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《紐約客》長篇特稿丨晶片:人類有史以來最偉大的發明

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本文將半導體產業定義為人類文明的巔峰之作,其複雜程度遠超航太工程。報導詳述了 ASML 如何透過與蔡司的合作,將「微型超新星」的能量轉化為精準的光刻技術,以及台積電如何透過張忠謀的遠見與無情的效率最佳化,建立起全球最高端的晶片製造生態系。文章指出,晶片並非單一國家的產品,而是跨越國界的超級有機體。面對美國試圖透過政策強制生產回流,作者警告缺乏深層的「隱性知識」與供應鏈生態,單純的資金投入難以複製這種成功。最終,晶片被視為一種現代的「道德力量」,證明了全球大規模協作能克服物理極限,實現看似不可能的技術突破。

Computer Chips Are the Most Magnificent Things Humanity Has Ever Made

它們為我們的手機、汽車、洗碗機以及支撐經濟發展的AI系統提供動力。它們也是激烈地緣政治競爭的核心所在。

本文即將刊登於2026 年 10 月 26 日的《紐約客》雜誌印刷版。作者:吉迪恩·劉易斯-克勞斯是《紐約客》的專職撰稿人,報導領域涵蓋科技、學術界和書籍等。他著有回憶錄《方向感》。

一位投資者表示:“我們沒有衡量複雜程度的評級標準,但火箭大概是五級。”他的合夥人補充道:“半導體是十一級。”(照片由阿列克謝·康德拉季耶夫為《紐約客》拍攝)

歷史上真正具有里程碑意義的集體成就屈指可數:馬丘比丘、長城、吉薩金字塔,或許,如果我們寬容一些,羅馬引水渠也算在內。現代全球文明也為這永恆的殿堂貢獻了一份力量。不是登月,而是半導體供應鏈。

幾乎所有人都覺得這很荒謬。微晶片不過是金屬和精製沙粒製成的小玩意兒,看起來並不龐大。然而,仔細觀察,你會發現它蘊藏著驚人的微觀世界。想像一下,一座繁華都市——比如東京或聖保羅——的完美複製品,以原子尺度鐫刻在一塊指甲蓋大小的瓷磚上。城市細節將被忠實地還原到每一個高爾夫球或雞蛋——每個球或雞蛋都被縮小到大約一個血紅蛋白分子的體積,或者人類指甲每五秒鐘生長的長度。如果晶片僅僅是一件雕塑作品,這種精細的雕刻已經堪稱一項了不起的成就。但事實上,晶片是一座功能齊全的城市,裡面居住著大量的電子。它們嗡嗡作響,驅動著我們的飛機,為股市提供動力,並且越來越多地代表我們思考。與產量相對較少的火箭不同,微晶片的產量高達數十億。這或許是它們最令人印象深刻的地方,或者說,是我們人類最令人印象深刻的地方。

微晶片和任何其他小玩意兒一樣,都是在工廠裡批次生產的。這些工廠大多,尤其是其中最好的那些,曾經都位於美國。到了20世紀80年代,情況開始發生變化。美國半導體公司受到了日本競爭對手的威脅。美國國內產業向政府請願,要求進行干預。經濟學家們卻不以為然。當時的共識是支援自由貿易。如果某種商品可以在其他地方廉價生產,那麼所有人都會受益。美國消費者理應以優惠的價格購買電子錶、袖珍計算器和早期電腦。關於這種態度,最經典(儘管是杜撰的)的表達方式,據說是出自老布希政府的一位官員之口:“薯片、電腦晶片,有什麼區別?它們都是晶片。(chips)”

這並非完全是玩笑。《洛杉磯時報》的一位專欄作家指出,美國最大的晶片製造商英特爾的規模“與百事可樂旗下的菲多利公司(最大的薯片製造商)大致相當”。(優茲公司的一位高管辯解說:“現代薯片生產中確實運用了大量技術。”)關鍵在於,晶片就是晶片。如果我們都不關心鹽醋味薯片的產地,又何必關心它們的矽味“表親”呢?

如今,我們對此高度重視。晶片是人工智慧的基礎,而人工智慧又支撐著我們整個經濟。全球市值最高的公司是晶片設計公司輝達。去年,標普500指數每1美元的回報中,約有15美分來自該公司的股票。從經濟角度來看,如今晶片面臨的問題是永遠供不應求。一輛汽車可能需要兩千個晶片。疫情導致供應鏈問題時,汽車製造商發現他們之前沒有預留足夠的晶片。政府向晶片製造商施壓,要求他們重新調整訂單履行優先順序,以保障美國人購買新卡車的權利。讓Claude和ChatGPT能夠說話的晶片比雪佛蘭汽車裡的晶片更加專業化,晶片行業也已做出回應,將資源重新分配到這些產品線上。如果基礎晶片變得稀缺,那麼不久之後,普通家庭將連洗碗機都買不起,更不用說手機了。如果現在人們對人工智慧的抵制情緒看起來很強烈,那就等著瞧吧,等到問題堆積如山的時候,後果會更加嚴重。

但與地緣政治利益相比,經濟利益就顯得微不足道了。世界上絕大多數最先進的晶片都產自台灣,這個熱帶島嶼在美國最出名的卻是珍珠奶茶、鼎泰豐連鎖餐廳。如果沒有了來自台灣的晶片,美國人所知的生活方式大概還能維持一兩個季度,也就是製造一枚晶片所需的時間。之後,庫存就會銳減。iPhone 的標價或許會和名表的價格相差無幾。Wi-Fi 路由器、胰島素泵、心臟起搏器、信用卡讀卡器,以及汽車和洗碗機的庫存都會減少,甚至可能消失。科技股——實際上就是整個股市——將變得一文不值。英特爾前首席執行長帕特·蓋爾辛格曾對我說:“你覺得荷姆茲海峽關閉很可怕嗎?那根本不算什麼。那裡只有全球20%的石油。而台灣的晶片佔全球供應鏈的80%。如果那裡停電三周,其經濟影響將超過大蕭條。”

總部位於荷蘭費爾德霍芬的ASML公司是歐洲最有價值的公司。照片由阿拉斯泰爾·菲利普·威珀為《紐約客》拍攝

如果美國人工智慧公司發現自己只能依賴其他產品——例如韓國或美國本土生產的少量適用晶片——那麼美國在軍備競賽中的領先優勢幾乎會立即動搖。如果美國的大學生們重新開始自己撰寫論文,這或許並非壞事。但晶片短缺也可能意味著美國軍事優勢的終結。

因此,華盛頓最近逐漸接受了半導體產地比品客薯片產地更重要的觀點。一種懷舊的共識正在形成,支援半導體的國內生產。在不瞭解內情的人看來,建造一座晶片工廠似乎很簡單:買塊地,再花點錢請承包商建個大廠房來放機器就行了。然而,事實並非如此簡單。

