灵糧

千禧年后，在我们有机会重回世界之巅时，爆发了中美贸易战。上世纪欠下的债，终要这个世纪来还。在这一次战争中，使用的武器不再是枪炮，而是不足一握的半导体芯片。

半导体是一种特殊的材料，这种材料有时表现为导体，有时表现为绝缘体。地球蕴含许多半导体材料，最常见的是石块。与传统的木匠活相似，将这些石块加工成半导体芯片，需要使用许多设备，经过多个步骤。木匠活三分看手艺，七分看家什儿，芯片的制作也是如此。

芯片制作的第一个环节是设计，等同于木匠活里的手艺。在设计环节结束后，工程师需要向半导体工厂提供刻在芯片上的图形文件。今天的半导体芯片集成了几十亿个晶体管，使用手工绘制这个图形并不现实。工程师需要书写程序，然后借助EDA (Electronics Design Automation) 工具，将程序转换为图形文件。

EDA工具的提供商经过多年的优胜劣汰后，Synopsys、Cadence与Mentor三家瓜分了绝大部份市场，这三家本质上都是美国公司。EDA厂商除了提供工具之外，还为工程师提供了许多组成模块。在今天的半导体芯片内，包含了几亿到几十亿个晶体管，工程师们不可能再从一颗颗晶体管开始搭建，会使用许多已经实现好的组成模块。

有些模块可以从EDA或者其他厂商处购买；有些模块需要自己实现；还有一些模块即便是自己实现，依然需要给他人支付专利费用。高通在通信领域中的一些算法，只要你使用了就要付费，高通不需要为此提供任何技术支持，仅需要派出几名律师。诸如此类的条款，在半导体设计领域随处可见，只是没有高通这样霸道，这样引入注意。

工程师完成设计工作后，将图形文件提交给半导体工厂，半导体工厂需要备齐各类原材料与制造设备，制作出一颗颗芯片。半导体芯片分为两类，一类是分立器件，一类是集成电路。由一个独立的二极管或者晶体管构成的芯片，被称为分立器件；集成电路是将多个晶体管、二极管、电阻和电容等元件互连在同一个晶片上，所构成的芯片。

1947年，John Bardeen，Walter Brattain和William Shockley所发明的第一个晶体管，可视为分立器件；随后Intel的Robert Noyce和TI的Jack Kilby，将多个晶体管组合在同一个半导体晶圆上，发明了集成电路。集成电路是半导体产业发展的重要里程碑，在其后诞生了摩尔定律。

摩尔定律的持续正确，推进了整个产业的发展，也逐步提高了半导体制造的门槛。Noyce时代的集成电路并不难做，使用木匠活的墨斗加斧刨锯凿加工即可。而后集成电路由摩尔定律指引，每两年在同样大小的半导体芯片上集成的晶体管数目增加一倍，使芯片的制作愈发艰难。

摩尔定律推动了集成电路的进步，也使得半导体设备所需提供的精度，从毫米开始，过渡到微米，最后步入到纳米世界。在纳米世界中，半导体材料的通行法则不是传统的经典物理，而是在上世纪初兴起的量子力学。没有量子力学的突破，半导体无法到达今日的高度。

现代智能手机中的处理器，已经集成了几十亿个晶体管，设计复杂度不亚于一座北京城。但是这个北京城需要在指甲见方处搭建，这对设备精度提出了近乎无限的追求。这使得激光，这个至今为止，人类所能控制的，最准的尺与最快的刀，参与半导体制造成为必然。

光刻相当于传统木匠活中的墨斗，主要用来打线测量；加工半导体晶圆的是蚀刻、研磨、切割、打孔这些设备，相当于木匠活中的斧刨锯凿。半导体制作的第一步，是使用激光将准备好的设计图案印在晶圆上，这个过程也被称为光刻，之后斧刨锯凿协力，制作出一颗颗芯片。

在现代半导体晶圆制作中，光刻占据了大约40~50%的时间，其他制作步骤紧密围绕着光刻进行。因此半导体产业的所有制造设备可以简约为两类，光刻与辅助光刻的设备；硅这个主材料之外，剩余的材料也可以简约为两类，光刻与辅助光刻的材料。

半导体设备与材料的进步是摩尔定律持续向前的源动力。摩尔定律的持续正确，使人类获得了更强的计算能力；计算能力的提高进一步促进了设备与材料的发展；设备与材料的持续进步，捍卫着摩尔定律的持续正确。这使得摩尔定律在相当长的一段时间成为真理。整个半导体产业，在这个自身能够驱动自身发展的良性循环中，奋而向前。

