2020年 8月 18日，美国海军驱逐舰“马斯廷”号（USSMustin）从台湾海峡北端穿过。1当它驶向南方时，一股强劲的西南风吹过甲板，高高的云层在水面上投下阴影，水面似乎一直延伸到福州、厦门、香港等大港口城市以及中国南部沿海的其他港口。东面的台湾岛遥遥相望，一片宽阔、人口稠密的沿海平原让位给隐藏在云层中的高耸山峰。这片水域布满着从亚洲的工厂向全球消费者运送货物的商业货轮。

  当“马斯廷”号驱逐舰向南航行时，中国人民宣布在中国台湾周围举行一系列实弹演习。2但在同一天，美国商务部发布一项名为“实体清单”的规定，限制了美国技术在海外的转让。此前，“实体清单”大多数都用在防止销售导弹部件或核材料等军事物资，而现在，美国政府正在大幅收紧计算机芯片的管控规则，这种芯片在军事系统和消费品中已经无处不在。

  美国这次的目标是中国科技巨头华为，该公司销售智能手机和电信设备，提供云计算服务和其他先进的技术。华为产品的定价非常诱人，美国担心华为很快就会成为下一代电信网络的骨干，担心美国在世界科学技术基础设施中的主导地位被削弱，同样担心中国的地理政治学影响力将随之增长。因此，美国禁止华为购买采用美国技术制造的先进计算机芯片。

  华为的全球扩张放缓，收入下滑。一家巨头企业面临着技术窒息。华为发现，与中国所有其他公司一样，华为严重依赖境外制造所有现代电子科技类产品所依赖的芯片。

  尽管硅谷的地位已经被严重削弱，但就像硅谷的名字起源于硅一样，美国仍然拥有硅片的控制权。中国现在每年进口芯片的花费比进口石油还要多。中国在国内消费的或出口到世界各地的各种产品，从智能手机到冰箱，都有半导体。坐在椅子上的战略家们对中国的“马六甲困境”（这里的马六甲指太平洋和印度洋之间的主要航运通道），以及中国在危机中获得石油和其他大宗商品的能力进行了理论分析。中国更担心的是以字节而不是以桶为单位的封锁。中国正投入最优秀的人才和巨额资金开发自己的半导体技术，以摆脱美国芯片扼制（chipchoke）。

  如果中国成功，那么中国将重塑全球经济，重新平衡军事力量。第二次世界大战是由钢铁和铝决定的，此后不久的冷战是由核武器定义的。美国和中国之间的竞争很可能由计算能力决定。中国和美国的战略家现在都意识到，从机器学习到导弹系统，从自动车辆到武装无人机，所有先进的技术都需要尖端芯片（更正式的名称为“半导体集成电路”）。只有少数公司控制着它们的生产。

  我们平时很少想到芯片，但芯片创造了现代世界。各国的命运取决于它们驾驭算力的能力。假如没有半导体和它们所制造的电子科技类产品的贸易，我们所熟悉的全球化就不有几率存在。美国的军事优势大多数来源于其将芯片应用于军事的能力。亚洲在过去半个世纪的迅猛崛起也是建立在硅的基础上的，因为其一直增长的经济体已开始专门制造芯片，并用这些必需的集成电路组装计算机和智能手机。

  比如 iPhone（苹果手机）上的每一个按钮、每一封电子邮件、每一张照片和每一段 YouTube（优兔）视频，所有这些最终都是由 1和 0组成的大量字符串来编码的。但这些数字实际上并不存在，它们只是表示电流开（1）或关（0）。芯片是由几百万个甚至几十亿个晶体管组成的网络，通过一个个微小的晶体管电子开关来处理和存储这两个数字，并将图像、声音和无线电波等真实世界的感知转换成无数个 1和 0。

  台湾海峡两岸的工厂和装配厂正在为距离 2020年 10月发布期只有两个月时间的 iPhone12生产零部件。芯片行业约四分之一的收入来自手机。4一部新手机的大部分成本来自里面的半导体。在过去十年中，每一代iPhone都采用了世界上非常先进的处理器芯片。总的来说，一部智能手机需要十几个半导体芯片才能工作，这些芯片分别管理电池、蓝牙、Wi-Fi（无线网络）、蜂窝网络连接、音频、摄像头等。

  苹果完全不生产这些芯片，只是采购大部分现成芯片，比如日本铠侠公司（Kioxia）的存储芯片、美国加利福尼亚州思佳讯公司（Skyworks）的射频芯片、美国得克萨斯州奥斯汀思睿逻辑公司（CirrusLogic）的音频芯片。5苹果自己设计了运行 iPhone操作系统的超复杂的处理器。但这家位于美国加利福尼亚州库比蒂诺的巨头无法生产这些芯片。美国、欧洲和日本的任何公司都无法制造这些芯片。如今，苹果最先进的处理器，也能说是世界上最先进的半导体，只能由一个企业在一座厂房里生产，这是人类历史上最昂贵的工厂。6