台積電(TSMC)幾乎生產了全球所有的高端晶片,市值高達兩兆美元。在全球市值最高的十家公司中,它是僅有的兩家非美國科技巨頭之一(另一家是沙烏地阿拉伯阿美)。與蘋果、Google和亞馬遜等家喻戶曉的同行不同,台積電從未刻意打造面向公眾的品牌形象。其晶圓廠(即工廠)極少向客戶開放,即使是客戶也只能參觀自己的生產線。這種極度的保密是刻意為之。該公司的一些晶片設計,例如用於iPhone或Mac的晶片,是價值連城的商業機密。另一些晶片,例如輝達頂級晶片的設計圖,則被視為國家安全資產,受到美國出口管制。

台積電總部位於新竹科學園區,這片精心維護的園區坐落在距離台北約一小時車程的沿海城市新竹郊外。其龐大的工廠既不封閉也不隱蔽,部分工廠可飽覽台灣海峽沿岸白色風車的全景,這些風車如同纖細的哨兵般點綴著海岸線。這座企業神經中樞以公司標誌性的柔和灰色為主色調,點綴著鮮豔的紅色。六月一個潮濕的清晨,不到七點,我第一次來到大廳時,一位維修工正在展示公司對細節的關注。他站在齊膝深的裝飾池中,小心翼翼地用一把浸透水的掃帚掃著池底,清除裝飾著人造玫瑰的高台之間的細微污垢。室內唯一的裝飾是一幅公司創始人張忠謀的油畫像。他叼著標誌性的煙鬥出現在一間凌亂的書房裡,周圍堆滿了書籍,一盞發光的矽晶片照亮了房間。

一位資深接待員神情嚴肅地站在一張巨大的辦公桌後,目光堅定,負責管理狹窄的入口旋轉門。整個建築群禁止攜帶多種物品,包括手機、智能手錶、錄音裝置,以及令人費解的空白雙面列印紙。由於我還沒走出大廳,便試探性地詢問是否可以拍攝這幅畫。得到的回答是立即、禮貌而果斷的“不”。

最初的電腦本質上就是一堆燈泡。電腦的基本邏輯是,幾乎任何指令集都可以通過一組相互連接的開關來執行。二戰期間開發的第一批電腦,讓人聯想到吊燈批發商的地下倉庫。它們需要一隊士兵奔波於各個角落,更換燒壞的燈泡。理論上,這些裝置可以完成極其複雜的任務。但實際上,即使是相對簡單的任務,最終也可能變成一堆燒焦的銅和碎玻璃。

戰後,在貝爾實驗室,物理學家威廉·肖克利和他的兩位同事發明了一種更小、更快、不會爆炸的開關。這種開關被稱為電晶體,它利用了一種被稱為半導體的元素的特殊性質:它可以像金屬一樣導通導電,也可以像玻璃一樣關斷阻斷電流。這個小玩意兒為它的發明者贏得了諾貝爾獎,並幾乎立即改善了人們的生活。可攜式電晶體收音機於1954年聖誕節前夕問世,迅速成為消費市場的爆款產品。未來的電腦不再需要是體積龐大、容易著火的龐然大物。它們的潛力似乎無窮無盡。

然而,有一個棘手的障礙。電腦依賴於電路,也就是由電晶體和其他電子元件連接而成的電路。電路的巧妙程度取決於兩個因素:電晶體的數量以及它們互連的密度。與燈泡不同,電晶體可以隨意加入到電路設計中。不幸的是,它們仍然需要手工銲接。這個過程耗時耗力,而且容易出錯。一個小小的接線錯誤就可能毀掉一切。隨著電路規模的擴大,互連任務的難度呈指數級增長。這被稱為“數字的暴政”,令人沮喪。到了20世紀50年代,我們已經知道登月需要電腦的指導。一個擁有1000萬個元件的電路可以在紙上繪製出來。但沒有人能夠真正建造它。

1958年冬天,兩位科學家各自獨立地發現了如何將這些紙電路變成實體。舊方法是將單個電晶體組裝成電路,就像把一堆不相連的身體部位縫合在一起。而新方法則是取一塊整體的半導體材料,如同雕刻一塊大理石,從中雕刻出一個完整的圖案。如果最初選擇的襯底材料最終被採用,那麼帕洛阿爾托周圍的那片櫻桃園或許就會被稱為“鍺谷”了。

矽谷的起源故事包含兩個矛盾。第一個矛盾在於它的發生地點。它的教父之一傑克·基爾比(Jack Kilby)並非身處加利福尼亞,而是在達拉斯的德州儀器公司。矽谷是一種理念,而非一個具體的地點。第二個矛盾與競爭在創新中的作用有關。另一位教父羅伯特·諾伊斯(Robert Noyce)的職業生涯始於電晶體先驅(也是臭名昭著的科學種族主義者)肖克利(Shockley)的領導下。諾伊斯厭倦了肖克利的專制管理,於是與七位同事(被稱為“叛徒八人組”)一起叛逃,創立了競爭對手仙童半導體公司(Fairchild Semiconductor),之後又再次叛逃,創立了英特爾公司(Intel)。在接下來的十年裡,德州儀器和仙童的律師們就專利問題展開了一場激烈的法庭大戰。後來的幾代創始人從這些故事中汲取了一個道德教訓:所有偉大的公司都起源於背叛,並依靠鬥爭而生存。但事實上,基爾比和諾伊斯並不這麼認為。他們更注重解決問題而不是逞英雄,並且樂於分享榮譽。

一家生產ASML極紫外線裝置的工廠的員工們。“我們公司內部有一種自豪感,那就是你根本想像不到我們所做的工作有多麼複雜,”該公司的一位工程主管說道。照片由阿列克謝·康德拉季耶夫為《紐約客》拍攝

市場上最早的積體電路體積小巧、性能可靠,但價格卻極其昂貴。唯一可能的客戶是聯邦政府——一個既有決心又有預算不惜一切代價追求一個看似不可能完成的目標的機構。對於新興的晶片製造商而言,軍工複合體簡直是天賜良機。航空航天和國防合同支付了建設生產基地所需的巨額資金。然而,高管們對華盛頓的買方壟斷感到不滿:他們的工程師不願聽命於官僚機構;過度依賴政府資助的行業容易變得臃腫不堪;只有廣泛的市場需求才能讓他們實現規模經濟。高管們積極爭取商業利益,訂單量的增長轉化為效率的提升、研發的加速和價格的降低。1971年,德州儀器公司發佈了Pocketronic計算器。它具備四項尖端功能:加法、減法、乘法和除法。根據 T. R. Reid 的《晶片》一書,到 20 世紀 90 年代末,美國的計算器數量已經超過了人口數量。

