打造美国版台积电

• 领土面积与地缘政治实力之间的关联是历史上最持久的模式之一。在各自的巅峰时期，罗马帝国控制着200万平方英里的土地，蒙古帝国则控制着前所未有的930万平方英里的土地，而大英帝国则统治着地球约25%的陆地面积。
• 这种模式至今仍在延续，因为从美国到俄罗斯、中国和印度，世界上一些最重要的大国都凭借其地理规模和丰富的资源获得了显著优势。这些世界超级大国也是仅有的九个拥有核武器的国家中的四个，随着大国竞争近40年来首次加剧，这些国家目前正在重新武装自己。
• 但与历史先例相反，仅一个相对较小的国家就拥有与世界超级大国相当的影响力。中国台湾省面积仅为13,976平方英里，略大于马里兰州，却矛盾地成为当今地缘政治格局中最重要、争议最大的热点地区，华盛顿、莫斯科和北京都在围绕该岛的未来制定战略计划。
• 迄今为止，中国台湾省在全球拥有如此巨大影响力的主要原因源于一家公司：中国台湾省半导体制造公司（TSMC）。台积电在其境内生产着全球近92%的先进半导体芯片。尽管中国台湾省与美国在战略上结盟，但距离中国海岸线仅110英里。中国也日益强化对中国台湾省的领土主张。
• 如今，大约70%的电子产品产自亚洲。人们很容易将半导体的发展与亚洲制造业的崛起混为一谈，但半导体产业的真正发源地却是美国本土。1947年，美国物理学家约翰·巴丁、沃尔特·布拉顿和威廉·肖克利在贝尔实验室发明了第一个晶体管。从那时起，晶体管迅速发展，反映了全球化的兴起，大公司将越来越多的生产外包给外国制造企业。
• 1955年，肖克利离开贝尔实验室，创立肖克利半导体公司，致力于晶体管的商业化。尽管肖克利半导体公司最终以商业失败告终，但它却因汇聚了当时最有才华的半导体物理学家（被称为“叛逆八人组”）而备受赞誉。这些人后来在美国创立了仙童半导体公司、英特尔、AMD以及数十家其他具有划时代意义的半导体公司。
• 每家美国半导体公司最初都在美国本土建造自己的半导体制造工厂（也称为代工厂）。20世纪90年代，杰里·桑德斯曾自诩“真男人都有晶圆厂”。但随着时间的推移，代工厂的建设速度逐渐放缓，并最终出现逆转，因为在指数级应用和快速微型化的压力下，维持代工厂变得越来越不可行。随着市场的成熟，只有最大的半导体公司才能维持领先的内部代工厂。如今，英特尔仍然是唯一一家在美国本土拥有领先代工厂的美国公司。
• 半导体制造最初的商业模式由集成设备制造商 ( IDM )主导，他们控制着芯片从设计到制造再到销售的端到端价值链。然而，随着每一代芯片的复杂性不断提升、亚洲制造成本的降低以及亚洲制造商产能的快速提升，半导体制造行业出现了分化，最终形成了两种类型的公司：晶圆厂 (fab) 和非晶圆厂 (fab-not)。
• 20世纪80年代，人们普遍认为企业可以将代工服务外包给成本更低的海外公司。如果美国专注于芯片设计中对智力要求更高的环节，同时将技术含量较低的制造工作外包到国外，那将是一种“成功”。因此，美国在全球芯片制造中的份额从20世纪60年代的100%下降到1990年的37%。到2024年，这一数字进一步下降到仅为8%。
• 英特尔的首位员工、第三任首席执行官安迪·格罗夫并不认同这种观点。2010年，格罗夫事后解释了这种离岸外包模式造成的损害：“我们破坏了在技术演进中至关重要的经验链……放弃今天的‘商品’制造，可能会让我们被排除在未来的新兴产业之外。”
• 在21世纪的前二十年，大多数美国公司并不认为依赖台积电进行大部分半导体制造是一个问题。但2021年新冠疫情导致的供应链中断造成的芯片短缺，以及2022年后人工智能芯片的狂热，改变了人们的普遍看法。突然之间，每个人都意识到这个问题已经严重到足以成为国家优先事项。
• 与中国即将展开的第二次冷战的下一个战场将是人工智能。但如果无法获得运行这些人工智能模型的尖端芯片，西方在人工智能领域的领先地位以及将其用于地缘政治安全的能力将受到严重影响。对这个小岛和台积电的过度依赖，给美国带来了一个危险的瓶颈。这是一个紧迫且不可接受的弱点，它将威胁到我们的国家安全和技术优势。现在的问题不是美国是否需要自己的台积电，而是我们将如何打造一家这样的公司。
• 本文主要将探讨解决这一关键漏洞的三个方案：是白手起家建立一家美国半导体制造公司，还是借鉴台积电的专业知识，还是从现有具备相应能力的厂商手中“收购”？我们的结论是，只有一个现实的选择：英特尔是重建美国国内半导体制造能力的必经之路。
• 半导体分析师、SemiAnalysis 创始人 Dylan Patel断言：“作为唯一一家拥有先进逻辑研发和制造能力的国内公司，英特尔代工厂的生存对于美国的国家和经济安全至关重要。”
• 英特尔代工厂的成功再工业化之路一直受到两大核心力量的阻碍：(1) 传统的以工程为中心的文化逐渐被以管理为中心的文化所取代，导致制造能力下降；(2) 内部制造能力与外部设计合作伙伴之间持续存在的利益冲突，而英特尔一直试图忽视这种冲突。直到最近几年，人们才逐渐意识到必须做出改变。英特尔正面临创新者的窘境，它再也无法选择袖手旁观。
• 半导体的历史就是美国的历史。从发明者到制造商，再到消费者，最终沦为人质。美国与半导体行业的历史错综复杂。展望未来，半导体仍将是美国技术独立性生死攸关的最重要基石。摆脱当前困境的唯一解决方案，是从现有的英特尔代工业务中，组建一家美国半导体制造公司（ASMC）。
• 尽管英特尔在本论文中扮演着核心角色，但它并非确保我们技术独立所需的唯一解决方案。先进半导体制造 (ASMC) 的理想需要整个生态系统才能实现，包括美国政府对美国半导体制造业的资金和激励国内人才的支持、一批愿意致力于美国半导体产能的忠实美国科技公司、引领美国重建能力的英特尔代工厂，以及构建新芯片设计、研究半导体材料和新计算范式的新时代初创企业。
• 本文概述了关键领域及其不断发展的故事，但并非详尽无遗。我们的研究建立在一些杰出贡献者的研究基础之上，包括SemiAnalysis的Dylan Patel及其团队、Dan Nystedt、Palladium、Institute For Progress、Raja Koduri、Dwarkesh Patel、Stratechery的Ben Thompson、ChipStrat的Austin Lyons、Asterisk，以及John Lewis Gaddis、Chris Miller等众多作家。

想象一下，一个面积仅为13,976平方英里（约3.4万平方公里），略大于马里兰州的国家。在一个各国都囤积核武器、濒临大国冲突的世界里，一个小岛能带来多大的影响？

事实证明，这是一个相当大的地方。一个看似不起眼的地方，很可能是当今世界最大的地缘政治热点：中国台湾省。

为了量化其经济重要性，围绕中国台湾省的大规模冲突以及由此导致的中国台湾省半导体制造公司（台积电）的关闭可能会导致全球经济崩溃，损失约10 万亿美元，并在一夜之间抹去全球 GDP 的10% 。

为争夺稀缺资源而发动战争并非新鲜事。盐、茶和石油都曾引发过相当多的冲突。然而，尽管像火药这样的变革性技术在历史上确实提供了决定性但短暂的优势，但第一次冷战标志着一种新的冲突范式，因为它被一种可以独自决定任何冲突结果的独特能力所定义：核武器。

随着冷战的演变，战场围绕着日益精进的先进核运载系统的能力展开，从1955年的核潜艇到1969年的太空竞赛，再到1983年的“星球大战”导弹防御计划；所有这些行动都旨在扩大洲际打击能力。但核建设需要两种基础资源之一：浓缩铀235或钚239。没有它们，就不可能制造核武器。

尽管第一次冷战随着20世纪90年代柏林墙的倒塌和苏联的解体而结束，但中美之间又出现了新的冲突，被称为第二次冷战，其在许多方面与第一次冷战相似。

例如，其基本动力始终如一：成为第一个开发出能够带来绝对永久优势的技术的国家。这项技术就是通用人工智能（AGI）。

AGI 可能引发指数级的智能爆炸，开启自我改进的研究，从而发现战斗机的新型材料，制定无与伦比的战争策略，以超人的效率指挥自主无人机编队，并为战争带来革命性的科学突破。因此，率先实现 AGI 并充分释放其潜力的国家将拥有决定性的优势。正如第一次冷战中的核军备竞赛依赖于钚和铀等基础资源一样，第二次冷战也将依赖于使 AGI 成为可能的基础资源：先进的半导体。

人工智能的重要性早已为美国的对手们所熟知。2017年，弗拉基米尔·普京从他的角度阐述了人工智能的关键性：“谁成为（人工智能）领域的领导者，谁就将成为世界的统治者。” 到2018年，中国在半导体进口上的支出已超过其在石油进口上的支出。

2014年至2024年，中国在人工智能等战略领域投入近1万亿美元，目前其在人工智能前沿实验室的实力已远远落后于美国。中国于2025年1月发布了DeepSeek-R1，据称这是一种廉价、开源、高效的人工智能模型，被称为新冷战中的“斯普特尼克时刻”。与70年前的斯普特尼克号发射类似，DeepSeek向世界展示了一个坚定的地缘政治对手在人工智能领域超越了美国（尽管只是暂时的）。

第二次冷战中，两大阵营在人工智能领域的差距正在缩小，这使得先进半导体的战略重要性达到了难以估量的程度。毫不夸张地说，谁控制了人工智能的这一基础资源，谁就将成为第二次冷战的赢家。

这就是中国台湾省的切入点。迄今为止，中国台湾省地缘政治重要性不成比例的最大原因是一家公司：台积电。台积电在中国台湾省境内生产着全球近92%的先进半导体芯片，这些芯片对人工智能相关应用至关重要。尽管台湾在政治上与美国结盟，但距离中国海岸仅110英里。中国一直对中国台湾省岛提出领土主张，与台湾存在对抗关系。

半导体分为前沿节点和传统节点。前沿芯片是指采用全新先进工艺制造的芯片，这些工艺可以将小至 2 纳米的晶体管特征印制到硅晶片上。理论上，更小的晶体管意味着更快的处理速度、更低的功耗和更丰富的功能，因此前沿芯片几乎完全支持最新的 AI 模型、计算机和智能手机。

相反，传统节点的晶体管尺寸要大得多，通常为 28 纳米或更高。这些节点的成本明显更低，也更容易生产，因此主要用于汽车和日常家电等不需要超高性能的普通电子产品。对于生产我们可能需要的任何电子设备而言，获取传统节点仍然至关重要。但如果无法获取先进节点，构建前沿人工智能模型几乎是不可能的。

