前不久，美国半导体协会发布了一则公告，宣传“到2032年，10nm以下芯片产量，美国将是中国的10倍。”

  众所周知，现代人类社会经济高度分工，不可能由一个国家占有全部的产业链。那么，位于半导体产业分工上游的美国，为何如此急迫的要将高端芯片制造业返回美国呢？美国又能否做到这一点呢？

  1965年，英特尔创始人之一、集成电路先驱者摩尔为《电子》杂志撰写了一篇短文，总结了自己在芯片产业得出的一个普遍规律：每块芯片上可容纳晶体管数量大约每经过18个月-24个月便会增加一倍。

  实话实说，所谓的“摩尔定律”并不是半导体芯片永恒的真理。芯片的性能，不一定会在18-24个月就翻一番。

  实际上，“摩尔定律”并不是基于某种自然规律的科学定理，而是对经验的一种归纳。

  摩尔也没料到半导体会在70年代快速的提升，以至于连他自己都多次调整、解释关于“摩尔定律”的表述。

  当然，摩尔有一点说的比较恳切，那就是芯片的性能的确和晶体管的数量挂钩，呈正相关趋势。

  于是，晶体管越小，在一定空间中，就能容纳更多的晶体管，那芯片性能就越强。

  如何能直观描述芯片的性能强弱呢？那就要从晶体管着手，不是晶体管越小，性能就越强吗？那干脆就通过晶体管的尺寸，来定义芯片的性能。

  在次标准下，所谓的“纳米”度量就出现了，各厂家都称芯片为“40nm，20nm，甚至是10nm，5nm”。

  很多人不知道晶体管在芯片具体起啥作业，下面就粗略地介绍一下。通俗的讲，晶体管是将电子从一端（比如说“S”），通过一段沟道，送到另一端（比如说“D”），这样的一个过程就代表着信息的传递。

  电子的速度是恒定的，那么电子的输送时间就由沟道的长度决定，沟道越短，输送信息就越快，沟道的长度，和前面说的晶体管的尺寸大致是一致的。

  但沟道的尺寸和晶体管的尺寸又有区别，前者是纯粹的物理概念，后者侧重于制造工艺。

  一般而言，晶体管的技术节点越小，其尺寸和沟道长度也就越小。但这也不是绝对的，在22nm节点之后，情况出现了变化，即晶体管的实际尺寸，就不能等同于节点尺寸了，而是比节点数字大。

  一个最著名的例子就是，英特尔曾发布过14nm的晶体管，但沟道长度是不是14nm，而是20nm左右。

  厂家不断缩小晶体管，有三个原因。一是晶体管尺寸越小，速度就越快；二是尺寸缩小，单位面积的晶体管数量就越多（集成度也越高），成本就会下降，性能就越强；三是晶体管缩小，会降低功耗。

  言而总之，以上三个原因都是缩小晶体管的因素，所以业界才会一直孜孜不倦缩小晶体管的尺寸。接下来，又带来一个问题，就是如何缩小晶体管？答案是等比降低电压。

  别看芯片属于高科技，但逃不开物理学的五指山。在原理上，晶体管是由电场决定的，所以只要电场恒定，晶体管的模型就不需要改变。

  这种缩小方式被证明效果是最佳的，在业界被称为“Dennard Scaling”，提出这种方式的是著名的IBM公司。

  电场等于电压除以尺寸，在电场不变的前提下，要想缩小尺寸，就要等比降低电压（等比数字和“0.7”有关）。除此之外，别无二法。

  前面说了，到了22nm之后，晶体管尺寸就不等于技术几点数字，芯片业就无法按照比例进行缩小。

  但人们还想得到性能更强的芯片，就要技术节点上下功夫。换言之，就是采用更优化的晶体管设计。

  2016年的IEDM会议上，是台积电和英特尔的一个分水岭。台积电率先做到了nm技术节点的晶体管样品，英特尔则推迟了10nm的发布（英特尔是老实人，这里的10nm是晶体管实际尺寸）。