1964年,有人請諾伊斯的同事戈登·摩爾預測這項技術的未來發展軌跡。他注意到,在前幾年,電晶體密度——也就是在相同面積內能容納的電晶體數量——每年都翻一番。摩爾隨口估計,這種趨勢還會繼續下去。當時,最先進的晶片有60個電晶體。按照他的邏輯,1975年的晶片應該能容納65000個電晶體——這在當時是一個荒謬的估計。當打賭塵埃落定時,最新的晶片已經擁有65536個電晶體。幾年後,摩爾計算道,如果汽車行業的創新速度也達到同樣的水平,“我們就能舒舒服服地開著車以每小時10萬英里的速度巡航,每加侖汽油能跑5萬英里。” 最不可思議的是,這些升級幾乎是免費的。摩爾接著說:“我們發現,把勞斯萊斯扔掉再買一輛新的,比把它停在市中心過夜要便宜得多。”

魔咒並未解除。你口袋裡的手機比阿波羅計畫使用的電腦先進幾個數量級。一隻AirPod耳機就能輕鬆計算出登月路線。一個車鑰匙就足夠了。一把電動牙刷也行。事實上,我們經常會把勞斯萊斯扔掉。阿波羅計畫的晶片性能甚至不如現在電子驗孕棒裡的晶片。我們浪費了登月的能力,僅僅為了顯示一個“+”號。

荷蘭城市埃因霍溫的建立與人造光源的精湛工藝密不可分。19世紀末,傑拉德·菲利普斯和安東·菲利普斯兄弟創辦了一家白熾燈泡公司,最終發展成為全球最大的電子集團之一。當地足球隊的首款球衣上就印有燈泡圖案,如今,城市地下通道的牆壁上仍然可以看到噴塗的燈泡塗鴉。附近的綠樹成蔭的費爾德霍芬郊區,如今是歐洲市值最高的公司——ASML的所在地。這家公司銷售的是稀有光源。

ASML,原名先進半導體材料光刻公司(Advanced Semiconductor Materials Lithography),或許最出名的就是它的不出名。2024年,《華爾街日報》稱其為“你從未聽說過的最重要的公司”。這家公司以默默無聞為榮。ASML的一位工程主管Alex Schafgans告訴我:“在公司內部,我們引以為豪的是,你根本不知道我們所做的工作有多複雜。如果有人在燒烤聚會上問我我的工作是什麼,我得花八分鐘才能解釋清楚。” 台積電(TSMC)生產的一枚成品微晶片,是數千道工序的結晶。每道工序都不可或缺,但其中最關鍵的莫過於晶片在ASML機器上的加工過程。

摩爾定律並非像萬有引力那樣的真正定律,而是一種觀察到的規律。晶片的改進遵循著嚴格的時間表。這種觀察演變成一種承諾:每兩年,晶片行業就會推出性能翻倍的產品,而且成本不變。全世界都對此深信不疑。例如,蘋果公司理所當然地認為,它可以設計一款使用尚未問世的強大晶片的新款手機。而這些虛構的晶片,正是由兩百多萬晶片行業員工出於對自我實現的預言的執著而憑空創造出來的。

例如,晶片上的電晶體曾經是用微小的鋁線互連的。隨著電晶體尺寸的縮小,它們之間的通道也相應變窄,鋁的性能也因此遇到了瓶頸。銅原本是更優的選擇,但它會滲入矽中,損壞晶片;因此,在晶圓廠中,銅的使用是被嚴格禁止的。然而,IBM的研究人員受到中世紀大馬士革工匠金屬工藝的啟發,發明了一種保護矽免受銅腐蝕的技術。摩爾定律得以延續。

半導體大規模生產背後的基本原理是,晶片可以像照片一樣用光來“印刷”。晶片的結構藍圖被繪製在範本或“掩模”上。當光線穿過範本時,就像陽光透過彩色玻璃窗一樣,晶片的輪廓就被印刻在塗有感光化學物質的矽片上。英特爾前首席執行長蓋爾辛格曾用神學作比喻:“晶圓廠的核心是光刻技術,而光刻技術的核心是光,正如上帝所說:‘要有光。’”

在電子工業的初期,這套工藝流程可以用普通材料拼湊而成。費爾柴爾德公司的諾伊斯去了一家攝影器材商店,在一箱老式電影攝影機裡找到了幾個還能用的鏡頭。範本可以在一塊普通的玻璃板上勾勒出來。光源則是一盞普通的燈泡。隨著電晶體尺寸的縮小和晶片密度的增加,工藝對精度的要求也越來越高。晶片甚至會被一粒灰塵損壞,因此工廠變成了密不透風的潔淨室,工人們都穿著防護服。簡陋的市售元件被定製的材料和工具所取代。光源也不例外。燈光對於精細圖案來說過於粗糙。然而,波長較短的光卻可以像手術刀一樣被精準地控制。

工業界沿著光譜向下發展,最終到達了我們可見光中最短的波長——紫光,然後又跌入了可見光的極限。再往後是“深紫外光”,我們不再依賴自然光,而是開始使用氪氣或氟化氬氣製成的准分子雷射器。這解決了一個問題,但也帶來了其他問題。到了20世紀90年代初,深紫外光似乎成了現實中最好的選擇。我們原本計畫在2005年左右之前,在矽晶片上雕刻出更精細的細節。那一年我們擁有的晶片將是我們所能擁有的最好的晶片。如果真是那樣,我們可能就不會有iPhone,更不用說Uber、Spotify或Netflix了,或許這反而是件好事。但我們也可能缺乏可靠的五天天氣預報、自動緊急制動系統、可攜式超聲波儀、用於患病嬰兒的快速基因測序以及黑洞圖像。

當代生活的大部分都建立在孤注一擲地押注一項幾乎肯定無法實現的技術之上。英特爾的高管們在聯邦政府的資助下,將大量資金投入到“極紫外光”技術中。這項技術無法被利用的原因不勝列舉,其中之一便是最近的天然極紫外光源是太陽。由於技術和政治方面的雙重考量——日本光刻公司已被排除在外——當時唯一的希望寄託在了相對默默無聞的ASML公司身上。物理學家揚·穆爾肯斯正是在這一動盪時期加入了這家公司。1992年,他第一次參加面試後心想:這些人簡直瘋了。我一定要來這裡工作。ASML秉持著這樣的理念:如果你招募那些對眼前工作毫無希望的現狀一無所知的人,他們或許會給你帶來驚喜。