值得注意的是这一区别。虽然中国台湾省生产了全球约67%的半导体，但台湾在先进节点领域占据主导地位。这是美国和中国在人工智能竞赛中面临的关键瓶颈。除此之外，半导体供应链的影响远不止人工智能，如果这些供应链被切断，将直接影响美国军方的作战能力。

例如，先进和传统节点半导体越来越多地应用于美国军方所依赖的每一种关键武器。精确制导导弹、F-35战斗机或无人机，以及几乎任何依赖传感器、雷达、制导系统或摄像机的现代军事系统，都包含先进的半导体芯片。

如果无法获得中国台湾省的半导体，美国的军事实力将受到直接影响。我们将无力开发先进的人工智能，更不用说追求通用人工智能（AGI）了，而任何能够获得通用人工智能的人都将拥有与我们相比的复合优势。我们也无法组装大多数已成为现代军事关键组成部分的先进技术。因此，中国台湾省在消费者、企业和军事应用领域都构成了一个巨大的单点故障。

在本篇深入探讨中，我们将探讨美国是如何陷入如今困境的。我们是如何让构建未来的基础面临如此危险的？美国又该如何避免继续依赖中国台湾省湾的地缘政治？

我们的答案是，摆脱当前困境的唯一途径是美国建立一家美国半导体制造公司。要理解其原因和方式，我们必须首先了解我们是如何走到这一步的。

任何稍微有点电子产品都至少包含一个半导体芯片，从手机和电脑等系统到电饭煲和 LED 灯泡等我们习以为常的设备。

鉴于超过70%的电子产品是在亚洲制造的，人们很容易将半导体的发展与亚洲制造业的崛起混为一谈。但我们忘记了，半导体是在美国本土发明的，并且是此后几十年美国科技产业的基石。互联网、个人电脑、手机——过去100年来，科技创新的方方面面都建立在半导体技术的基础之上。

晶体管：半导体的基石

1947年，美国物理学家约翰·巴丁、沃尔特·布拉顿和威廉·肖克利发明了晶体管，这标志着半导体革命的关键突破。这种由贝尔实验室研发的双极点接触晶体管，为最早的电子电路——真空管——提供了一种更小、更可靠、更节能的替代品。

“晶体管”一词由贝尔实验室工程师约翰·R·皮尔斯创造，源于“传输”和“电阻”两个词的组合，描述了该器件的工作原理。晶体管的工作原理是利用较小的输入电压或电流来控制在两个端子之间流动的较大电流，其作用类似于可变电阻器，其阻值会根据输入信号而变化。

自发明以来，晶体管便迅速发展，反映了全球化的兴起，因为大公司将越来越多的生产外包给外国制造商。

虽然贝尔实验室的团队因其研究成果于1956年获得了诺贝尔奖，但最终将晶体管商业化的并非贝尔实验室。而是德州仪器（TI），该公司仅以2.5万美元的价格从贝尔实验室的母公司AT&T获得了许可。该公司成立于1951年，不到一年便开始量产锗晶体管。

最初商业化的晶体管是用锗制造的，但这种半导体材料面临着重大的局限性，例如高漏电流和低耐热性。德州仪器 (TI) 很早就意识到了这些局限性，并于 1954 年从生产锗晶体管转型，将第一款硅晶体管商业化。硅更可靠，最重要的是，更容易实现可靠的量产。这巩固了硅作为未来 70 年首选半导体材料的地位。但计算的未来并非由生产独立晶体管的德州仪器 (TI) 打造。相反，肖克利半导体公司 (Shockley Semiconductor) 打造了硅集成电路。

硅谷与硅集成电路

1955年，贝尔实验室校友、曾领导发明原始锗晶体管团队的威廉·肖克利（William Shockley）创立了自己的公司：肖克利半导体实验室（Shockley Semiconductor Laboratory）。由于年迈的母亲以及对加州理工学院的热爱，肖克利没有选择在贝尔实验室、通用电气和IBM等公司云集的东海岸制造业中心——帕洛阿尔托——开设自己的实验室。

硅谷诞生了。

虽然肖克利半导体公司最终以商业失败告终，但它却因汇聚科技史上最重要的群体之一—— “八叛逆者”而备受赞誉。由于肖克利在贝尔实验室以管理狂人而闻名，他很难招到人才，说服人们搬到加州也并非易事。

肖克利在《纽约时报》和《帕洛阿尔托时报》上刊登了招聘广告。在收到约300 份回复后，肖克利于1956 年 9 月将招聘范围缩小到 32 名员工。回复广告的人员包括肖克利早期投资者贝克曼仪器公司的前实习生杰伊·拉斯特 (Jay Last)、麻省理工学院和约翰霍普金斯大学的博士戈登·摩尔 (Gordon Moore)、飞歌公司的罗伯特·诺伊斯 (Robert Noyce)、斯坦福大学的维克多·格林尼奇 ( Victor Grinich ) 和陶氏化学公司的谢尔顿·罗伯茨 (Sheldon Roberts)。其他人则由肖克利直接招募，包括贝尔实验室姊妹公司西部电气公司的朱利叶斯·布兰克 (Julius Blank) 和尤金·克莱纳 (Eugene Kleiner) 以及加州理工学院的吉恩·霍尔尼 (Jean Hoerni)。

这八名员工几乎撑不过一年。在忍受了肖克利极度的偏执（包括电话录音、有限的内部合作以及强制性的测谎测试）之后，八人决定叛逃，独立创业。1957年9月，仙童半导体公司正式成立。

1959年初，“八叛徒”之一罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce）开发了一种基于硅的集成电路（IC）。几乎与此同时，1958年末，德州仪器（TI）员工杰克·基尔比（Jack Kilby）也开发了这种集成电路，只不过他使用的是锗而不是硅。这种集成电路能够将多个晶体管、电阻器和电容器蚀刻到单个硅芯片上，从而大幅降低了电子电路的尺寸和复杂性。这种小型化使得生产更小、更轻、更高效的设备成为可能，为便携式电子设备和计算技术铺平了道路。

虽然后来获得集成电路诺贝尔奖的是杰克·基尔比，而不是罗伯特·诺伊斯，但主导集成电路市场的却是仙童半导体公司。仙童半导体公司在1959年将首批商用硅晶体管投入量产后，在1968年的巅峰时期控制了集成电路市场37%的份额。

早期真空管研究的大部分资金来自美国军方，集成电路研究亦是如此。20世纪50年代和60年代，美国空军和美国国家航空航天局（NASA）是集成电路的主要消费者，用于其登月任务和越南战争期间的精确制导“民兵”II导弹。超过50%的研发资金由政府补贴，这实际上催生了整个行业。仙童公司80%的收入一度直接来自军方。斯坦福大学硅谷档案馆的项目历史学家莱斯利·柏林也指出，“早期微芯片100%都用于国防用途。”

最终，几乎应用于所有军事用途的集成电路开始在商业市场上流行起来。1968年，仙童公司校友戈登·摩尔和罗伯特·诺伊斯创立了英特尔，明确表示不仅要与军方合作，还要开拓新兴的消费市场。他们设想“一个更大的芯片民用市场，尽管在20世纪60年代初，这样的市场还不存在。”

但这个市场正在到来。金属氧化物半导体(MOS) 芯片技术的发展最终促成了英特尔首款商用微处理器的诞生。英特尔 4004于 1971 年发布，主要用于商用计算器。随着微处理器体积越来越小，量产使其价格越来越低廉，为 20 世纪 70 年代末和 80 年代的个人电脑革命奠定了基础。英特尔 8080微芯片于 1974 年应用于Altair 8800，许多人认为它是第一台个人电脑。

1977年，个人电脑迎来了它自己的“三位一体”时代：Apple II、Commodore PET 和 TRS-80 的发布；它们全部由美国公司生产。站在那个时代，人们很容易相信美国的技术主导地位才刚刚开始。不幸的是，事实恰恰相反，至少在半导体制造领域是如此。

美国逐渐、然后突然衰落的基础已经奠定。

“八叛徒”在仙童半导体公司开办工厂十多年后，另一批八名叛徒也创办了另一家半导体制造公司，不过这一次，他们不是加入了仙童，而是离开了仙童。在仙童公司冉冉升起的营销新星杰里·桑德斯的带领下，这批叛徒于1969年创立了自己的公司，名为超微半导体公司（AMD）。桑德斯体现了20世纪80年代和90年代美国半导体制造业盛行的“男子汉姿态”，而讽刺的是，美国本土的半导体制造能力却正在悄然受到削弱。

历史上，美国半导体公司采用集成设备制造商 ( IDM ) 模式运营，即公司控制着芯片从设计到内部制造的端到端价值链。这些制造工厂（也称为晶圆厂或代工厂）曾是美国人的骄傲，杰里·桑德斯在 20 世纪 90 年代的名言“真男人有晶圆厂”就体现了这种自豪感。但随着时间的推移，代工厂的建设速度逐渐放缓，并最终出现逆转，因为半导体技术的指数级应用和快速改进的压力使得维持代工厂变得越来越难以实现：

• 指数级应用：1966年，当半导体的用途仍主要以国防为主导时，其销售额就突破了10亿美元。到了20世纪90年代，半导体已在个人电脑（IBM和苹果）以及录像机、视频游戏等消费电子产品中无处不在。这使得半导体销售额在1994年达到1000亿美元。 2021年，这一数字达到5550亿美元，全球半导体销量超过1.15万亿。
• 快速改进：半导体行业的精髓在于摩尔定律，即戈登·摩尔在1965年预测的集成电路中晶体管的数量每年都会翻一番（1975年修订为每两年翻一番）。这一改进速度一直持续到2016年。虽然这一速度可能并非每两年翻一番，但进步速度仍然相当快。台积电和英特尔等公司计划分别在2025年和2027年生产2纳米和1纳米芯片。

这两个因素共同作用，给传统的半导体制造商带来了巨大的压力。随着全球半导体需求的持续爆发式增长，以及每一代芯片的技术复杂性日益提升，制造商开始寻求扩展自身能力的方法。

第一种做法是传统的离岸外包，就像从纺织业到汽车业的其他工业领域一样。早在1963年，仙童公司就与日本电气公司（NEC）签署了一项许可协议，以生产相对简单的分立半导体元件，例如晶体管和基本逻辑集成电路。罗伯特·诺伊斯本人也于1963年访问了该公司。

在20世纪60年代和70年代，其他公司也纷纷效仿，包括RCA、德州仪器、英特尔和摩托罗拉，它们与亚洲公司日立、东芝、三星和富士通合作生产半导体元件。值得注意的是，最初，外包的元件并非制造业的前沿产品。这些元件只是一些简单的分立晶体管、二极管、逻辑门和基本的存储元件，其目的仅仅是为了缓解快速采用带来的产能提升压力。而外包合作伙伴则负责生产这些简单的元件，使美国半导体制造公司能够专注于前沿技术。

