錢出政策,半挾半誘臺積電去美國建廠,日本、歐洲也趁火打劫,出臺優惠措施讓臺積電去發展,從而把雞蛋分散到多個籃子裏,避免一籃子被全部打破。這本質上還是卡脖子,誘惑你,逼你就範,當然,這對臺積電可能也是好事,可以得到更大的發展。
但臺積電還不是針尖,是針尖稍靠下一點的地方,真正的針尖是荷蘭的ASML,也就是美國拱手送技術的地方,ASML是目前世界上唯一製造先進芯片生產設備的地方,尤其是用於7納米以下製程的極紫外光刻機(EUV),更是隻有ASML能夠製造出來。
所以你就知道,俄普如果心一橫,乾脆大家都不要發展了,想要阻止人類文明的科技進步,怎麼做才最有效了吧?離它最近邊界1500公里之外的ASML。
不過日本宣佈已生產出另一條路線的納米壓印光刻機,可以製造2納米的芯片,如果是真的,人類文明就太有韌性,真的太會找出路了。所以這世界上可能並沒有真正的壟斷,有的只是殘酷的競爭,而這也正是人類文明能夠不斷髮展的基礎。