任何一家機構,無論其員工多麼瘋狂,都無法獨自完成這項壯舉。即便你能以某種方式大規模地收集地球上的星光,它也會立刻消失在任何物質中——比如一粒空氣微粒,或者用來收集光線的玻璃鏡片。ASML 與德國傳奇鏡片製造商蔡司展開了合作。穆爾肯斯本人也是一位業餘自行車愛好者,儘管他曾四次摔斷肩膀,但他仍然說道:“到蔡司公司的路有 592 公里,我已經騎過一百多次了。” ASML 一位狡黠而又略帶狼性的副總裁約斯·本肖普則擺出一副德國人特有的戲劇化嚴肅的姿態:“當你們一起設計產品時,你們需要彼此見面,你們幾乎每天都要保持聯絡——你們需要彼此凝視。” 這次合作打造出的鏡子是已知宇宙中最光滑的人造物體。如果將其中一面放大到行星的大小,它最高的山峰的高度也只相當於一張牌面朝下的撲克牌。蔡司公司提供的其他鏡子可以將一束光線引導到月球上的一枚硬幣上;事實上,它們可以成功地瞄準該硬幣的左半邊或右半邊。

一位ASML員工在聖地亞哥的公司工廠內。照片由Aleksey Kondratyev為《紐約客》拍攝。

ASML機器的特寫。照片由Aleksey Kondratyev為《紐約客》拍攝。

2006年,三星下了第一筆EUV光刻機訂單,但同時警告說,只有每小時能列印一定數量的晶片,這筆投資才划算。一個可行的原型機至少需要產生100瓦的光。當時,ASML的進度停滯在5瓦。該公司最終拖延了七年才完成。可想而知,三星開始失去耐心。

到了最終期限,當時還是研究員的沙夫甘斯已經“與機器裡的各種故障搏鬥了好幾年”。有一天,他實在束手無策,便在機器裡摸索著一個用來控制特定設定的小旋鈕。那不是那種用來轉動的曲柄,但沙夫甘斯卻忍不住想擺弄一下。他說:“想像一下,我穿著無菌服,一手拿著筆記型電腦,另一隻手拿著一把小螺絲刀伸進那台龐大的機器裡,去調整一個原本就不應該調整的旋鈕。”他的本能反應是朝著一個從數學角度來說顯然錯誤的方向轉動它。出於某種至今仍難以理解的原因,它竟然奏效了。沙夫甘斯因此獲得了晉陞。

三年後,也就是2019年,三星寄來的一個包裹抵達了費爾德霍芬。在外行人看來,這只是一部手機,但業內資深人士卻從中看到了不可思議的東西。阿波羅登月計畫制導電腦中的晶片只有六個電晶體,每個電晶體的寬度大約只有人類頭髮絲的三分之一。而這部手機裡裝的是首款採用極紫外光刻技術(EUV)列印的晶片,它擁有超過一百億個電晶體,每個電晶體都比病毒還要細。ASML公司成立之初,1GB的記憶體售價接近一百萬美元。而1GB的EUV列印記憶體現在只需幾美元。穆爾肯斯說起這些令人眼花繚亂的資料時,彷彿這些只是他的同事們與物理定律英勇抗爭的副產品:“摩爾定律?我才不在乎呢。它對市場行銷有好處。那些只會想著它的人,自己從來沒真正研究過它。”

ASML 的主廠房最引人注目的是一座灰褐色的巍峨高塔,它看起來像一塊巨大的晶片,這種相似性或許有些過於直白。從觀景台上望去,整個園區被主幹道環繞,遠處是農田和人字形屋頂。樓下的公司商店裡,最受歡迎的商品是一套 EUV 光刻機的樂高積木。這套積木是一位員工的心血之作,包含近千個零件,售價兩百美元。而真正的 EUV 光刻機則擁有數百萬個零件,造價高達四億美元。

沒有人能聲稱自己完全瞭解EUV光刻機。這台裝置大約相當於兩輛消防車疊起來的大小,由七架747飛機運送給客戶,例如台積電。安裝完畢後,它會被包裹在機櫃中。我和一位嚮導進入了幾十個限制進入的機房之一,機器就在這裡組裝——這項工作需要大約二十周的晝夜不停的工作。我們面前的這台機器幾乎已經組裝完畢。脫下外殼後,它看起來像一個生物機械幻覺:龐大的外殼纏繞著一團銀色的電線、電纜、管道和旋鈕,彷彿柯博文被接上了生命維持系統。在機器背面的一個高台上,一位主管指著一個小開口,台積電的技術人員將在那裡放入一塊錫錠,開始晶片列印過程。

熔融錫的微小液滴從炮筒射入真空室,在那裡,它們被精準的雷射以每秒六萬次的頻率反覆照射。當錫霧被點燃時,爆炸產生的電漿體溫度比太陽表面溫度高五十倍。換句話說,整個過程始於微型超新星的工業化生產。這些超新星會發射極紫外光,必須由蔡司的反射鏡收集。如果反射鏡表面那怕沾染一奈米厚的錫屑,都無法正常工作。保持反射鏡潔淨的唯一方法是向超新星爆炸半徑內持續注入氫氣。收集到的光線在反射鏡陣列中反覆反射,最終投射到晶片的藍圖上。實現這一過程需要數十年的研究。而ASML客戶的盈利則依賴於這一過程近乎完美地全天候運行。毫不誇張地說,反覆停工將會使全球經濟脫軌。

在我抵達費爾德霍芬的前幾天,ASML 的一次內部活動中,首席執行長克里斯托夫·富凱與埃隆·馬斯克進行了對話。馬斯克過去曾威脅要憑藉自己的聰明才智繞過任何“限速器”——晶片生產中的“瓶頸”或“扼制點”。ASML 是這種特定工具的唯一供應商,沒有它,就無法生產出先進的晶片。馬斯克大概指的是該公司每年只生產大約五十台這樣的機器。他似乎把這些機器看作是超大型的複印機,不明白為什麼公司不提高產量和速度。馬斯克並非唯一一個認為這家歐洲公司憑藉其歐洲大陸特有的悠長暑假,已經挾持了未來的旁觀者。今年夏天,在深陷困境的人工智慧金融大師利奧波德·阿申布倫納的避險基金幾乎崩潰後,他勇敢地採取了應對策略,向一家總部位於美國的雷射光刻技術競爭對手投資了4億美元。據荷蘭記者馬克·希金克稱,沮喪的美國政客們將ASML稱為“那家公司”。

無論是在美國還是其他地方,沒有人能夠“簡單地”製造出一台同等的機器,原因在於,這其中根本不存在“簡單”二字。有些部件是全新的發明,有些則是對現有產品的超越性改進。例如,一個普通的金屬閥門在任何五金店都能買到。然而,ASML“液滴發生器”中的閥門卻需要能夠在堪比海洋般巨大的壓力下處理熔融金屬,並且日夜不停地工作一年而不變形。該公司必須找到能夠生產這種閥門的供應商。但由於ASML不會像普通零件那樣大量採購這種部件,供應商並沒有經濟動力這樣做。ASML最終能夠說服供應商,是依賴於雙方長期的合作關係以及彼此積累的信任。在入門經濟學教科書中常見的競爭市場基本模型——即獨立企業出於純粹的自身利益進行冷冰冰的獨立交易——並不適用於這個行業。它更像是某種合作經濟或計畫經濟。