一个关键的转折点是20世纪80年代动态随机存取存储器（DRAM）芯片的竞争。DRAM存储器于20世纪70年代由英特尔发明，但由于未能与亚洲制造商竞争，最终于14年后的1984年被迫退出该业务。此时，亚洲的半导体代工厂已经积累了强大的半导体制造能力，使其能够更容易地争夺DRAM芯片制造等更先进的技术。美国半导体制造商对更大产能的追求，无意中为其亚洲合作伙伴提供了与这些制造商竞争所需的经验，并最终成为竞争对手。

结果，美国国内芯片制造的比例从20世纪60年代的100%下降到1990年的37%。但这实际上被视为一个积极的发展。当时普遍的看法是，企业可以将代工服务外包给更便宜的海外公司。如果美国专注于芯片设计中对智力要求更高的环节，同时将技术含量较低的制造工作外包到国外，那将是一种“成功”。英特尔的第一位员工兼第三任首席执行官安迪·格罗夫对此并不认同。2010年，格罗夫事后解释了离岸外包对行业造成的损害：

事实也确实如此。就连杰里·桑德斯也放弃了“真男人都要建晶圆厂”的主张，在2009年剥离了内部代工厂，组建了如今的格芯（GlobalFoundries） 。正如克里斯·米勒在《芯片战争》一书中所解释的那样：“拥有并运营一家晶圆厂，赚钱变得越来越难。每一代技术的进步都使得晶圆厂的成本更高。” 每一代芯片的复杂性都在不断提升，亚洲制造成本的降低，以及亚洲制造商产能的快速提升，在半导体制造业中造成了两种类型的公司：拥有晶圆厂的公司和非晶圆厂的公司。

如今，美国仍以非晶圆厂为主，国内芯片制造产能进一步缩减至仅占全球产能的8% 。

Fabs 和 Fab-Nots

1958年，八大叛逆者刚刚在仙童公司开始工作，英特尔和AMD时代尚未到来，张忠谋加入了德州仪器（TI），并最终领导了该公司的离岸外包业务。1968年，张忠谋首次访问中国台湾省，评估德州仪器在中国台湾省建厂的潜力。

中国台湾省政府官员意识到与美国制造公司合作的重要性。当时领导这项工作的是台湾经济部长李国鼎。面对日益敌对的中国大陆，李国鼎认为，即使美国人无意保卫台湾，他们“或许愿意保卫德州仪器”，这一战略后来被称为台湾的“硅盾” 。李国鼎说服张忠谋将德州仪器的代工厂转移到中国台湾省，并于1969年8月在中国台湾省建造了第一家德州仪器工厂。到1980年，该工厂交付了第10亿个晶体管。

但李嘉诚希望张忠谋做的不仅仅是通过德州仪器作为代理来支持中国台湾省。1985 年，李嘉诚要求张忠谋“领导中国台湾省的芯片产业”并“推动台湾的半导体产业”，而不考虑资本成本。对李嘉诚来说幸运的是，自 20 世纪 70 年代中期以来，张忠谋一直在考虑建立一家半导体代工厂，只生产其他公司设计的芯片，而不设计自己的芯片。现在，他有机会在一个GDP达630 亿美元的国家的支持下实现这一目标。这是当时德州仪器市值的20 倍。张忠谋于 1983 年离开德州仪器，他对机构惰性感到沮丧，这让张忠谋认真考虑了李嘉诚的提议。1985 年，张忠谋同意领导中国台湾省工业技术研究院，开启了现代东亚历史上最重要的工业赌注，这家企业最终成为了我们今天所知的半导体巨头——中国台湾省半导体制造公司 (TSMC)。

虽然当时的一些公司，例如英特尔和德州仪器，仍然是IDM，但到了20世纪80年代，半导体行业的新标准是成为无晶圆厂芯片设计公司。如果能够转向其他更便宜的制造方式，拥有晶圆厂就不再是值得骄傲的事情了。无晶圆厂芯片设计公司会进行必要的研发，以在芯片能力方面取得突破。但那时，他们不再进行内部制造，而是转向像台积电这样的纯晶圆代工厂，以获得更低的成本。

在纯晶圆代工模式下，张忠谋的台积电将发展壮大，超越现行的IDM模式。通过专注于为其他芯片设计公司制造半导体，台积电可以服务于众多无晶圆厂设计公司。这种需求的聚合将使台积电实现巨大的产量，进而创造单一内部代工厂无法复制的制造效率。

美国半导体制造市场的份额从1990年的37%下降到2024年的10% ，而台湾的份额则在同一时期从几乎为零增长到22%，超过了美国和欧洲市场份额的总和。截至2024年第四季度，台积电控制着全球半导体代工市场约67%的份额，并供应着全球92%的先进芯片。

张忠谋最初构想这种纯晶圆代工业务是在20世纪60年代末接触到学习曲线理论之后。该理论有时被称为赖特定律，指出累计产量每翻一番，生产成本就会下降一个百分比。因此，张忠谋的台积电纯晶圆代工厂凭借服务众多客户和汇聚行业需求的优势，可以扩大产量，从而降低生产成本。

但对纯晶圆代工等商业模式的需求取决于无晶圆厂半导体公司的出现，而当时市场上并不存在这样的公司。1984年，只有赛灵思（Xilinx）采用无晶圆厂模式运营。但这种情况并没有持续太久：在1987年台积电成立后，许多公司都采用了无晶圆厂模式：Altera、高通、Cirrus Logic，以及最重要的， 1993年的英伟达（Nvidia）。

正当许多人将离岸外包视为胜利时，半导体制造业的经济模式再次被颠覆，取而代之的是台积电等纯晶圆代工厂与英伟达等无晶圆厂芯片设计公司之间的新格局。正如克里斯·米勒在《芯片战争》一书中所描述的，新一代半导体领军人物对于他们最关注的业务领域有着截然不同的看法：

正如格罗夫在2010年所担心的那样，对经济效率的追求最终将美国芯片公司“拒之门外”。快速采用和技术改进的持续循环催生了摩尔第二定律，也称为洛克定律（以首次提出该定律的亚瑟·洛克命名）。该定律认为，半导体晶圆厂的成本每四年翻一番。事实证明，半导体晶圆厂的成本已从20世纪70年代的3100万美元（按2024年的美元汇率计算）飙升至如今的至少320亿美元；每五年成本翻一番。

半导体晶圆厂建设成本的不断攀升，已使芯片制造超出了大多数无晶圆厂半导体公司的财务承受能力。然而，多年来，人们普遍认为国内芯片制造能力不足并非问题所在。但半导体行业（尤其是人工智能）的加速发展比以往任何时候都更清楚地表明，制造能力远非一个可以随意开启或关闭的开关。尖端半导体节点产能的丧失已造成负面的下游效应，包括能源、机械设备、专业人才和技术专长等基础设施的严重匮乏。

对大多数公司来说，这似乎不是什么问题。但到了2021年，几乎所有人都意识到这是一个大问题。

2021年的芯片短缺影响了每个人。汽车行业无法获得足够的芯片，导致2021年汽车产量比预期减少了800万辆，造成了2100亿美元的收入损失。苹果公司因缺乏芯片供应，被迫将iPhone的产量目标下调了1000万部。数据中心建设项目的交付周期增加了52周。多个行业的领导者开始意识到美国科技供应链中存在的关键漏洞。

与此同时，美国军方和政府官员对美国对单一外国的技术依赖日益担忧。中国台湾省的硅屏蔽已成为美国的一个关键弱点。如果美中之间因一个关键的资源瓶颈而爆发第二次冷战，那么台湾将成为瓶颈。

中国一再宣称对中国台湾省拥有主权，尽管从未对其进行过统治。2024年10月，中国声称台湾是一个“流氓省份”，最终将通过武力与大陆统一。同年，中国在中国台湾省附近的军事存在增加了300%以上。

至关重要的是，中国台湾省在消费电子产品和军事能力方面都至关重要。美国绝大多数军事系统都需要台积电生产的芯片，例如洛克希德的F-35战斗机。随着人工智能在战争中的日益普及，这种依赖只会加剧。令人震惊的是，美国军方对中国大陆的半导体依赖程度与对中国台湾省的依赖程度相当，美国武器40%的半导体都是在中国制造的。

与此同时，与美国不同，中国一直专注于在岸生产和提升国内半导体产能。截至2024年，中国已占据50-180纳米成熟节点半导体市场的24%，预计到2030年，中国将占据全球各类半导体供应量的25% 。中国优先发展先进节点产能，并采取多项举措，例如设立国家集成电路产业投资基金，该基金已投资超过1500亿美元，用于推动国内先进芯片的生产。显然，中共的目标是芯片主权，并公开宣称半导体制造业是中国“综合国力”发展的最重要一步。

此外，随着中国大陆在半导体制造能力方面越来越独立于中国台湾省，中国大陆对台湾进行军事干预的风险也在增加。一些预防措施已被探索，例如美国威胁称，如果中国大陆收复，美国将“炸毁台积电”，甚至中国台湾省也在努力在台积电的EUV光刻机上安装“远程自毁”功能。

虽然中国宣称的意识形态目标是统一，但其地缘政治目标可能更多地在于切断世界其他地区获取台积电芯片的渠道，并在尖端半导体制造领域建立更主导的地位。这可能意味着，控制台积电代工厂甚至没有必要。一位分析师质疑：“如果统一计划的根本目标是摧毁台积电工厂以及中国台湾省及其他地区的半导体供应链，那会怎样？” 如果中国台湾省和韩国的芯片制造能力被削弱，中国在全球半导体供应量中所占的12%将迅速跃升至全球产能的约33% 。

如果无法获得尖端芯片，西方国家跟上尖端人工智能发展步伐的能力将受到严重限制。如果我们相信率先开发出通用人工智能的国家将拥有超越其竞争对手的绝对实力，那么所有国家都将人工智能发展视为国家优先事项也就合情合理了。从这个角度来看，计算能力是推动一个国家发展人工智能的最大投入。

因此，Anthropic首席执行官达里奥·阿莫迪 (Dario Amodei)在 2024 年 10 月表示：“如果我们希望人工智能有利于民主和个人权利，我们就必须为此而奋斗。” OpenAI首席执行官萨姆·奥特曼 (Sam Altman )在 2024 年 7 月表示，“我们这个时代的紧迫问题”是“谁将掌控人工智能的未来？世界各地的专制政府都愿意投入巨资来追赶并最终超越我们。”

中美之间的人工智能竞赛被称为第二次冷战，在某种程度上，它与冷战时期美国和苏联之间的太空竞赛相似，因为两个国家都在争夺关键的技术能力。

不同之处在于赌注。

将第一个物体送入轨道或首次将人类送上月球只是象征性的公关胜利，而人工智能将直接影响军事战略。此外，人工智能的发展轨迹呈指数级增长；一个国家的人工智能能力越强，其人工智能技术进步的速度就越快，因为它可以利用现有的人工智能技术进一步加速下一代人工智能的开发。这意味着，率先开发出卓越人工智能能力的国家将拥有显著的先发优势，这种优势将随着时间的推移而不断增强。这与大多数其他军事技术（从火药到核武器）的情况正好相反，这些技术通常只能在扩散到竞争对手手中之前带来短暂的优势。

