半导体是人类发明的最复杂的工具之一,也是制造成本最高的产品之一。
最新的芯片——驱动超级计算机和高端智能手机的那种——装满了密密麻麻的晶体管,这些晶体管小到以纳米为单位。也许唯一比芯片本身更巧妙的是制造它们的机器。这些设备可以处理小得难以想象的东西,只有大部分病毒大小的几分之一。一些芯片制造机器的制造需要耗时数年,每台造价数亿美元;荷兰公司阿斯麦制造了世界上唯一能够刻印最快芯片设计的光刻机,这样的设备在过去十年中只生产了140台。
这就讲到了关于微芯片的另一个惊人细节:它们不仅是技术的胜利,也是全球贸易与合作的胜利。塔夫茨大学历史学教授克里斯·米勒在最近发表的《芯片战争:世界上最关键技术的争夺战》(Chip War: The Fight for the World’s Most Critical Technology)中描述了半导体供应链的地域分布:
一个典型芯片的蓝图可能来自英国的日资公司Arm,由加利福尼亚和以色列的工程师团队设计,用的是来自美国的设计软件。当设计完成后,它会被送到台湾的一家工厂,该工厂从日本购买超纯硅晶片和专用的气体。世界上一些最精确的机器将这些设计刻在硅上,这些机器可以蚀刻、沉积和测量原子级别厚度的材料层。工具主要由五家公司生产,一家荷兰公司、一家日本公司和三家加利福尼亚公司,没有它们,先进的芯片基本上是不可能制造出来的。然后,通常芯片的封装和测试在东南亚进行,然后再送往中国组装成手机或电脑。