在半导体产业中，设计与制造紧密相关，材料与设备耦合在一起。设备与材料的前进步伐缓慢，研制周期漫长。这使得貌似可以通过良性循环，而无限上升的产业总会遭遇波折，使这个产业呈现出一定的周期。从半导体产业诞生之日起，形成这个周期已经成为必然。

源自于贝尔实验室的晶体管诞生后，引发了欧美日所有巨头的关注。IBM、HP、摩托罗拉、飞利浦、西门子、NEC、东芝、日立前后进入半导体产业。在当时，半导体工厂所需要的超重资产对多数小公司可望而不可及。

小公司没有钱，没有好工厂，但是可以加班拼命。上帝是公平的，赋予了小公司以创新。地处德克萨斯州的一个小公司TI，在1954年发明了基于硅的晶体管。晶体管的发明者Shockley，从贝尔实验室来到硅谷后，培养了IT史上著名的八个叛徒。后来这八个人成立了仙童半导体，为首的是Intel的创始人诺伊斯，他与TI的Jack Kilby同时发明了集成电路。

在当时，一个半导体公司或者大公司的半导体事业部中，不仅有半导体设计人员，半导体厂房的工人，还有研发半导体设备与材料的科学家。

那时的半导体公司一定很热闹。一边是歪在椅背上唱着歌，异想着天开的设计灵魂；一边是一根针掉在地上，非要分辨出是针头还是针尾先落地，Copy Exactly工厂哲学的捍卫者；还有一边是两耳不闻天下事的科学家。那时的半导体工厂在管理哲学上存在的一定不止是两难。到后期，这几伙人还能在一起上班的很大一部分原因，可能是在看究竟是谁先挺不住离开这里。

1987年成立的台积电，打破了这个僵局，此后出现了一批仅从事制造而不进行设计的半导体工厂。设计人员纷纷独立，在整个硅谷、美国与欧洲，出现了许多没有工厂，仅从事半导体设计的公司。设计与制造的分离促进了半导体产业的发展，这是一段属于半导体的黄金时代。

半导体产业的进步，推动了处理器的发展。上世纪90年代，Intel的处理器进入奔腾时代；Apple、IBM与摩托罗拉共同发布PowerPC微架构；SUN与TI联手搭建SPARC芯片；还有将计算机体系结构推向巅峰的Alpha处理器。那是一个属于半导体与处理器的辉煌岁月。

处理器很快席卷了整个世界。处理器的性能更加强大，与此相关的生产资料也更加完备，完备的生产资料提高了人的效率。当所有人的效率都得到显著提升后，量变的积累引发了质变，全人类的合力重构了整个世界。电子信息时代终告降临。

在处理器的推动下，出现了程控交换机、以太网与路由器。在这些网络设备的基础之上，互联网崭露头角并迅速泡沫化。互联网产业需要许多服务器与网络设备，这些设备需要大量的半导体芯片。半导体产业在这个需求的刺激下，欣欣向荣也孕育着泡沫。这个泡沫很快与互联网泡沫走到了一起，相互借力，相互配合，搭建了一个巨大的空中楼阁。

2000年3月10日，纳斯达克指数在达到5048这个高点后开始崩塌，半导体产业无法独善其身。至2003年，半导体产业进行大规模的合并重组已势在必行。我愿意相信，推倒合并重组的第一块多米诺骨牌，是发生在2003年10月的摩托罗拉分拆半导体事业部。我愿意选择这个时点做为半导体新周期的标志，也愿意以此作为对摩托罗拉的回忆。

资本的无知叠加着行业的恐惧，半导体产业一片废墟。

互联网泡沫的塌陷，刺穿了半导体产业的泡沫。在2001年，半导体产业出现了大约30%的降幅，直到2004年，半导体产业才逐渐复苏。此后半导体芯片的需求在缓慢地上升，但是摩尔定律也顽强地走了几步，使得半导体芯片的集成度更高，在一定程度对冲了这个需求。

今天的智能手机，复杂程度远超之前的功能机，所使用的芯片数目却没有增加。在iPhone Xs中，半导体芯片不过30个左右。智能手机产业没有使半导体行业受益。随身听、卡片相机、GPS导航仪，还有许多曾经辉煌的产品，最后被塞入了智能手机之中。

智能手机从功能机时代的5亿部提高到15亿部，依然无法弥补这些消失的电子设备对半导体的需求。智能手机一路高歌的时代，也是半导体产业逐步低迷的时代。这个产业在资本的撮合下，在西方进行了大规模的合并重组，以抱团取暖。

在智能手机时代，移动互联网风靡整个世界。智能手机打开了应用之窗，也关闭了硬件之门。应用为王的理念在智能手机时代逐步成立，夺去了硬件创新的接力棒。与应用场景相伴的是各类跨界的微创新，这些微创新会培育许多好公司，但不是伟大的公司。这使得在电子信息产业，我们将长期面临一个缺乏创新的时代。