如果中国收复中国台湾省，在最好的情况下摧毁台积电，或在最坏的情况下收购该公司，中国将有效地切断全球获取先进半导体的渠道，并在扩大其国内芯片制造能力的同时，确保在人工智能发展方面取得决定性优势。更重要的是，如果中国干预台湾并升级为大规模冲突，鉴于美国缺乏这项关键战场技术的获取渠道，其军方将无力与中国竞争。美国的远程反舰导弹供应很可能在五天左右耗尽，并且可能需要数年时间才能补充。

美国的脆弱性并非假设，而是紧迫且不可接受的。我们已经意识到，对台积电和中国台湾省的依赖会造成危险的瓶颈，危及我们的技术优势和国家安全。现在的问题不是美国是否需要自己的台积电，而是我们如何获得它。

对于我们依赖台积电所造成的地缘政治难题，最简单的答案是，我们需要有意志力，自己打造美国半导体制造公司（ASMC）。但洛克定律让这变得异常困难。建造芯片制造厂的成本稳步上升，从2020年的预计200亿美元，增长到2025年高达450亿美元的代工综合体。

如果美国想要建立ASMC，我们只有几个选择：

选项 1：从头构建 ASMC

理论上，从零开始建设 ASMC 只需 200 亿美元。如果优先考虑，美国政府可以拨出这笔资金用于这项工作。这笔资金将用于：

• 先进的制造设备：每个制造工厂都需要高度专业化的机器，例如极紫外 (EUV) 光刻机，尤其是高数值孔径 (NA) 系统，每台成本高达3.8 亿美元。一个晶圆厂可能需要5 到 10 台机器，仅此一项就可能耗资数十亿美元。这还不包括其他数十种必要的设备：化学气相沉积系统、溅射机、离子注入机、专用化学品、光刻胶等等。
• 复杂的公用设施基础设施：从稳定的电力供应到水净化和废物管理，芯片厂就像一座城市。任何限制晶圆厂对其复杂环境控制的限制都可能导致严重的效率低下，以至于一些晶圆厂“在当地公用事业无法保证供应时被取消或搬迁”。
• 受控洁净室环境：芯片制造是一门极其精密的工艺，必须在比医院手术室洁净数千倍的超净环境中进行，以避免污染。这些环境包括先进的空气过滤系统、温湿度控制以及减震机制，其中包括专门设计的深层混凝土板，可以消除哪怕是微小的振动。
• 克服监管障碍：根据《国家环境政策法案》（NEPA）和其他严格的环境保护法，建设工期将超过900天（约3年），而成本则是海外建造的同等设施的四倍。

但这仅仅是开灯而已。要有效运营晶圆厂，需要专业知识；而美国并不具备这些专业知识。不幸的是，尽管美国是集成电路的发源地，但制造尖端芯片和制造工艺的专业知识已大部分转移到亚洲。张忠谋在20世纪60年代末70年代初提出的关键洞见是，学习曲线理论能够使生产成本随着产量的增加而下降。但其优势不仅在于降低成本，还在于提高销售量。

制造尖端芯片是人类迄今为止最复杂的制造工艺之一。它涉及在原子尺度上操控材料，每个晶圆需要数千个独立的工艺步骤。这种专业技能在美国并不常见，至少很少。当台积电计划在亚利桑那州建厂时，该公司不得不派遣600名美国工程师前往台湾接受培训。

预计到2030年，美国半导体制造业的技术工人缺口将达到30万。或许，从长远来看，美国可以建立教育项目来增加人才流动，但对于像半导体制造这样高度专业化的领域来说，教育和实践经验是相辅相成的。台积电斥资数百万美元用于大学合作项目，资助支持非全日制研究生学位或现场授课的研究。此外，台积电还建立了一个“新人培训中心”，为大学学习提供3至6个月的快速入门培训，这些培训通常也是学校专门培训的延续。

中国台湾省花了几十年时间从零开始建立这些项目，而美国面临的压力不仅在于目前主攻半导体行业的材料科学专业学生数量有限，还在于时间紧迫，因为中国大陆已经大举挖角其他公司的半导体工程师。中国大陆已经公然招募中国台湾省、韩国和美国的半导体工程师，并通过黑客攻击、强制技术转让和工业间谍活动，为本国员工提供获取最新研究成果的机会。一位前中央情报局高级情报官员称之为“历史上最大的财富转移”。

在国内生产半导体是一项艰巨的任务，从成本和复杂性到人才培养，都不容忽视。一些公司正在尝试重建美国的半导体产能，从新的芯片设计工具到新时代的模块化晶圆厂，但这些尝试需要很长时间才能扩大规模，无法在未来10年内实现有意义的生产。以下概述了众多在新时代半导体价值链中不断创新的私营公司。

任何公司面临的最大挑战，无论是从零开始建造晶圆厂，还是采用新方法，都是实现规模化。在全球1.2万亿片半导体销量中，美国占据了25%的需求，约合3000亿片。诚然，其中只有一部分是台积电提供的尖端芯片。但无论如何，美国生产的半导体仅占其所需半导体的一小部分，而与中国大陆在中国台湾省问题上即将爆发的冲突，并非美国有10年或20年的时间来规划。它很可能在短期内就会发生。

因此，从零开始建立美国半导体制造公司并不是一个可行的选择。

选项二：台积电在美国本土生产

许多人认为，与台积电在美国进行直接投资和合作是我们最好的机会。2021 年，台积电在亚利桑那州破土动工，建造了一座占地 350 万平方英尺的芯片厂。该工厂最初预计耗资 160 亿美元，最终耗资200 亿美元。据报道，其生产重点是每月生产2 万片4nm芯片。2024 年 12 月，台积电宣布，其位于亚利桑那的晶圆厂的产量预计将与台积电在中国台湾省的工厂“持平”，但关键的是单位成本更高。到 2025 年 3 月，该晶圆厂在亚利桑那州雇佣了3000 名员工。此外，台积电宣布计划投资1650 亿美元建设“三个新的制造厂、两个先进的封装设施和一个大型研发团队中心”，这是美国历史上最大的单笔外国直接投资。

然而，台积电在亚利桑那州的晶圆代工厂治标不治本。首先，即使台积电将所有精力都部署在美国，其位于亚利桑那州的两座晶圆厂的年产量估计也只有60万片，而台积电全年的晶圆产量为1600万片（仅占台积电总产能的5-7%）。其次，台积电的所有投资都将受到中国台湾省的监管审查，而且该公司在美国的投资正日益引起台湾民众的不安。批评台积电在美国投资的人士认为，这些举动是中国台湾省执政党“出卖台湾”的一个例子。

其他将台积电进一步纳入美国半导体产业的潜在尝试，引发了许多中国台湾省民众的恐慌，他们认为美国对台积电台湾工厂的依赖是一个特点，而不是一个缺陷。首先，在 2025 年 3 月，有传言称台积电曾讨论收购英特尔的晶圆代工业务，但台积电董事会成员刘保罗坚决否认了这一说法。然后，在 2025 年 4 月，又有传言称英特尔和台积电曾讨论成立一家合资公司，台积电将“运营英特尔的芯片制造设施，台积电在新公司中持有 20% 的股份”。这一次，台积电拒绝置评。然而，这些传言“在台湾引发了人们对国家可能失去硅盾的强烈抗议”。

即使台积电成功获得批准在美国进行大规模投资，其长期有效性仍存在重大疑问。2025年4月，台积电董事长魏哲家曾表示，公司可能会尝试将“未来30%的2纳米以下芯片生产设在美国”。但现实是，大多数尖端研究成果将永远留在台湾，这使得台湾能够始终垄断美国急需的尖端芯片，从而强化台湾的硅盾。

2025年4月，台湾推动了一项针对半导体专业技术和知识产权出口的新法律。一旦实施，该法律将“实质上禁止台积电出口其最新生产节点，并对违规行为处以罚款”。这再次表明，尽管台积电愿意与美国合作，但台湾政府正施加越来越大的压力，要求其避免这样做。

除了尖端研究将在何处进行的问题之外，一些分析师指出，向美国扩张的努力对台积电来说几乎没有商业价值。美国晶圆代工厂的建设成本飙升，以及美国和台湾工人之间的文化冲突，直接影响了台积电的盈利。被派往台湾培训一年的美国工人抱怨工作条件差、培训不足，而台湾工人则抱怨美国人傲慢自大，缺乏半导体工厂应有的职业道德。台积电的一家台湾化学品供应商表示，“由于生产材料供应不足，以及不熟悉美国法规”，其成本是台湾的十倍。

无论是由于台湾内部的阻力，还是外部与美国制造业的不兼容，我们依赖台积电的能力都面临足够多的障碍，无法代表稳定、长期的半导体合作伙伴关系。

选项 3：从英特尔购买该功能

如果我们既建不了所需的产能，又借不到，那我们能买吗？但要去哪里买一家能力强、技术领先的代工企业呢？就在圣克拉拉——英特尔的总部。

尽管美国半导体行业的核心趋势线将我们带入了当前的困境，但有一家公司作为集成设备制造商 ( IDM ) 始终保持着稳定：英特尔。事实上，英特尔是唯一一家（全球三家）尝试制造尖端芯片的美国公司。

英特尔目前的两大核心业务是英特尔产品和英特尔代工厂。英特尔产品历来是英特尔业务的重心，负责为个人电脑、笔记本电脑、服务器、物联网等设计新芯片。英特尔代工厂是英特尔业务的制造部门。过去，英特尔专注于生产自己的芯片。但现在，英特尔正越来越多地推动英特尔代工厂生产其他公司设计的芯片。

英特尔的代工业务已经创造了175 亿美元的收入，占英特尔 2024 年总收入的33% ，并且最近吸引了微软、AWS和波音等客户。

令人惊讶的是，美国的铸造厂已经存在！

但英特尔正苦苦挣扎。尽管代工业务贡献了33%的收入，但也造成了134亿美元的亏损，占英特尔2024年整体净亏损的114%。如果我们想通过收购进入重建的美国半导体制造业，英特尔是唯一的卖家。问题在于我们是否愿意收购。

英特尔的核心地位是本文余下的重点，因为我们认为，它是应对我们国内半导体制造能力不足所带来的关键国家安全风险的最佳选择。但这并不意味着我们不应该尝试从台积电的合作伙伴关系中获取任何我们能获得的东西。这也不意味着初创公司不应该追求新时代的半导体价值链。但正如备受尊敬的半导体分析师、SemiAnalysis 创始人 Dylan Patel 所明确指出的那样：

正因如此，在深入探索了当前的半导体生态系统之后，英特尔在我们深入研究中脱颖而出，占据了显著地位。英特尔的故事展现了我们如何丧失了制造尖端芯片的能力，以及我们需要如何重建这种能力。

当英特尔统治世界时

尽管英特尔近年来业绩不佳，但该公司曾是美国科技实力的主导力量。1971年，英特尔发布了世界上第一款商用微处理器——英特尔4004。在计算机发展的早期，英特尔曾是关键的参与者；例如，英特尔8080芯片于1974年被应用于Altair 8800。