有一個關於ASML工程師的著名故事,他曾向東方的競爭對手解釋說,即使把藍圖交給他們,他們也無法製造出EUV光刻機。馬克·阿辛克(Marc Assinck)身材精瘦,酷愛咖啡,戴著一副超大號的雷朋眼鏡,曾在ASML擔任過多個職位。他告訴我,所謂“藍圖”的概念本身就是謬論:“我們根本沒有機器的‘檔案’。智慧財產權分散在整個系統中。” 他停在一個具有複雜熱力學特性的玻璃部件前。“蔡司沒有這個配方,”他說,“他們的玻璃供應商有。” 許多這類部件的交貨周期長達兩年。

如果說這個行業的許多方面無法被簡單地複製,那是因為它們並非真正意義上的工業化生產。其中一些完全是手工技藝。阿辛克說:“它依賴於機械師、技工和其他擁有不成文知識的工匠。”他指著附近一家家庭作坊提供的一件凹陷的小玩意兒。金屬底盤上鑽了數百個針尖大小的孔,每個孔都必須手工去除毛刺。

EUV光刻機的一個主要模組是在康涅狄格州ASML公司的一家工廠裡製造的,那裡瀰漫著煉金術士工作室的氣息。我七月份去參觀的時候,看到一些神秘的棱鏡在類似中世紀風格的拋光機上旋轉。這家工廠僱傭的員工都是那種自己會修摩托車的人。一位年輕的員工坐在工作台前,面前是一塊看起來像是來自外星的琥珀色玻璃。這塊玻璃上刻著晶片的藍圖,在機器內部懸浮著。它移動的精度足以追蹤DNA鏈,即使它被包裹在一個加速運轉的機器人裡,而這個機器人的加速力足以把一架客機撕成碎片九次。整個裝置就像一台核磁共振成像儀,用來掃描飛機墜毀事故中出現的細微裂紋。工程師憑感覺操作。他時不時停下來,用手指輕輕敲擊某個特定的位置。這與其說是工程,不如說是反射療法。這感覺真是諷刺至極。當你深入挖掘人工智慧的基石時,你會發現,在其所有認知能力之下,是一個擁有神秘技巧的人在敲擊著手指。

每天早上不到八點,新竹科學園區的大門就被一大群騎著摩托車緩緩駛入的通勤者所佔據。台積電的總部綠樹成蔭,環境優美,但與其說像個企業園區,不如說更像一個獨立的自治區域。去年夏天我來這裡參觀時,一位導遊指著街對面的國立實驗高中,他的兒子第二天早上就要從那裡畢業了。我們從繁華一路拐進了繁華二路。專業的洗衣工們駕駛著印有公司標誌的推車,穿梭在潔淨室防護服的洗車隊伍中。園區內有行政辦公樓、郵局、銀行、診所和兩所大學。一些員工住在園區宿舍,所有員工都能方便地使用游泳池和健身中心。你幾乎不用走超過一個街區就能找到一家乾淨整潔的7-11便利店。台積電的供應商——包括應用材料公司和東京電子等工具公司,以及凱迪斯和新思科技等軟體公司——都設有自己的當地辦事處。

這個生機勃勃的生態瓶背後的遠見卓識者是張忠謀。他1931年出生於中國寧波,在戰亂時期輾轉各地,從南京到廣州、香港、重慶、上海,最終決心在海外的大學裡尋求安寧。他進入哈佛大學,原本計畫學習莎士比亞,但很快意識到工程學對亞洲移民來說是一條更穩妥的道路,於是轉學到麻省理工學院。27歲時,他加入了德州儀器公司,恰逢積體電路發明。張忠謀的任務是解決良率問題,也就是成品電晶體的合格率。他當時負責的生產線良率幾乎為零。張忠謀嘴裡叼著煙斗,全身心投入到提升營運效率的工作中。短短幾個月內,良率就超過了20%。

張先生一路晉陞,卻始終與首席執行長的職位失之交臂,或許是因為遇到了職業天花板。他當時五十多歲,認為自己的事業已經達到了頂峰。然而,在二十世紀八十年代初,台灣請他負責一項新的科技計畫。在播客節目“Acquired”的一期節目中,主持人戴維·羅森塔爾將這項計畫比作所有聲稱“我們要在某某地打造下一個矽谷”的地方。羅森塔爾接著說,這“很可能行不通”。

ASML員工正在搭建工作站。照片由Aleksey Kondratyev為《紐約客》拍攝。

戰後台灣大量生產利潤微薄的商品,例如雨傘和玩具,供應海外客戶。如果台灣合作夥伴能夠以更低的成本生產芭比娃娃,美泰公司就不需要在國內建廠。這些工廠還可以通過為其他品牌生產相關產品來攤銷固定成本。張先生提議建立一家半導體“代工廠”,為昂貴的晶片提供代工服務,就像它的前輩為廉價晶片提供代工服務一樣。然而,當時市場並不存在這樣的需求。晶片製造商擁有大量的海外資源——學者克里斯·米勒在其著作《晶片戰爭》中指出,早在“全球化”一詞流行之前,他們就已經開始全球化了——但該行業也以垂直整合著稱,並將最困難的部分留在公司內部完成。“莫里斯,你這輩子有很多好點子,”戈登·摩爾對張先生說,“但這絕對不是其中之一。”美國晶片公司AMD的首席執行長傑裡·桑德斯曾發表過一句臭名昭著的言論:“真正的男人都擁有自己的晶圓廠。”

事實證明,真正的男人都樂於不必花費200億美元建造晶圓廠。台積電成立十年後,年營收就達到了10億美元。1993年,一位名叫黃仁勳(Jensen Huang)的年輕人萌生了一個想法,即開發一種專用圖形晶片(GPU),以增強電子遊戲體驗,並創立了輝達(Nvidia)。不久之後,設計上的失誤就將輝達推到了破產的邊緣。黃仁勳給張忠謀寫了一封私人信件,一周後,張忠謀打來電話。(斯蒂芬·維特在《思考機器》一書中寫道,黃仁勳當時大喊:“都他媽給我閉嘴——莫里斯來電話了!”)台積電決定冒險生產他的原型晶片。事實證明,輝達晶片的專用架構非常適合人工智慧的開發。與此同時,蘋果公司開發了一種用於移動裝置的新型晶片,並最終委託台積電生產。結果是,自 2014 年以來生產的每一代 iPhone 都如此。