  半导体的制造和微型化一直是我们这个时代最大的工程挑战。如今，没有一个企业能比台积电更精确地制造芯片。2020年，当一种直径约为 100纳米（1纳米等于十亿分之一米）的病毒导致世界陷入慌乱时，台积电最先进的 18号工厂正在制造微型晶体管的迷宫，刻蚀的特征尺寸小于冠状病毒的一半或线%。台积电以人类历史上前所未有的规模重复这一过程。苹果售出了超过 1亿部 iPhone127，每部手机由含有 118亿个微型晶体管的 A14处理器芯片驱动。换句话说，在几个月的时间里，台积电的 18号工厂仅为 iPhone中十几个芯片中的一个就制造了超过 100亿亿个晶体管。2021年，芯片行业生产的晶体管数量，超过了人类历史上所有别的行业的公司生产的全部的产品总和。无另外的什么产品能比得上这种数量规模。

  60年前，一个尖端芯片上的晶体管数量不是 118亿个而是 4个。1961年，在旧金山南部，一家名为“仙童”的小公司发布了一种名为“微型逻辑”（Micrologic）的新产品，这是一款嵌入了 4个晶体管的硅芯片。很快，该公司就设计出了在芯片上放置十几个（然后是 100个）晶体管的方法。

  仙童联合发起人戈登·摩尔在 1965年注意到，随着工程师们学会制造越来越小的晶体管，每个芯片上可安放的元器件数量年年都会翻倍。这种芯片计算能力指数级增长的预测被称为“摩尔定律”，并导致摩尔预测了在 1965年看似不可能的未来产品的发明，比如“电子手表”“家用电脑”，甚至“个人便携式通信设施”。摩尔预测了 1965年以后十年的指数级增长，而这种惊人的上涨的速度已经持续了半个多世纪。1970年，摩尔创立的第二家公司英特尔推出了一款能够存储 1024条信息（比特）的存储芯片，它的价格约为 20美元，大约每比特 2美分。如今，20美元可以买一个存量超过 10亿比特的拇指 U盘。

  当我们想到今天的硅谷时，我们的脑海中浮现的是社交网络和软件公司，而不是硅谷名字的来由。然而，互联网、云、社会化媒体和整个数字世界之所以存在，是因为工程师们学会了控制电子在硅片上最微小的运动。如果在过去半个世纪里，处理和存储 1和 0的成本没下降十亿倍，“大科技”就不会存在。

  这一令人难以置信的进步，部分归功于杰出的科学家，特别是获得诺贝尔奖的物理学家。但并不是每一项发明都能创造出一个成功的勇于探索商业模式的公司，也不是每一个勇于探索商业模式的公司都能激发出一个改变世界的新产业。半导体之所以在社会上传播开来，是因公司发明了新技术，并以百万计的数量制造它们，是因为强硬的管理者们极力减少相关成本，也是因为富有创造性的企业家们想出了使用半导体的新方法。摩尔定律的发展既是一个关于物理学家或电气工程师的故事，也是一个关于制造专家、供应链专家和营销经理的故事。

  旧金山以南的城镇直到 20世纪 70年代才被称为硅谷，这些城镇是这场科技革命的中心，因为它们结合了科学专业相关知识、制造技术和富有远见的商业思维。加利福尼亚州有大量从斯坦福大学或加州大学伯克利分校毕业的航空或无线电专业工程师。随着美国军方寻求巩固其技术优势，他们每个人都得到了大量国防资金的资助。加利福尼亚州的文化与经济结构一样重要。决定离开美国东海岸、欧洲和亚洲而移居硅谷以投身芯片产业的人，常会感到机会无限。对于世界上最聪明的工程师和最有创造力的企业家来说，没有比这里更令人兴奋的地方了。

  芯片产业一旦成型就不可能脱离硅谷。今天的半导体供应链需要许多城市和国家的部件，但几乎每一个芯片都与硅谷有关联，或者直接是用加利福尼亚州设计和制造的工具生产的。美国的庞大科学知识储备（由政府研究资金培育，并通过从其他几个国家挖走最优秀科学家而得到加强）为推动技术进步提供了核心知识。美国的风险投资公司网络及股票市场为新企业来提供了成长所需的创业资本，并无情地淘汰失败的公司。与此同时，美国是全球最大的消费市场，推动了数十年来新型芯片研发资金的增长。

  其他国家发现凭一己之力不可能跟上潮流，但当它们将自己彻底融入硅谷的供应链时，它们就能成功。欧洲拥有半导体专业相关知识孤岛，尤其是在生产芯片所需的机器和设计芯片架构方面。韩国、日本和中国台湾等亚洲国家或地区，通过补贴企业、资助培训项目、采取汇率低估政策以及对进口芯片征收关税等方式，挤进了芯片行业。这一战略产生了其他几个国家或地区无法复制的某些能力（但它们实现的是与硅谷合作才能取得的成就），同时也需要继续从根本上依赖美国的工具、软件和客户。与此同时，美国最成功的芯片公司已建立了遍布全球的供应链，降低了成本，并产生了使摩尔定律成为可能的专业方面技术。