英特尔数十年来始终致力于推动半导体技术的进步，尤其是在英特尔芯片工艺从上世纪70年代的6000纳米提升到3000纳米，或从2007年的45纳米提升到2011年的22纳米的时期，短短四年内工艺制程降低了51%。到2012年，英特尔的Ivy Bridge处理器不仅将行业工艺推进到22纳米，而且其架构在高压下实现了18%的性能提升，并在性能不变的情况下实现了50%的功耗降低。数十年来，英特尔一次又一次地处于领先地位：

• 2001 年：英特尔是首批在内部为其 x86 架构开发64 位扩展的公司之一。
• 2003 年：英特尔开发了奔腾 M/迅驰，以提高笔记本电脑级的效率。
• 2011 年：英特尔成为第一家（领先于台积电和三星）量产采用 FinFET（3D“三栅极”）晶体管的 22 纳米 CPU 的公司，这一突破通过从平面栅极转向三维栅极，降低了漏电流并提高了每瓦性能。
• 2016 年：英特尔收购Nervana Systems，试图在专用 AI 芯片领域占据领先地位。

从 1972 年到 2012 年，英特尔股价上涨了7,662%，市值从 1985 年的 16亿美元增至 1000多亿美元。但是，尽管英特尔享有市场领导者的声誉，但到 21 世纪初，其竞争力就已开始出现裂痕。失败源于英特尔无法将自己的突破性成果商业化、未能押注于日益关键的技术以及从工程文化向管理文化的转型。最终，在作为道琼斯工业平均指数的主要股票纳入 25 年后，英特尔于 2024 年 11 月从该指数中剔除，由 Nvidia 取代。2000 年 8 月，英特尔的市值达到峰值，估值为5090 亿美元，以 2024 年的美元价值计算，则为 9300 亿美元，成为当时地球上最有价值的上市公司。到 2025 年 5 月，即二十五年后，其市值缩水 10 倍，仅为900 亿美元。

英特尔的衰落

英特尔面临的一个关键障碍是其无法将基础投资商业化。

• 2003 年：虽然英特尔是最早开发 64 位扩展的公司之一，但 AMD率先通过 AMD64推出了64 位扩展。
• 2010年：臭名昭著的是，英特尔拒绝了苹果iPhone CPU的代工协议，并且从未利用其奔腾M/迅驰处理器的改进来推动手机或平板电脑市场的发展。相反，ARM崛起并主宰了该领域。
• 2018 年：尽管英特尔在 FinFET 晶体管方面取得了早期的成功，但台积电和三星很快就凭借 10nm 和 7nm 工艺超越了英特尔。
• 2020 年：英特尔收购 Nervana Systems 仅四年后，英特尔关闭了该集团，将以人工智能为中心的计算业务割让给了英伟达。

英特尔除了看似无法摆脱自身困境之外，尽管再次领先，但它在一个关键的突破性技术领域却犯了一个致命错误。这个技术是什么？极紫外光刻技术（EUV）。

EUV 设备被认为是任何晶圆代工工艺中最为出色的设备，用于将芯片图案图案化到硅晶圆上。这台极其精密的机器能够有效地将激光照射到比灰尘颗粒还小的锡滴上，从而产生特定波长的紫外线。每个锡滴会被照射两次，一次使其平坦化，一次使其蒸发，每秒照射 5 万次，产生的等离子体温度比太阳表面高 40 倍。荷兰先进半导体材料光刻技术公司 (ASML) 成立于 1984 年，耗时十年研发出这种类型的机器，每台机器的成本超过3.8 亿美元。

1997年，英特尔与美国能源部联合成立了EUV LLC公司，这是一个耗资2.5亿美元的财团，旨在将EUV从理论转化为现实。1999年，ASML加入了该财团。经过多年的合作，双方最终将EUV投入生产。2012年，英特尔向ASML投资31亿美元，获得ASML 15%的股份，并斥资10亿美元成立了一家EUV合资企业。这再次为芯片制造领域的前沿发展奠定了基础，而英特尔则走在了前列。

然而，到了采用 EUV 的时候，英特尔并没有充分利用在 EUV 上的投资，而是决定继续使用过时的多重图案 ArF 光刻技术。相反，台积电率先采用了这项技术，并使其在 7nm 节点的制造上超越了英特尔。

由于缺乏新的EUV光刻机，英特尔在10nm芯片研发上步履蹒跚。2013年，英特尔设定了2015年的量产目标，但由于早期良率低下，这一目标一再被推迟。此外，英特尔决定继续使用其较旧的多图案ArF光刻技术，这推迟了其向较新的EUV光刻技术的过渡。到2017年，台积电已开始量产10nm芯片，而英特尔仍在发布14nm芯片。

2018年，台积电开始在其7纳米芯片中使用EUV光刻技术。英特尔直到2021年才实现7纳米制程，并直到2023年发布4纳米芯片后才在生产中使用EUV ，这使得台积电在其所有制程中部署EUV技术方面领先了五年。截至2020年底，台积电已占据全球EUV安装量的50%。此后，英特尔一直在追赶台积电。

尽管英特尔步履蹒跚，但其代工部门仍有希望。AMD 的分拆工厂 GlobalFoundries在 2018 年放弃了制造尖端芯片的努力，而英特尔则雄心勃勃地将 2 纳米芯片的生产期限定在 2025 年底，这将使其与台积电的 2 纳米工艺保持一致。一些行业分析师预测，英特尔的芯片可能优于台积电，而另一些人则相信台积电将保持领先地位。如果英特尔能够成功按时完成这一目标，这将是半导体制造史上最快的节点推进。这场竞赛远未结束。

但如果英特尔不仅要保持其在前沿领域的初步掌握，而且要取得领先，它就必须考虑自己的创新者困境。

英特尔的创新者窘境

英特尔亟需的重塑受到两大核心力量的阻碍：(1) 管理文化凌驾于工程文化之上；(2) 芯片制造和芯片设计之间持续存在的利益冲突，而英特尔一直对此视而不见。英特尔的裂痕至少在2015年就已显现，当时该公司首次推迟了10纳米芯片的发布，但直到最近几年，它才明显意识到必须做出改变。英特尔正面临创新者的困境，它再也无法选择袖手旁观。

第一，文化。

从文化角度来看，英特尔的现状被定义为由管理而非工程驱动。但英特尔并不是这样起步的：其最初的创始人罗伯特·诺伊斯、戈登·摩尔和安迪·格罗夫被认为是一代工程师。向管理优先权的转变始于保罗·欧德宁的领导，他于 2005 年至 2013 年担任英特尔首席执行官。他是第一位“没有接受过正规工程培训”的英特尔首席执行官。上任第一年，欧德宁花费106 亿美元回购股票，并最终在 2011 年创下了143 亿美元回购股票的纪录，放弃了本可以用于研发的投资。相反，内部备忘录强调“效率”和“股东价值”而不是卓越的设计。此外，欧德宁启动了10nm芯片的时间表，英特尔在该芯片上失去了领先地位。

从 2013 年欧德宁退休到 2021 年，英特尔一直由管理人员管理。欧德宁的继任者布莱恩·科兹安尼克 (Brian Krzanich ) 加速了管理倾向，裁员1.2 万人，同时大幅增加了聘请外部高管的力度，并且自己也比前一年加薪350 万美元。随后，纯金融背景的鲍勃·斯旺 (Bob Swan ) 继续将回购和利润率保值置于任何技术路线调整之上。在过去的几十年里，英特尔花费了1520 亿美元用于股票回购，而不是投资自己的研发。顺便说一句，这个数字大致相当于台积电计划在 2025 年不仅建造三个新的美国晶圆厂，而且还建造两个额外的先进半导体封装设施，同时加快研发力度。

直到2021年帕特·基辛格接任后，才开始进行任何调整。基辛格专注于扭转15年来的金融化局面，转而努力“重振极客”，重建英特尔以工程为先的文化。尽管基辛格做出了种种努力，但他还是在2024年12月被赶出公司，原因可能是董事会对他重振英特尔代工昔日辉煌的路线图缺乏耐心。尽管如此，他的继任者陈立武（Lip-Bu Tan）首先是一位工程师，他将继续推动英特尔回归以工程为先的文化，而这正是英特尔重塑自我的必要条件。

英特尔困境的第二部分源于明显的利益冲突。

英特尔是少数几家保持集成设备制造商地位的公司之一，这意味着它既设计又制造自己的芯片。在不断追赶台积电的过程中，英特尔一直处于一个明显的劣势。台积电能够利用张忠谋的学习曲线理论，通过高产量推动其发展，到2024年将生产60亿至80亿颗芯片，因为它可以服务于任何数量的客户。相比之下，英特尔主要局限于自主生产芯片，2024年芯片产量仅为6亿颗，这可能是因为其只有2%的产能留给了外部客户。

虽然英特尔为波音或微软生产芯片，但它一直拒绝承认其给可能成为潜在客户的无晶圆厂芯片公司带来的固有风险。当英特尔同时设计和制造芯片时，它很容易从潜在客户的设计中窃取敏感知识产权，从而使英特尔自己的芯片受益。

讽刺的是，英特尔应该亲身经历过其中的风险。1982年，英特尔与AMD签署了一项技术交换合同，以获得额外的产能来生产用于IBM PC的8085处理器。1987年，在AMD利用该协议抄袭英特尔处理器微码并与英特尔直接竞争后，英特尔不得不起诉AMD。

任何潜在的英特尔客户，例如英伟达、AMD、高通、Marvell 或博通，只要英特尔也从事芯片设计业务，在要求英特尔为其生产芯片时都会面临同样的风险。例如，据报道，AMD一直表示“无意与英特尔合作作为其代工厂”。

类似的利益冲突也导致芯片行业其他领域出现分崩离析。多年来，尽管三星是苹果在智能手机领域的主要竞争对手，但却一直是其A系列芯片的唯一制造商。最终，竞争威胁过于巨大，苹果于2011年起诉三星“盲目抄袭”iPhone。据推测，苹果因此于2015年开始从三星和台积电双源采购芯片，并于2016年转向台积电独家代工。

如果英特尔要扮演美国半导体制造公司（AMS）的角色，它就不能维持一种疏远大多数客户的商业模式，而这些客户对其代工服务有着巨大的需求。解决这一冲突的一个显而易见的方案是将英特尔的代工业务与芯片设计业务分离。

2025年2月，四位前英特尔董事会成员提出了拆分英特尔的论点。他们在文章中指出，由于有关英特尔可能拆分的传言甚嚣尘上，英特尔股价飙升了20%，显然他们并非唯一对此前景感到兴奋的人。这群英特尔董事会成员认为，“[英特尔]的设计业务已无法产生足够的利润，无法支撑其耗资巨大、永无止境的制造工厂建设和重建，从而生产尖端芯片。” 解决方案是拆分制造业务：

对此，英特尔前首席执行官克雷格·贝瑞特 (Craig Barrett)称这种做法是“最愚蠢的想法”。作为欧德宁 (Otellini) 2005 年上任之前最后一位以工程技术为主导的首席执行官，贝瑞特将注意力集中在英特尔的技术能力上：