一位名叫李尼古拉斯的內向而睿智的工程師,將抽象的研究成果轉化為能夠在工廠車間實際操作的流程。例如,為了應對即將到來的颱風帶來的低氣壓,機器可能需要進行調整。四年前,他從台灣大學化學工程專業碩士畢業後便加入了台積電。當我問他有多少同學也選擇了台積電時,他笑著說:“至少有百分之六十。” 他補充道:“如果你不接受台積電的工作,大家都會覺得你有問題。” 加入台積電就如同為父母贏得家族的榮耀。公司基層員工,大多來自為台積電輸送人才的職業學校或技術學校,也同樣擁有這種社會凝聚力。雖然工作環境“非常緊張”,但正如李告訴我的,“我們都是一起長大的”,這讓挑戰變得容易一些。在台灣,每46個嬰兒中就有一個是台積電員工的孩子。

如果沒有張忠謀,我們幾乎肯定不會有人工智慧。在台積電,只要提起張忠謀,人們總是稱他為“創始人”。這位創始人今年95歲高齡,是公司的精神領袖。他偶爾會出席公司一年一度的運動會,台積電會為此租用體育場館。正如米勒所說,“張忠謀想成為數字時代的古騰堡,最終他獲得的影響力遠遠超過了古騰堡。”

據我所知,台積電願意帶我參觀一家名為AP6的晶圓廠,但有兩個條件:一是我除了護照之外什麼都不能帶;二是我的穿著必須完全不含任何金屬部件——拉鏈、按扣、金屬扣眼、金屬線頭、金屬套圈都不能有。(運動褲理論上可以接受,但可能會讓我丟面子。)這些晶圓廠的清潔程度比醫院高出一千倍。它們的安保系統比銀行還要嚴密。

台積電是一個等級森嚴、禮儀繁多的地方,按照規章制度,我們首先要和廠長合影。拍完照後——照片本身似乎保密——我們被匆匆帶過一條不起眼的走廊,去參加早上9點的交接班會議。每個新班次的交接班都以上一班的交接班匯報開始。大約二十幾個人坐在一個類似作戰室的房間裡;我一開始以為是鏡子的東西,實際上是連接到同一棟樓裡另一個房間的相同配置的視訊連結。其他螢幕上顯示著圖表。傑克·張,一位頭髮抹著髮膠、穿著時髦寬鬆的高級面料服裝的年輕部門經理,悄聲對我說:“在這裡,我們監控每個生產環節的效率。”他繼續說道:“在這個會議上,我們會問:那個環節的效率比昨天低?為什麼?我們如何才能最大限度地減少生產中的差距?”

台積電將一塊矽晶圓——一塊直徑與黑膠唱片相仿的閃亮圓盤——進行大約一千道工序。首先,晶圓表面塗覆一層超薄的玻璃或金屬膜,再塗上感光化學物質,然後通過光刻機。化學物質被沖洗掉後,曝光後的薄膜上會通過電漿體噴射蝕刻出浮雕圖案,之後再注入其他化學物質。晶圓還要經過清洗、拋光和缺陷檢測。對於最先進的晶片,這一系列工序要循環重複約一百次,就像一座城市的天際線一層一層地拔地而起。

如果說台積電的供應商提供了工具,那麼公司則提供了無情的最佳化。張忠謀創立這家公司,正是基於他對“學習曲線”的信念。這既是一個經濟學原理——簡單來說,就是隨著產品產量的增加,每件產品的成本就會降低——也是一個文化原理。在一個紀律嚴明的組織裡,你生產的每件產品都是一次改進生產方式的機會。台積電之所以能生產出最好的晶片,是因為它幾乎包攬了所有晶片的生產。

這種方法只有在員工時刻保持警惕——關注機器、自身以及彼此——的情況下才能奏效。傑克告訴我:“這裡的文化是,如果昨晚出了什麼問題,你必須向老闆報告。” AP6 的與會者臉上都帶著習慣於被審視的神情。一夜之間,一台拋光工具的閒置時間達到了 209 秒。這雖然不算太長,但也並不理想。到了早上,閒置時間已經降到了 121 秒。傑克告訴我,今天沒有人被責罵。

在更衣區,三位專職服務員迅速幫我拉上拉鏈,扣上扣子,穿上一套紫色兔子服。“紫色代表顧客或貴賓,”傑克說道。第四個人遞給我一支筆和一疊壓得硬邦邦的藍色紙。這本小冊子特意設計成不會掉落任何微粒,上面寫著“潔淨記錄:潔淨室使用的最高潔淨等級”。穿戴完畢後,我們踩上金屬墊,這些金屬墊會記錄我們每個人的靜電水平——人體散發的靜電離子會悄無聲息地破壞晶圓內部——然後進入一個密封的空氣淋浴走廊,那裡的三向噴射氣流會像龍捲風一樣吹拂我們,去除殘留的雜質。

AP6工廠於2023年投產,是台積電首個專注於“先進封裝”全流程的晶圓廠,這項創新處於行業前沿。先進封裝將多個獨立晶片交錯排列,形成復合超級晶片。難點在於,晶片是在微觀領域中加工而成,而物質本身的紋理如同木紋般不規則。為了高效堆疊,它們必須經過極其精細的配對,以實現微乎其微的相容性。何從一家航空航天公司被挖來協助領導該部門,他將生產流程比作營運全球最大的約會網站。2022年,他晉陞為副總裁,就在人工智慧爆發,徹底引爆市場需求,讓他不得不放棄“約會網站”的營運。此後,他不得不每年將台積電的先進封裝產能翻一番,如果良率達不到理想水平,他的客戶就面臨虧損的風險。他最近告訴台積電CEO,如果他早知道這個行業競爭會如此激烈,“我就不會接受這份工作了。”

一套完整的先進裝置通常只有半副撲克牌大小,但售價卻堪比一輛豪華轎車。營運團隊的初級經理艾米·蔡告訴我,整個潔淨室空間——面積足以同時舉辦22場完美無瑕的足球比賽——“只供我們最重要的五家客戶使用”。她絕不會透露這些客戶的名字,但候選名單並不多;蘋果、輝達和博通(為Google和Meta設計人工智慧晶片)都在其中。

我們走進一條長長的走廊,走廊裡瀰漫著硫磺般的黃色光芒。地板上佈滿了密密麻麻的通風孔,定期更換潔淨室內的空氣。在我們頭頂上方,鋪設了20英里的軌道,用於自動晶圓運輸,機械運轉的機器井然有序,如同非人一般。機械爪沿著岔路輕柔地移動,抓著下方方方正正的托架,就像街機遊戲中的獎品一樣。托架裡裝著珍貴的晶圓。傑克說,這套系統取代了以前人工推車運送晶圓的舊方法。一位同事補充說,現在人工操作的壓力小了很多。他曾經去過一家晶圓廠,那裡掛著一塊牌子,上面寫著:“如果你撞到這輛推車,你的工資將被扣除X%。”一位員工後來提到,這家工廠非常重要,“我們甚至會向當地的神靈祈禱,保佑它運轉順利。”

