读芯片战争：世界最关键技术的争夺战07光刻战争

1. 光刻战争

1.1. 约翰·卡拉瑟斯(John Carruthers)

• 1.1.1. 知道现有的光刻方法很快将无法生产下一代半导体所需的更小的晶体管

1.2. 大多数人认为极紫外光不可能大规模产生

• 1.2.1. 芯片行业要么学会使用越来越短的波长进行光刻，要么摩尔定律对应的晶体管缩小将停止

1.3. 寻找新的最好光源的“战争”​，只是光刻未来三场竞赛中的一场

• 1.3.1. 在芯片制造的早期，晶体管尺寸很大，光刻机使用的光波无关紧要

1.4. 第二场竞赛是商业性的，是关于哪家公司将制造下一代光刻机

• 1.4.1. 开发新光刻设备的巨大成本推动了行业的集中，一家或两家公司将主宰市场

• 1.4.2. 佳能和尼康唯一真正的竞争对手是阿斯麦，这是一家规模虽小但正在成长的荷兰光刻机公司

• 1.4.3. 1984年，荷兰电子公司飞利浦剥离内部光刻部门，创建了阿斯麦

• 1.4.4. 阿斯麦的第二个优势是它在荷兰的位置

• 1.4.5. 飞利浦一直是台积电的基石投资者，曾将其制造工艺技术和知识产权转让给初创的台积电

• 1.4.6. 阿斯麦和台积电最初都是芯片行业边缘的小公司，但它们共同成长，形成了一种伙伴关系

1.5. 一场政治竞赛，尽管很少有行业或政府的人愿意用这类术语来思考

1.6. 英特尔的目标是“制造东西，而不仅仅是测量”​，因此该公司开始寻找一家能够商业化和大规模生产EUV工具的公司

• 1.6.1. 需要保证至少有一家世界先进的光刻机公司将EUV设备推向市场，这样英特尔就可以拥有光刻更小器件所需的工具

1.7. 让外国公司获得美国国家实验室最先进研究成果的想法，在华盛顿引发了一些问题

• 1.7.1. 大多数人认为，阿斯麦和荷兰政府是可靠的合作伙伴

• 1.7.2. 尼康和佳能被排除在美国国家实验室的研究之外，决定不制造自己的EUV工具，使阿斯麦成为世界上唯一的生产商

1.8. 通过鼓励俄罗斯或中国等大国专注于获取财富而非地缘政治力量来扩大贸易和供应链联系将促进“和平”​

• 1.8.1. 凡是提出美国如何保证获得EUV工具的问题的人，都被指责在全球化世界中保持冷战思维

1.9. 产生EUV光刻技术的科学网络遍布全球，汇集了来自美国、日本、斯洛文尼亚和希腊等不同国家的科学家

• 1.9.1. 但EUV光刻机的制造不是全球化的，而是垄断的，由单一公司管理的单一供应链将控制光刻技术的未来

2. 英特尔困境

2.1. 英特尔成功地战胜了AMD，成为唯一一家为x86指令集架构生产芯片的大型公司

• 2.1.1. x86是一套基本规则，规定了芯片的计算方式，这是个人电脑的行业标准

• 2.1.2. 苹果是唯一一家不使用基于x86的芯片的大型计算机制造商

2.2. x86架构之所以能主宰个人电脑，并不是因为它是最好的，而是因为IBM的第一台个人电脑恰好使用了它

• 2.2.1. 和给个人电脑提供操作系统的微软一样，英特尔控制着个人电脑生态系统的关键组成部分

2.3. 英特尔利用其设计和制造尖端处理器芯片的能力赢得了数据中心市场份额，并将x86确立为该行业的标准

• 2.3.1. 当英特尔意识到它应该在另一个看似专营市场的移动电话领域竞争时，为时已晚

2.4. 移动设备将改变计算的想法并不新鲜

• 2.4.1. 个人电脑不会是计算机进化的最后阶段

• 2.4.2. 如今，移动设备消耗了近三分之一的芯片

2.5. 所有手机都使用芯片来运行操作系统，并管理手机网络通信，但苹果希望其手机能像电脑一样运行

• 2.5.1. 最终，英特尔拒绝了iPhone的合同

• 2.5.2. 与x86不同的是，Arm架构针对必须节约功耗的移动设备进行了优化

• 2.5.3. 早期的iPhone处理器是由三星生产的，三星紧随台积电进入代工业务

2.6. 问题不是没有人意识到英特尔应该考虑新产品，而是保持现状太有利可图了

• 2.6.1. 如果英特尔什么都不做，它仍将拥有两座世界上最有价值的城堡—个人电脑和服务器芯片，周围环绕着一条深深的x86护城河

2.7. 英特尔专注于实现短期利润目标开始取代长期技术领先地位，从工程师到经理的权力转移加速了这一进程

• 2.7.1. 英特尔的领导人更专注于公司的资产负债表

2.8. 21世纪初，英特尔曾是世界上最有价值的公司之一，但被苹果超越，苹果的新移动生态系统不依赖于英特尔的芯片

2.9. Arm

• 2.9.1. 作为一家初创公司，Arm没有面临脱离x86的成本代价，因为它没有业务，也没有客户

• 2.9.2. 使用一种新的指令集架构来设计处理器芯片，该架构基于英特尔曾考虑但拒绝的更简单的RISC原理

• 2.9.2.1. RISC（精简指令集）​

• 2.9.3. Arm采用了一种新的商业模式—出售使用其架构的许可证，让其他芯片设计师购买，这为分散化芯片产业提出了新的愿景

• 2.9.4. 20世纪90年代和21世纪初，Arm未能赢得个人电脑的市场份额，因为英特尔与微软Windows操作系统的合作过于强大，Arm无法挑战

• 2.9.5. Arm简化的节能架构很快在小型便携设备中流行起来，这些设备必须节约使用电池

• 2.9.5.1. 任天堂为其手持式视频游戏机选择了基于Arm的芯片，这是一个英特尔从未关注过的小市场

3. 领先

3.1. 如果不使用一些美国工具，基本上不可能制造出尖端芯片

• 3.1.1. 应用材料(Applied Materials)仍然是世界上最大的半导体设备制造公司，比如制造在硅片加工过程中沉积化学薄膜的机器

• 3.1.2. 泛林(Lam Research)在硅片蚀刻方面拥有世界一流的专业技术

• 3.1.3. 位于硅谷的科磊(KLA)拥有世界上最好的工具，用于测量晶圆和光刻掩模上的纳米级误差

3.2. 到21世纪前十年早期，最先进的微处理器在每个芯片上都有10亿个晶体管

• 3.2.1. 能够布置这些晶体管的软件由三家美国公司提供—楷登(Cadence)、新思(Synopsys)和明导(Mentor)，它们控制了全球大约四分之三的市场

• 3.2.2. 如果不至少使用一个这三家公司的软件，芯片公司就不可能设计出芯片

• 3.2.3. 大多数提供芯片设计软件的小型公司也位于美国，没有其他国家能做到这一点

3.3. 出口管制弊大于利，既会损害美国工业，又不能阻止中国从其他国家的公司购买商品

3.4. 在美国单极时代的傲慢中，几乎没有人愿意倾听这些话

3.5. 美光是唯一一家能够与东亚竞争对手并驾齐驱的DRAM生产商，而许多其他美国DRAM生产商都破产了

3.6. 到20世纪末，英特尔在生产芯片方面一直领先于三星和台积电，但差距在缩小

3.7. 美国在大多数类型的芯片设计中处于领先地位，尽管中国台湾的联发科正在证明美国以外的其他地方也可以设计芯片