同样，帕特·基辛格也明确表示，他不会主持英特尔业务的拆分，他表示：“如果你想把公司一分为二，那么你应该聘请一位私募股权投资人来做这件事，而不是我。” 英特尔新任首席执行官陈立武表示，他将剥离非核心资产，例如出售生产现场可编程门阵列 (FPGA) 的公司 Altera（英特尔持有其 51% 的股份），或者剥离计算机视觉子公司 RealSense。

虽然陈福阳没有明确主张出售英特尔代工厂，但他最近明确表示，英特尔代工厂远未摆脱被砍掉的危险。2025年7月，陈福阳宣布，英特尔代工厂将为英特尔产品而非外部客户开发18A，并将专注于“基于已确认的客户承诺”开发14A。不再有空头支票。每一项投资都必须具有经济意义。在该公司2025年第二季度的财报中，英特尔代工厂的困境显而易见：

正如一位分析师所说，这无异于美国芯片代工厂的消亡。“这将导致（价值1000亿美元的芯片制造设备）大幅减值，并使英特尔在芯片制造方面变得依赖台积电。” 这种事情绝不应该发生。如果美国想要保住国内领先的芯片制造优势，英特尔芯片代工厂就必须继续运营。

那么，革命性的英特尔应该是什么样子的呢？

英特尔重生

2021年，帕特·基辛格（Pat Gelsinger）阐述了他对英特尔的愿景：IDM 2.0。重点是扩大制造业务，在亚利桑那州新建两座晶圆厂，达到7纳米工艺，与IBM开展新的研究合作，并通过恢复公司开发者论坛活动重新与开发者建立联系。

但IDM 2.0最关键的方面是英特尔代工服务的创建。

英特尔代工服务部门成立的明确目标是成为美国和欧洲“主要的代工产能提供商”。该部门最初是一个独立的业务部门，拥有自己的总裁兰迪尔·塔库尔博士 (Dr. Randhir Thakur )，直接向帕特·基辛格 (Pat Gelsinger)汇报。塔库尔此前曾担任英特尔首席供应链官。此外，作为独立的业务部门，英特尔自2022年10月起开始将代工业务的财务报告从公司损益表中的“其他”类别中分拆出来。

不幸的是，英特尔进军独立代工服务领域一直不太顺利。塔库尔作为英特尔代工服务总裁只干了两年。他的职位被斯图尔特·潘恩 (Stuart Pann)取代，潘恩没有担任总裁，而是被任命为英特尔代工服务高级副总裁兼总经理。他只干了一年， 2024 年 5 月，来自 GlobalFoundries 的凯文·奥巴克利 (Kevin O’Buckley)接任了同一职位两个月。在经历了三年的更换领导之后，英特尔于 2024 年 8 月决定聘请纳加·钱德拉塞卡兰 (Naga Chandrasekaran)担任英特尔代工首席全球运营官、执行副总裁兼总经理，英特尔代工于 2024 年 2 月从英特尔代工服务更名为英特尔代工。

英特尔代工业务从一开始就面临着领导层更替的困扰。尽管英特尔确保这些领导者直接向首席执行官汇报，但首席执行官的掌控力也迅速下降。首席执行官的资历也从塔库尔的总裁职位下降到钱德拉塞卡兰的总经理职位。

2024年9月，英特尔迈出了重要的一步，将英特尔代工业务拆分为独立子公司，这将使其“与英特尔其他部门更加清晰地分离和独立”，同时也赋予其更大的“灵活性来评估独立的资金来源”。英特尔代工业务还将拥有自己的独立董事会。但这就足够了吗？

如果我们要认同英特尔代工厂成为美国代工厂的愿景，我们认为有些事情我们必须拭目以待。而目前为止，英特尔的半途而废措施还远远不够。它需要一个更具远见的领导架构，一个以增长而非成本节约为核心的资本基础，以及一个以技术领导力而非管理秩序为重的理念。

构建大规模复杂、高度可扩展的项目需要与传统平台截然不同的思维方式，因为传统平台主要专注于获取稳定（有时甚至下降）的收益。亚马逊构建AWS 或 Netflix构建流媒体服务，与 AT&T 或 IBM在收入增长持平甚至负增长的情况下支付3-6 %的股息有着根本的不同。

2006年，亚马逊通过在线销售书籍、服装和CD创造了105亿美元的收入。但杰夫·贝佐斯却有一个更大的想法。他想把亚马逊1000万平方英尺仓库里的服务器机架空间出租，用来运营其他人的网站。华尔街对此的反应是“呻吟”，《商业周刊》的标题是“华尔街希望他只管好商店”。

快进到2024年，AWS的营收达到1076亿美元，是2006年11月亚马逊整体市值的6.5倍。进行大规模押注需要具备关键特质，从富有远见的领导力，到以增长而非成本节约为核心的资本基础，以及重视技术领导力而非管理秩序。对亚马逊而言，AWS的功能在于拥有现金，可以再投资于构建新的业务线。而这正是英特尔的劣势所在。英特尔并没有投入巨资，将其重塑为“美国代工厂”。那么，它还能做什么呢？

案例研究：Waymo

另一个雄心勃勃的豪赌案例是 Alphabet 的无人驾驶汽车部门Waymo。Waymo最初于2009 年在谷歌的“登月工厂”GoogleX 内成立，后来于2016 年 12 月分拆成为 Alphabet 旗下的一家独立公司。当时，谷歌已在该项目上投资了11 亿美元。Alphabet 认为该项目已经超越了研发阶段，因此将其分拆出来，主要原因如下：

• 组织特定的领导力： Waymo 之前由一名向谷歌研发结构汇报的项目负责人领导，但最初由首席执行官John Krafcik领导，然后在 2021 年由联合首席执行官Tekedra Mawakana（该公司的前首席运营官兼政策主管）和Dmitri Dolgov（谷歌无人驾驶汽车项目自 2009 年以来最初的领导者之一，后来担任 Waymo 的首席技术官）领导。
• 独立实体：此前，作为谷歌内部的一个项目，Waymo 的股权结构与谷歌整体业务捆绑在一起，但作为独立实体，Waymo 可以自行与合作伙伴签署协议、发行股权并筹集外部资本。
• 组织特定股权：在分拆之前，Waymo 员工只能通过与谷歌整体业绩挂钩的股票获得激励。作为独立实体，Waymo 员工可以通过与 Waymo 业绩直接挂钩的股票获得激励。Waymo 员工可以见证其估值增长至450 亿美元以上，并了解自己对这项特定资产的所有权。
• 外部资本获取：作为谷歌内部的一个业务部门，Waymo 的开发资金主要来自谷歌的运营现金流。而作为独立实体，Waymo 的资本获取渠道已扩大 10 倍，已筹集110 亿美元资金，资金来源包括 AutoZone 和 Magna International 等战略投资者，以及 Silver Lake、T. Rowe Price 和 a16z 等金融投资者。

英特尔已经采取了一些与 Waymo 走向独立类似的举措，但英特尔代工厂在复制这一方法方面可以受益匪浅。

富有远见的领导力

首先，英特尔构建英特尔代工业务的明显缺陷在于缺乏对领导者和领导架构的投入。从2021年3月兰迪尔·塔库尔博士被任命为总裁，到三年内四任领导人的快速更替，再到2024年8月纳加·钱德拉塞卡兰被任命为英特尔代工业务总经理，而非总裁。此外，他还担任英特尔首席全球运营官和首席技术官。

与 Waymo 的领导方式形成鲜明对比。虽然公司有联席首席执行官，但每位领导者显然都代表了 Waymo 成功的一项关键要求。无人驾驶汽车代表着复杂的监管审批和仔细监控的新领域。没有人希望重演 Cruise 被旧金山禁止上路的灾难性后果并最终失败。Tekedra Mawakana 的职业生涯主要在政策和监管管理领域，包括担任 Waymo 的政策主管。她负责 Waymo 一半的业务。Dmitri Dolgov是谷歌 2009 年无人驾驶汽车项目的原始工程师，也是 Waymo 的前首席技术官，他体现了工程优先的文化。Waymo 的核心是解决技术问题。Mawakana 和 Dolgov 的结合代表了对 Waymo 基本杠杆的认可。

同样，AWS 实际上是由安迪·贾西 (Andy Jassy)于 2003 年在亚马逊内部共同创立的。贾西担任 AWS 首席执行官，领导其运营直至 2006 年 AWS 正式上线，直至 2021 年接替杰夫·贝佐斯 (Jeff Bezos) 出任亚马逊首席执行官。大规模、复杂的变革需要领导者不仅要对运营的未来发展方向以及如何实现目标有远见，还要具备组织架构能力，能够引领整个项目，而不是成为众多推动项目方向的声音之一。

Naga Chandrasekaran 无疑具备成为英特尔代工所需领导者的资质。他在美光科技工作了20 多年，负责按时、按规模、以业界领先的密度交付前沿 DRAM 和 NAND 节点。他领导着研发和制造团队，并持续评估EUV 在不同工艺中的性能。此外，作为局外人，他不太可能像英特尔的“终身员工”那样，陷入“英特尔最了解”的潜在偏见。

但钱德拉塞卡兰担任英特尔首席全球运营官兼首席技术官，体现了英特尔如今对代工业务的看法——将其视为英特尔拼图中的一块碎片，而非一项根本独立的投资。即便英特尔试图进一步将其业务拆分为英特尔代工和英特尔产品，该公司仍任命米歇尔·约翰斯顿·霍尔索斯为英特尔产品首席执行官。为什么纳加·钱德拉塞卡兰不担任英特尔代工首席执行官呢？

除非钱德拉塞卡兰或其他具备必要能力的人能够带领英特尔代工厂成为一家企业，并有志于成为美国的代工厂，就像贾西带领 AWS 成为互联网的骨干，或者马瓦卡纳和多尔戈夫推动 Waymo 成为默认的自动驾驶交通平台一样，否则英特尔代工厂将无法发挥其潜力。

即使钱德拉塞卡兰拥有比他需要的更好的条件成为英特尔代工领导者，但如果只是他的头衔发生变化，而不是他能够围绕业务建立的激励体系发生变化，他最终还是会失败。

增长高于成本效率

当投资者和分析师讨论英特尔的潜在价值时，他们常常用类似的方式描述这家公司：引人注目，但“受制于英特尔代工雄心的持续萎缩”。英特尔的价值焦点在于设计业务，因为设计业务历来是英特尔收入的主要驱动力。正如一份报告所说，“一旦摆脱代工的包袱……英特尔的设计团队就能自立。” 从公开市场分析师的角度来看，这或许是真的。但如果将英特尔视为一家公司来分析，那么英特尔代工业务只是令人不安的“战略重置成本”。

但这种观点忽略了英特尔代工业务的成功对美国带来的经济机遇和生存必要性。正如 Raja Koduri所写：

在制造第三方芯片方面，英特尔代工的目标应该是从台积电手中夺取市场份额。英特尔的整个设计、制造和产品销售业务在2024年的总收入为530亿美元。与此同时，台积电仅在制造业务方面就创造了900亿美元的收入。这就是英特尔代工的巨大商机。