大廳內,頭頂的機械爪緩緩下降,將晶圓放入機器的一端,再從另一端取出。唯一可見的人工痕跡是機器上貼著的紙質遮蓋物,用來遮住各自的標誌。顯然,有些人能通過佳能 FPA-5520iV LF 和 Surfscan SP5 XP等裝置的位置關係,一眼看出是輝達 Vera Rubin 還是蘋果 M6 ,而台積電似乎把我誤認為了其中一員。機器本身或許並不重要,重要的是如何協調它們的運行。正如副總裁何所說:“我們的關鍵比較優勢在於對複雜性的管理。”

第二天,我和嚮導們參觀了位於南部一兩個小時車程的AP7項目,這是一個尚未完全竣工的設施。熱帶的陽光炙烤著大地,但公司代表們早已準備好了橙色的遮陽傘,每把傘上都印有專屬的條形碼。儘管工期略有延誤——挖掘過程中出土了一些價值連城的新石器時代陶器,公司還必須為環頸雉建立一個保護區——但第一期工程僅用了18個月就從一片廢棄的甘蔗地中拔地而起。一位名叫鄭國豪(KH Cheng)的精幹幹練、直言不諱的31年資深副主任,帶著一支精銳團隊前來監督施工。

一名員工穿上兔子服進入ASML潔淨室。照片由Aleksey Kondratyev為《紐約客》拍攝。

第二階段將在四到六個月後上線。在裝卸碼頭,卡車整齊地排列著貨物,這條路線早在一年前就已規劃好。程解釋說,這些裝置都配有供應商的代表,他們會留下來協助台積電的技術人員,直到他們完全掌握這些裝置,甚至比製造商更瞭解它們。當我問他這種做法是否也適用於ASML的裝置時,他嘆了口氣。“那些人一直都在這裡,因為只有ASML的設計師才真正瞭解一切,”他說。他豎起食指:“唯一的例外!”業內各公司構成了一個連續體。正如蔡司和ASML之間的界限有時並不清晰一樣,ASML和台積電之間的界限也十分模糊。這家晶片製造商與客戶的關係同樣錯綜複雜且十分敏感。程告訴我,兩周前,他接待了蘋果公司的代表。他說:“我儘量不向客戶展示太多東西。我儘可能少地給他們看,因為他們總是想要更多的控制權。”

對台積電而言,一座新的晶圓廠不僅僅是一座耗資200億美元的巨型無塵建築,它更是延伸至時空的龐大網路中的一個節點。AP7的員工們在臨時辦公室裡辦公,並從臨時7-11便利店購買零食。似乎更多的精力被投入到街對面的一項建設項目中:另一所科技園區高中,下一代將在這裡接受教育,接過這一代人的接力棒。

2023年,喬·拜登總統在國情咨文中開篇便指出,美國的民族自豪感受到了損害。“這些晶片是在美國發明的,”他說,“我們失去了優勢。”冰箱和轎車的價格也受到了損害。總統表示,解決辦法是“確保美國的供應鏈始於美國”。《晶片與科學法案》撥款500億美元,用於推動美國半導體產業的再工業化。其中第二大筆撥款給了台積電,用於在亞利桑那州建設衛星生產基地。

說起來容易做起來難。與台灣的同類工廠不同,台積電位於鳳凰城的工廠耗時約四年才建成。審批和監管是常見的挑戰,但真正拖慢台積電進度的似乎是它無法依賴積累的建設項目資源。新承包商首次與台積電合作時,通常會被分配相對簡單的任務,例如公用設施建築。承包商會根據一套標準化的標準進行評估,如果表現出色,就能晉陞到下一個等級。資深副總監程先生告訴我:“我們不打賭,也不冒險。”

對於一家對所有員工都要求極高的公司來說,風險最大的部分是招聘。最初大約一半的員工是從台灣整體派遣過來的。在我訪問期間,雖然沒有人想公開批評我們美國同胞的才能,但很明顯,他們對我們美國人的技能和職業道德有所懷疑。

我遇到了曾蕾妮(Renee Tseng),一位穿著休閒優雅牛仔服的年輕女子。她是第一批被派往亞利桑那州籌建營運的台灣員工之一。她在良率提升部門工作:晶圓在從流程的一個階段流轉到下一個階段之前,會先經過電子顯微鏡掃描,並由人工智慧模型進行評估,任何檢測到的異常都會顯示在她螢幕上供其評估。(該公司使用人工智慧實際上意味著它需要以零售價回購晶片。)她沒有接受過正規培訓;大學時,她學習的是外語。但她從事這項工作已有十六年,這意味著她能立即區分不同工具造成的曲線劃痕和星形劃痕。她聳聳肩說,有些人沒有這方面的天賦:“它們看起來都一樣。”她接著說,其他人會學習這門技術,但這並不是可以明確教授的技能。與半導體製造的許多方面一樣,其中也蘊含著一些只有加入經驗豐富的從業者群體才能掌握的隱性知識。希望假以時日,她的美國同行們也能積累起相應的經驗。

亞利桑那州工廠的另一個棘手之處在於它與當地供應商失去了聯絡。在我一次精彩的參觀中,我看到員工們推著裝有特殊減震器的手推車,這些減震器可以保護元件免受震動的影響。據傑克所知,這些減震器只有一家台灣公司生產,而且必須運到美國。鳳凰城沒有符合台積電標準的潔淨室洗衣房,所以所有的防護服都得在沙漠中來回搬運。

美國試圖在國內而非海外生產晶片,但問題在於,晶片實際上並非在某個特定的地方生產。一塊晶片在交付給客戶之前,可能要跨越七十多次國界。台積電的晶片生產始於矽晶圓,但矽晶圓的生產歷史也十分悠久。尖端半導體級多晶矽必須提純到“11個9”(99.999999999%),而只有少數幾家專業公司——分別位於密歇根州、德國和日本——具備這樣的能力。這些矽塊在特製的坩堝中熔化,坩堝由世界上最純淨的石英製成,而這些石英幾乎全部產自北卡羅來納州山區的一個單一礦藏。這一過程最終生成完美結晶的矽錠,然後像切割易碎的金屬香腸一樣將其切成薄片,而這一過程主要由台灣的一家公司和日本的兩家公司負責。這條產業鏈上的大部分環節都由壟斷企業或雙寡頭企業控制。這並非市場操縱所致。而是因為每項事業都如此深奧、如此艱巨、如此至關重要,所以將所有可用的專業知識集中在一兩個中心是合情合理的。