  现在英特尔因战略眼光问题，不为苹果代工，导致英特尔半死不活。反观台积电，则飞黄腾达，两家相比，则是不胜唏嘘。

  至于台积电等厂家宣传的所谓3nm、2nm芯片指代的都是技术节点数字，而非真正的晶体管尺寸。这一点，十分重要，不然就容易被厂商牵着鼻子走。

  按照现在的芯片性能划分，行业普遍的共识是5nm-10nm技术节点的芯片属于中端芯片，5nm以下的芯片则属于高端芯片。

  美国忌惮中国在半导体产业的追赶，对中国的技术禁令一直动作频频。尤其是2018年贸易战打响以后，美国的限制较之以往更多了。

  12月20日，中芯国际正式对外确认已经被美国商务部列入“实体清单”，其发布的具体公告称“美国商务部采取推定拒绝”，将对10nm以下芯片进行审核。这在某种程度上预示着，中芯国际不能再采用美国技术和制造设备，制造10nm以下芯片。

  尽管中芯国际代工芯片的大头并不是10nm以下的芯片，但还是对中芯国际造成了烦，由此也能看出美国是对中国下了死手，其核心目的只有一个：打断中国半导体产业的发展，不仅连高端芯片都不让中国人制造，就连次一级的中端芯片都不给中国人，从而维护美国在半导体的绝对垄断地位。

  另外，按照美国自己的统计数字，要是政府不出面，由着中国芯片代工厂发展。到2023年，10nm以下芯片，90%以上将由台湾制造，另外的10%，由韩国三星承担。

  这对于美国而言，非常不安。高端芯片的设计、制造不放在美国，对手就非常有可能夺走这一切。

  于是，拜登执政期间，美国公布了具有历史意义的“芯片法案”。根据颁布计划的规则，该计划追求在美国建立半导体研究和制造能力，从而开启了对半导体行业新一轮联邦拨款热潮。

  在法案的允许下，美国商务部将以直接资助、联邦贷款和贷款担保的形式发放500亿美元。

  要知道，这是几十年间联邦政府对单一行业的最大投资之一，凸显了华盛顿对美国依赖芯片日益加深的担忧。

  考虑到半导体是巨大的“烧钱”行业，这5百亿美元可能很快就会花完，预计联邦政府一定会追加投资。

  资金中的较大部分，据说是390亿美元将用于资助厂房的新建和扩建，包括购买土地、购买设备。

  其余一部分资金可能发放给几家生产世界最先进的半导体公司，包括台积电、英特尔、美光科技、三星电子等。

  当然，联邦政府也不可能凭借一己之力，全部承担所有花费。该芯片法案表示仅为一个公司的一个项目提供5%-15%的资金，最高不会超过35%。

  美国如此迫切提高个人制造芯片的能力，主要是制造芯片属于半导体产业链的中游，资金回报率低，这才会外包给外国公司。

  如今情况不一样了，如果不让芯片代工厂商回到美国办厂，那以后美国可能不得不受制于对手。

  另一个原因则是世界上最先进的2nm芯片、5nm芯片都由台积电代工。但台积电总部在台湾，考虑到两岸的焦灼的事态，让台积电回美办厂，是必须的，也是美国两党为数不多的共识。

  另一个原因恐怕是疫情带来的供应链脆弱的后遗症。大流行期间，物资流通速度减慢，导致芯片短缺，迫使工厂停工。

  “华为最好的代言人”，前美国商务部长雷蒙多在乔治敦大学的一次演讲中就表示：“由于芯片短缺，密歇根州的福特汽车工厂的工人去年只有三周的工时是完整的，而汽车不能稳定供货，通货膨胀就水涨船高。”

  假如说拜登的“芯片法案”能顺利实施，根据美国半导体协会的估计：到2032年，10nm以下芯片产量，美国将是中国的10倍，进而坐稳了高端芯片龙头老大的位子。

  一项2020年的研究发现，对该行业进行500亿美元的投资，只会将美国的市场占有率增加到14%，达不到是中国10倍的地步。

  实事求是的说，3年前的芯片法案，如今已经结出了部分果实。科技巨头英伟达“掌门人”黄仁勋在10月18日宣布，亚利桑那州制造出了美国第一片将用来制造Blackwell的人工智能晶圆。

  黄仁勋为了拍特朗普的马屁，还亲临现场，鼓吹说“这是历史性的一刻，实现美国总统特朗普将制造业带回美国的第一步。”

  至于特朗普，他上台以后，更是以强硬姿态，逼着台积电搬回美国，这实际上的意思就是为今后的芯片争霸未雨绸缪。

  一个很确定的事实是，中美在高端芯片的竞争只会更加猛烈，谁都不愿意受制于人。

  中国也应该重视起来，奋起直追，打破美国在芯片的领先霸权，重塑全球科学技术力量格局！