与此同时，中国对中国台湾省的意图可能对美国构成生存威胁，并给全球经济带来10万亿美元的风险。英特尔代工是美国迅速重建国内半导体制造产能以应对潜在与中国冲突的唯一希望，而且这种重建方式不受台积电台湾业务的约束。一些公共分析师可能认为英特尔的成本中心实际上是对美国技术独立的投资，这无法仅通过电子表格和公式来证明。陈立武在“不再开空头支票”时或许体现了经济保守主义，但与此同时，他也暗示了在英特尔代工项目上资源的根本性挪用。

英特尔代工需要的是一种资本结构，能够将其视为一家增长型企业，而不是芯片设计公司的成本中心。投资者需要理解英特尔代工作为一家独立企业背后的理念，其驱动力包括：(1)成为美国和欧洲“主要的代工产能提供商”；(2) 在日益去全球化的世界中打造“美国代工”的声誉；(3) 获得美国政府的支持，以实现成为“美国代工”的愿景。

亚马逊押注 AWS 也需要类似的心态。事实上，即使在 AWS 之外，亚马逊也一直成功地将成本中心转化为增长业务。从物流到技术，从市场营销到支付处理，亚马逊一直以重要的成本中心为基础构建业务。在AWS 于2015 年实现盈利之前，亚马逊已向其投资超过200 亿美元。

同样，台积电在过去20年里投资了超过3000亿美元，打造了一家年营收达900亿美元、净利润率持续保持在25-35%的企业。仅在2025年，台积电就计划额外投资超过300亿美元。事实证明，制造人类有史以来最复杂的设备成本高昂，但如果做得好，回报将非常丰厚。这不仅体现在经济方面，也体现在维护美国技术独立性方面。

英特尔决定于2022年10月开始公布英特尔代工业务的损益表，这是提供业务背景信息的重要一步。但实际情况并不乐观。收入下滑，毛利率恶化，净亏损不断扩大。英特尔代工业务的亏损导致英特尔自1986年以来首次出现整体利润亏损。此外，财务状况引发了多起针对英特尔高管的集体诉讼，指控他们误导投资者有关业务健康状况的信息。

英特尔代工亏损的最大驱动因素是其销售成本，其中包括制造英特尔 7 芯片的资产加速折旧，以及英特尔 3、4 和 18A 的工厂启动成本。

提高利润率最清晰的途径是什么？良率。良率是指晶圆上芯片在制造后能够正常运行并达到性能标准的百分比。良率的一个关键驱动因素是产量。如果英特尔代工厂能够满足外部客户更高的产量需求，就能帮助他们展现出卓越的品质。

英特尔已开始与波音、诺斯罗普·格鲁曼、微软和IBM在一些用例上展开合作，尤其是在国防领域。但与AWS、谷歌、微软、苹果、Meta和英伟达等超大规模厂商更积极地合作显然更有优势，因为这些公司都倾向于在中国台湾省之外投资半导体产能，这既是为了应对地缘政治风险，也是为了应对国内监管审查。英特尔代工的一种方法可能是构建“照付不议”的晶圆预购合同，以便在获得预付款的同时确保获得代工产能。一项估计显示，这些大型科技客户在此类协议的第一年可能分别需要支付250亿美元的预付款。

美国政府可以通过投资美国硅片来强化这一论点。事实上，政府已经开始支持英特尔成为美国芯片代工厂的努力，并根据《芯片法案》（CHIPS Act）向该公司提供了79亿美元的资助。此外，英特尔还与美国国防部合作，在一项名为“安全飞地”（Secure Enclave）的秘密制造计划中获得了30亿美元的资金。

但政府所能做的不仅仅是资助英特尔代工厂的运营。首先，它可以减轻英特尔代工厂大客户的监管压力，无论是通过反垄断、隐私还是垄断措施。美国政府的影响力也可以减轻欧洲的监管压力，换取他们获得额外的制造能力。其次，美国政府可以为英特尔代工厂的任何大客户提供大幅税收优惠。这将表明，承诺并投资美国代工厂将带来财务优势。

英特尔代工作为一家独立企业，专注于从台积电手中夺取市场份额，争取寻求国内芯片供应的公司的支持，并得到美国政府的支持，这一总体思路可能会为英特尔代工带来与其“增长而非削减成本”的总体目标相符的投资者群体。事实上，从美国政府到超大规模企业，上述所有潜在客户都可能入股英特尔代工。此外，像 a16z 和银湖资本这样倡导“美国活力”的金融投资者，也可能成为金融投资者。

作为英特尔旗下的独立子公司，或许能够专注于增长而非成本效率，就像 Waymo 成为 Alphabet 旗下子公司一样。但巨额投资和相应的损失可能令公开市场难以承受。或许，更明智的做法是先将英特尔代工厂重建为一家私营公司，并在美国政府、客户和资本合作伙伴的资本支持下进行重建。正如本·汤普森 (Ben Thompson)所述，“一家独立的制造企业将拥有实现这一转型的最强大动力：生存的需要。”

假设一个由企业和政府利益相关者组成的财团，可能会将英特尔芯片代工厂私有化。英特尔发出紧急信号，表示“开发和制造……尖端节点可能不经济”，显然，英特尔芯片代工厂的存亡是一个亟待解决的问题。美国政府可以支持这项努力，打造一家完全自主的尖端芯片制造商，而不是受制于中国台湾省的“硅盾”。英特尔产品将摆脱其所谓的成本中心，可以专注于其他业务，例如CPU。而国内芯片设计商将有机会获得更好的制造合作伙伴：由于政府补贴，成本更低；由于可以避免国际纠纷，成本也更安全。

无论英特尔代工是公开上市还是私募，这些利益相关者投资的不仅仅是半导体产能成功的希望。英特尔代工背后的理念是回归技术领先地位，而非简单的管理秩序。

技术领导高于管理秩序

英特尔代工厂重回技术领导地位的努力有两个要素：高NA EUV和英特尔代工厂的14A芯片。

英特尔在2010年代初错失了成为极紫外光刻技术（EUV）首家客户的机会，如今，英特尔也同样在大力投资下一代高数值孔径EUV技术。这将使其无需进行双重或三重图案化工艺即可生产2纳米和1.4纳米逻辑节点，从而从根本上简化生产流程。为了巩固其在高数值孔径技术领域的领先地位，英特尔在2024年斥资约20亿美元，以确保从ASML获得所有可用的高数值孔径光刻机，直至2025年。

高NA机器的关键解锁之一是推进英特尔代工厂14A芯片的计划。英特尔14A芯片将采用全新的“环栅”晶体管设计，并采用从芯片背面而非拥挤的顶层供电的电源网络（即PowerVia背面供电），从而在相同空间内塞入更多晶体管。由于电流的传输路径更短、更清洁，每个晶体管能够以更低的电压进行切换，从而使芯片的每瓦性能提升高达20 %。这意味着芯片速度将与英特尔18A代芯片相同，但功耗却降低了约三分之一。

虽然英特尔的18A芯片正在进入风险生产阶段，这意味着该芯片应该会在2025年末投入量产，但截至2025年4月，英特尔首席执行官宣布公司已有客户在测试14A芯片。事实上，虽然台积电的竞争对手A14芯片计划于2028年投产，但英特尔代工厂有机会超越台积电，因为其14A芯片计划于2027年投入风险生产。此外，由于英特尔大力投资高数值孔径光刻技术，台积电的芯片将无法拥有领先技术的优势。台积电甚至可能要到2030年才能投资这项技术，这使得英特尔代工厂领先了五年。

但如果如英特尔所担心的那样，该公司“无法为14A芯片赢得重要的外部客户”，那么所有这些潜在的技术领先地位都将化为乌有，因为英特尔将放弃其制造业务，并随之走向国内芯片产能的消亡。英特尔代工业务岌岌可危。美国的代工业务需要美国的支持，从政策制定者到国内芯片设计商，再到芯片消费者。

谁在购买？

美国能否重建自身的半导体制造能力，取决于对美国制造半导体公司的投资建设。我们无法从零开始。我们无法毫无障碍地从台积电那里借用。唯一的选择是收购英特尔代工厂。

不幸的是，英特尔代工厂是我们摆脱中国台湾省风险的唯一希望，能够以必要的规模、速度和数量获得所需的收益。凭借富有远见的领导力、投资增长而非成本效益的能力，以及对技术领导力而非管理组织的重视，英特尔代工厂或许真的有机会。有了合适的资源，英特尔代工厂可以成为美国的代工厂。因为最终，这才是我们的最终目标。尽管英特尔有着辉煌的历史，但拯救它不应仅仅为了拯救它。拯救它，是因为它是美国国家安全和地缘政治战略利益的重要组成部分。

即使英特尔能够承受重组，最终将英特尔代工厂打造成“美国代工厂”，它也绝对无法独自完成。它需要一套配套的机制，从研发到监管再到再培训，应有尽有。这在很大程度上应该由美国政府来提供。自由市场资本主义的拥护者或许会对这种潜在的颠覆性影响感到愤怒，但现实是，在日益绝望的形势下，这是必不可少的。而且，这种合作也有类似的案例。例如，日本的Rapidus公司。

案例研究：Rapidus

Rapidus是一家日本半导体代工厂，由八家日本公司投资于2022年8月成立。此外，日本政府还拨款650亿美元用于该行业补贴，直至2030年。Rapidus成立的目标是到2027年生产2纳米芯片。借鉴盟友的经验，日本经济产业省还在日本设立了尖端半导体技术中心（LSTC）组织，与美国合作研究下一代半导体技术。这将协助Rapidus在日本建立下一代半导体的设计和制造平台。

Rapidus 位于千岁的工厂于 2023 年 9 月开工建设，并获得了日本政府 25 亿美元的资助。此外，ASML 已承诺在千岁设立办事处，以协助 Rapidus 的建设。千岁代工厂预计将于 2025 年进行试产，并与日本客户以及Tenstorrent等美国公司合作。

与英特尔代工的类似之处显而易见。当一个国家，比如日本，决心将一项能力转化为现实时，它可以结合公共和私人资本支持，借鉴盟友的经验，并强调某个特定的技术里程碑，例如2纳米生产。美国的情况完全相同，但必然有着远大的抱负。

仅仅建立一些边际产能是不够的。英特尔代工厂必须在技术能力上超越台积电，并逐步扩大产能以满足美国对先进半导体的大量需求。这绝非易事。此外，美国必须专注于投资更广泛的半导体设备，以确保我们不会落后。英特尔代工厂或许能让我们凭借高数值孔径光刻技术和14A芯片掌控未来，但下一个尖端节点又该如何呢？

国有化半导体研究

半导体行业建立在指数级的根本性进步之上，这些进步使得摩尔定律得以长期验证。1954年，四晶体管Regency TR-1收音机中每个晶体管的成本（以2024年的美元价值计算）约为29.03美元。而如今，拥有98.9亿个晶体管的AMD Ryzen 9 3900X处理器售价为499美元，约合每个晶体管0.00000005美元。这意味着70年来，晶体管的成本下降了6亿倍。在过去的几十年里，电子计算的成本和规模使得我们今天习以为常的每一项技术进步成为可能。