與公司本身同等重要的是它們之間的聯絡。二戰末期,隨著蘇聯紅軍逼近,盟軍將蔡司——即使在當時,其鏡頭也具有重要的戰略意義——從德國東部的歷史總部遷至德國的另一端。單就這一點而言,將台積電的部分業務轉移到鳳凰城的想法也具有類似的意義。然而,從整體上看,孤立地看待晶片行業的任何一個節點都是不合理的。半導體供應鏈是一個擁有自身生態系統的龐大超級有機體,它不像植物那樣可以隨意換盆。

晶片是企業文化的產物——這種文化既存在於公司內部,也存在於公司之間——它鼓勵員工超越個人視野。傑森·斯圖爾特是一位在聖地亞哥工作的物理學家,他參與了ASML光源的研發工作。他告訴我,公司的“時間規劃非常長遠。我還算年輕,但我們談論的是2050年,那些未來可能會在我退休之後才會發生的事情。”他接著說,ASML有很多員工的工齡長達數十年。有些人穿著同樣的防護服,在同一個潔淨室裡,對著同一個小噴嘴工作了十五年。他回憶道:“有個人退休時說,‘好好照顧我的ASML’——不是‘ASML’,而是‘我的ASML’。”對於工程主管沙夫甘斯來說,即便如此也顯得侷限:“我很榮幸能成為整個產業鏈的一部分。”這聽起來像是宣傳冊上的套話,但如果是這樣,那也不是單個公司的自我推銷,而是整個行業的整體形象。

當我與負責拜登政府晶片法案實施的主要團隊成員邁克·施密特交談時,我對在亞利桑那沙漠憑空創造出一個本土產業的想法表示懷疑。我提到當地缺乏潔淨室洗衣設施,他說道:“我喜歡兔子服的這個比喻!這恰恰說明了生態系統的重要性,對吧?一方面,你必須去做,然後它就會自我強化。五年後,有人會在鳳凰城靠潔淨室洗衣生意賺得盆滿缽滿。”在亞利桑那州建一兩家工廠並非美國的最終目標,而只是播下一顆種子。他希望,假以時日,這片沙漠終將繁榮起來。他說,這“是一個刻意為之的世代計畫”。

歐洲不喜歡被夾在中間。最近,歐洲研究人員做了一個設想:五角大樓最終將失去對ASML機器的控制權視為“堪比核武器擴散的威脅”。華盛頓隨後可能會試圖強加一種聯合治理結構,實際上將一家外國公司國有化。晚宴上,我問ASML副總裁本肖普,公司是否真的處於“咽喉要道”的位置。他說:“當我聽到這個詞的時候,我就想,我可不想被扼住喉嚨。”

關於人工智慧的種種自信預言層出不窮:它將治癒癌症;它將取代所有工作;它將改變戰場格局;它將確保我們的政治霸權;它將開啟一個超級富足的黃金時代;它甚至會導致我們的滅絕。這些預測的共同之處在於,它們都假設人工智慧開發者將越來越容易獲得性能越來越好的晶片。而這種機會可能會受到威脅。這本質上是一個地緣政治問題。此外,摩爾定律的失效也可能對人工智慧的發展構成威脅。這同樣可以被視為一個地緣政治問題。摩爾定律之所以能夠延續至今,完全依賴於前所未有的國際合作。

當民選官員或評論員談論晶片時,聽起來就像在談論石油或其他任何可以開採的戰略資產。而當真正瞭解晶片的人談論晶片時,聽起來就像在談論神聖的圖騰。他們首先要強調的觀點總是相同的;正如研究諮詢公司SemiAnalysis的負責人迪倫·帕特爾(Dylan Patel)告訴我的那樣:“人們最不理解的是,半導體是人類所從事的最複雜的工作。” 還沒等人們有機會提出異議,他們就拋出第二個觀點:每個人的直覺反應都是錯誤的。帕特爾繼續說道:“火箭很簡單。” NZS Capital的投資人布林頓·約翰斯(Brinton Johns)談到晶片製造時說:“這要難得多。火箭的確是一項了不起的成就。我們沒有衡量複雜性的標準,但火箭的複雜程度大概是五六級。” 他的投資夥伴喬恩·巴斯蓋特(Jon Bathgate)補充道:“半導體的複雜程度是十一級。”

用ASML的EUV光刻機印刷的矽晶圓。照片由阿拉斯泰爾·菲利普·威珀為《紐約客》拍攝。

矽晶片的特寫。照片由阿拉斯泰爾·菲利普·威珀為《紐約客》拍攝。

然而,我們卻想當然地認為我們可以製造它們。我們不應該這樣想。這一看似不可能的成功的關鍵因素並非實驗室裡的個人天才,也非董事會裡的個人才能,而是規模空前的集體規劃與協調。全球化在我們眼中已被玷污,彷彿它必然是一場零和博弈。而其唯利是圖的形式——也是最常見的形式——確實造成了傷害。但全球半導體供應鏈展現了另一種路徑。它將參與者團結起來,共同追求一項極其艱巨的目標,而如果沒有洲際團結,這項目標根本無法實現。

摩爾定律最富精神內涵的版本預測,我們的能源將定期翻倍增長。但這個想法並非戈登·摩爾首創。早在1904年,亨利·亞當斯就提出了他所謂的“加速定律”。他注意到,自1840年以來,世界煤炭產量大約每十年翻一番。他設想,如果這一速度持續下去,到2000年,美國人將擁有“無限”的能源,並能“以前所未有的複雜思維進行思考”。他曾在巴黎世博會的大型機械展廳中深受啟發,在那裡,他感受到那些高聳入雲的發明“如同早期基督徒感受到十字架一般,是一種道德力量”。正是這種虔誠支撐著建造沙烏地阿拉伯爾大教堂的幾代人。他們以聖母之名所成就的,如今則以發電機之名所成就。但亞當斯所敬仰的對象,或許更應該被描述為敬仰的契機。他們讓數量龐大、彼此大多互不相識的人們有理由合作完成一個他們可能無緣親眼見證其完成的項目。

去年,我碰巧和一位荷蘭考古學家邁克爾·庫伊珀斯(Maikel Kuijpers)聊起了新石器時代的遺蹟。他說,巨石陣經常被視為一個技術謎團。我們看著那些由遠古人類從遙遠遺址搬運而來的巨大石板,不禁會懷疑這些古人是否掌握了某種早已失傳的先進技術——或許是外星人的餽贈。但庫伊珀斯接著說,我們知道他們是如何建造的。這其中並沒有什麼謎團。他們儘可能地聚集了更多的人和牲畜,分發繩索,然後齊心協力地將這些巨大的石板從很遠的地方拖了過來。這並沒有減損他們的成就,反而使之更加令人歎為觀止。♦(邸報)