但这种进步已经消失。

自2011年开发28纳米节点以来，摩尔定律承诺的晶体管成本降低一直停滞不前。事实上，晶体管成本反而上涨了，目前台积电生产的7纳米节点晶体管每1亿个成本已升至1.52美元。这与2005年左右28纳米节点晶体管的成本相当。

虽然几何尺寸的缩小通过间距的减小和架构的创新，在单位面积上持续封装更多晶体管（目前 5 纳米节点的晶体管密度大约是90 纳米节点的120 倍），但这种优势已不再带来单位晶体管净成本的降低。这些纳米级（很快将达到埃级）晶体管的制造复杂性，需要极高的资本强度和工艺复杂性。

从单台造价3.5 亿美元的 EUV 光刻机，到需要原子级精度的新型三维晶体管结构，晶圆总成本已从28 纳米经济最优工艺的约2900 美元飙升至传闻中的台积电最新 1.6 纳米节点的45000 美元。不幸的是，成本的指数级增长速度超过了密度的对数级提升速度。摩尔定律，至少在经济意义上，已经失效。如今，技术进步的追求仍在继续，但速度也在放缓。

重建这一进步需要成为国家优先事项。

但晶体管层面的创新可能走进死胡同。芯片性能如今越来越受到晶体管尺寸物理限制的制约。有人预测，到 2035 年，最小的可行硅晶体管将会被开发出来。虽然我们可以继续在每个芯片中封装更多晶体管，但单个晶体管速度的提升却停滞不前。登纳德缩放定律最初指出，随着晶体管缩小，电压和电流会按比例减小，即使使用更多晶体管，芯片使用的功率密度也能保持不变。然而，自 2006 年以来，登纳德缩放定律已经失效，导致芯片功耗增加。因此，据说现代芯片已经遇到了“功率墙”，限制了晶体管小型化带来的进一步收益。

持续创新最容易实现的成果可能是确定半导体架构或更广泛的计算领域的新范式转变。

一种选择可能是新的半导体材料。正如德州仪器 (TI) 引领了从锗到硅晶体管的转变，或者 IBM 用铜取代铝互连线一样，新材料也拥有巨大的发展潜力。2022 年 12 月，英特尔宣布在“厚度仅为 3 个原子”的新材料方面取得进展，到 2030 年，这有望使晶体管密度提高 10 倍。

另一种可能是针对特定工作负载优化的专用芯片。随着芯片日益优化，特定应用的最佳性能不太可能来自通用芯片。定制架构可以更好地服务于特定用例。例如，Nvidia 的 Blackwell B200 专为 AI 用例打造。该芯片于 2024 年 3 月发布，并承诺性能将比 Nvidia 的通用芯片提升30 倍。随后，Nvidia 于 2025 年 3 月推出了Blackwell Ultra GB300：Nvidia 的 AI“超级芯片”。

最后，另一种方法可能是从根本上取代晶体管作为原子计算单元。在过去 80 年的计算行业发展中，工程师们一直专注于晶体管，因为它是继真空管之后第一个可扩展且大规模商业化的原子计算单元。这促成了同质计算架构的出现。其他模型可能是Lightmatter等公司开发的光子计算、 Normal Computing等公司开发的热力学计算，或Cortical Labs等公司开发的生物计算；即使这些技术仍处于萌芽阶段，其中任何一种都可能速度更快、扩展性更强。

虽然尚不清楚哪种方法能够开启未来的进步，但半导体行业显然需要解锁这些进步。政府可以支持大量针对新型半导体材料、专用芯片或替代计算模型的研究。联邦政府对此类工作的支持也可能吸引同等规模的私人资本投资，从而进一步刺激该行业的发展。

政府对半导体制造业的支持已通过《芯片法案》（CHIPS Act）等大型项目得到体现。这项耗资530亿美元的计划于2022年8月宣布，旨在促进美国国内半导体研发和制造。据估计，截至2024年3月，该计划已激励约1750亿美元的私人资本投入新项目。然而，官僚主义的障碍导致数百亿美元资金的部署被推迟。

虽然特朗普总统对《芯片法案》表示不满，认为该法案可能会威胁其长久性，但他也大力宣传对美国半导体行业的重大投资，例如台积电投资1650 亿美元，英伟达投资5000 亿美元用于“人工智能超级芯片”。

然而，政府的作用并不一定仅限于提供资金，它还应在消除行业壁垒方面发挥作用。

放松半导体制造管制

半导体制造业面临的一个关键监管障碍是《国家环境政策法案》（NEPA）。该法案于1969年通过，要求联邦机构对任何“重大”影响环境的行动提供详细的环境影响声明。尽管该法案的初衷是保护环境，但如今却成了美国经济停滞的标志。

《国家环境政策法》直接导致了美国基础设施建设进展放缓，经济增长在20世纪70年代初《国家环境政策法》实施之际放缓。不同的利益集团将《国家环境政策法》视为武器，封锁美国关键的基础设施项目。实际上，《国家环境政策法》的公民参与功能并非被用来实现环境正义，而是被用来让富裕社区反对给他们带来不便的项目——包括交通和公共工程项目。此外，根据《国家环境政策法》提起的诉讼几乎总是地方性的，这意味着一个项目的区域利益甚至国家利益常常被贬低或忽视。

结果，创新受到劳工抵制和缺乏动力、也缺乏推动变革能力的官僚机构的双重阻碍。因此，自20世纪60年代以来，建筑生产率下降了一半。

《国家环境政策法》（NEPA）也适用于联邦政府资助的半导体制造项目，例如《芯片法案》（CHIPS Act）和台积电在亚利桑那州的代工厂。因此，半导体代工厂项目必须提供环境评估，如果影响被认为足够严重，相关机构必须起草一份环境影响声明，平均耗时4.5年。这种基于《国家环境政策法》的邻避主义（NIMBYISM）是美国半导体工厂难以建设的主要原因。

我们需要效仿德国，允许半导体行业例外地建造晶圆厂，并将其视为国家安全问题。面对替代俄罗斯天然气的迫切需求，德国颁布了一项绕过欧盟程序要求（包括类似于《国家环境政策法》（NEPA）的环境影响评估框架）的立法，旨在加快液化天然气（LNG）基础设施建设。

事实上，英特尔已经证明，灵活的许可制度在其俄勒冈州的代工厂能够奏效。英特尔无需每次调整制造流程时都申请新的许可，而是获得了一项灵活的许可，该许可为俄勒冈州的工厂设定了总体排放上限并预先批准了生产变更。英特尔证明了，灵活的许可制度不仅可以带来更好的环境效益，还可以提高运营灵活性，并持续吸引国内投资。这种情况需要再次发生。

特朗普政府已经意识到了这个问题，并估计《国家环境政策法》及其他相关法律可能给美国经济造成3.7万亿美元的GDP损失。对《国家环境政策法》进行现代化改革，既能更好地确保其不被滥用，又能确保其成为半导体制造业蓬勃发展的“锁匙”。但仅仅略微放松监管压力可能还不够。要解锁半导体行业，需要采取更大胆的行动。

随着研究得到补贴和制造能力得到释放，最后一个关键问题是我们是否有足够的劳动力来启动这个引擎。

下一代半导体工程师

虽然半导体制造业的许多瓶颈似乎都已到达沸点——从中国台湾省的地缘政治风险到美国制造产能的回流——但有一个关键瓶颈正在慢慢扼杀我们，并且需要数年时间才能纠正：劳动力短缺。

打造一块尖端芯片需要数百名全职工程师连续工作数月，而这还只是设计阶段的工作。这个问题或许可以通过一些方法得到缓解，例如利用生成式人工智能来降低芯片设计的单位人工成本。芯片设计的大部分工作是编写代表半导体逻辑的代码，然后编写验证脚本来测试该逻辑。Volt.ai 、Cadstrom、Silimate、Sillogy、Motivo.ai、Quilter、Chipstack.ai和CircuitMind等多家公司正在尝试将人工智能融入芯片设计流程。

然而，用于生成和验证它们的芯片设计和代码都是严格保密的秘密，在可用的训练数据方面留下了巨大的空白。

尽管生成式人工智能在芯片制造流程的某些方面可能带来提升，但现实情况是，美国需要投资更多半导体制造业的劳动力资源。这可能意味着从传统的蓝领工作向“硅谷工人”的转变。我们还需要更多的社区大学项目、大学合作伙伴关系和直接的行业培训，就像台积电在中国台湾省所做的那样。

尽管人口较少，中国台湾省芯片行业却已建立起深厚且经过专门培训的劳动力资源库。一项估计显示，2023年中国台湾省集成电路劳动力将达到约12万人；大约每190名中国台湾省居民就有一名熟练的半导体工人，而在美国，每960名美国人就有一名熟练的半导体工人。仅台积电一家公司在2024年就雇佣了8.3万名工程师和技术人员，并开设了一所为期八周的内部学院，每位新工程师在进入晶圆厂前都必须完成该课程。政府与九所大学的密切合作也创建了专门的半导体学院和研发机构，将毕业生直接输送到晶圆厂和设备制造商。

到2030年，美国半导体行业可能会出现30万个空缺职位。美国一半的工程硕士毕业生和60%的博士毕业生都是外国人，而移民法规每年将约1.6万名高级工程师送往国外。数十年的离岸外包已经侵蚀了亚利桑那州、俄亥俄州和纽约州北部新晶圆厂的“在线学习”经验。由于当地技术人员缺乏实际操作EUV或高真空设备技能，他们不得不引进台湾培训师。

缩小差距需要结合国内培训和更明智的移民政策。可以在晶圆厂附近设立社区学院学徒项目，资助技术人员“新兵训练营”，并吸引更多STEM（科学、技术、工程和数学）学生进入芯片行业。此外，《芯片法案》的劳动力基金和即将成立的国家半导体技术中心可以为这类项目提供联邦支持。最后，美国可以为能够立即填补高技能人才缺口的高级STEM毕业生快速办理绿卡。

半导体的历史就是美国的历史。从发明者到制造商，再到消费者，最后沦为人质。美国与计算原子单位的关系错综复杂，因为它已成为美国技术独立性存亡的唯一基石。应对当前形势的唯一对策是成立美国半导体制造公司。

但我们不能轻而易举地乞求、借贷或自建 ASMC。英特尔作为旗舰级领导者，是我们恢复美国半导体制造能力的唯一希望。然而，尽管英特尔在本论文中扮演着核心角色，但英特尔最终并非美国半导体制造公司。ASMC 是一个理想，一个生态系统。

从美国政府对国内半导体制造业的资金支持和激励，到愿意致力于美国半导体产能的忠实美国科技公司群体，再到英特尔代工厂引领重建美国产能，再到新时代初创公司构建新的芯片设计、研究半导体材料和新的计算范式。

总之，该生态系统可以使美国从半导体消费国转变为半导体创造国。

如果我们失败了，我们或许能保持芯片设计的领先地位，但我们将继续受制于台海的热点问题。如果我们成功了，美国将重新获得对计算基础的主权控制，而经济增长、军事威慑和民主人工智能都依赖于此。

现在的问题是，我们是否能胜任这项任务。