在历史上曾经出现过的伟大公司，有几个是听从了现有应用场景的意见，然后在此基础之上精益求精，逐步发展起来的？我们之前经历的多数创新，是少数人对未知领域做出了准确预判，提前布局这个未来，是自己创造出新的需求，并指引着这个未来。

这些创新在初期，通常与当时的常理相悖，需要历经叛逆、前卫、流行与怀旧这个必经之路。机会如同小偷，来时悄无声息，走时方知损失惨重。无数公司因为错失一次创新的机会，远离了舞台中央。PC诞生之日，IBM持续质疑着Intel与Microsoft；乔布斯拿出第一部iPhone时，诺基亚的诋毁与否定，不是因为吃不到这颗葡萄。

PC之后不再有PC，iPhone之后不再有iPhone。这两个划时代的产品完成了各自的历史使命。这两个产业不是起始的百家争鸣，而是落幕的孤芳自赏。从2003年开始的，半导体产业的并购重组，伴随着PC与智能手机时代的结束而结束。此时西方已经没有剩下几个半导体公司，可以继续合并重组了。

更少的公司形成了更强的垄断。美国政府拿起这个垄断，做为武器。

在中美贸易战的前夜，美国在很多领域仅剩几个巨头在死撑门面。在中国加入WTO后，勤奋而聪慧的，能过得起苦日子的中国人抓住了一切机会，掏空了原本属于西方世界的下游产业。如今这些下游已经淹没在珠长三角的人海之中，很难再次回归欧美。

下游产业更加庞大的产值，更多的参与者，使应用场景集中于这片古老的东方大地。勤奋的中国人，在下游产业中，没有给欧美这些发达国家，也没有给亚非拉这些相对落后的国家任何机会。西方在PPT层面讨论IoT与AI时，华强北路已经把样品准备好了；西方考虑将产业链转移到东南亚时，中国人在越南与缅甸不知道度过了多少个日夜。

美国人希望拿回自己失去的下游，中国人也不愿意在上游产业被持续勒索。东方的智慧与西方的哲学将再次碰撞，首先在半导体这个战场上一决高下。半导体产业一个全新的周期，将从这次贸易战开始，从东西方的这次碰撞开始，我们这一代人在退休之前，看不到结束。

2 . 近邻

日本人口众多，约为1.27亿人，排在世界第11位，因距离中俄太近，使其领土显得非常狭小。日本由本土四岛与周边七千多个小岛屿组成，面积略小于法国，大于德国与英国。日本岛屿大多在本土附近，还有几个向东、南方向辐射的岛屿，深入太平洋腹地。这些岛屿给日本带来了440万平方公里的海域面积，中国可控的海域面积仅为200万平方公里。

中日间在近代多有战事，在这几场战争中我们吃了大亏。日本人在中国人的心目中并不友好，我们却改变不了一个事实，中国和日本是一海相隔的邻邦，中国与日本有近两千年的文化交流。上世纪的前半叶是一个大战争时代，日本人并不幸运。生活在那个年代的人，不分地界、无论种族都是极其不幸的。战后的日本，与中国同样，在满目疮痍中重建家园。

二战后，盟军占领日本，麦克阿瑟要求东芝、日立这些电器公司，大量生产收音机，以保证每一个日本家庭，都能够收听到盟军的广播。在当时，日本这些公司制做的收音机，仅有10%的良品率。为此麦帅专门设置了一个为期八天的质量管理课程，让世界上最著名的戴明博士传授日本人，如何才能制作出合格的产品。至今“戴明奖”仍是日本科技界的最高荣誉之一。

战胜国的权威，使得所有日本企业家俯首帖耳，日本最顶级企业的总经理全部参加了这次培训。这些即将在未来重新塑造日本的企业家，在上课的时候一定不会想到，这位戴明去美国的汽车巨头福特解决质量问题，已是上世纪八十年代的故事了。麦帅的无心插柳，使质量优先于技术的哲学，在日本生根发芽。十年后，美国在多个产业受到了这个国家的直面挑战。

这个坚忍的民族，在很长的一段时间里，始终在模仿着美国，抄袭着美国，并开始逐步超越美国。日美贸易战前夕，物美廉价的日货几乎要全面占领美国。上世纪50年代末，日美贸易战爆发。从纺织品开始，历经了钢铁、家电、汽车、电信与半导体行业。战火还进一步延伸到了金融与汇率领域。

日美贸易战之间最惨烈的战场，发生在半导体领域，这也是日本希望能够负隅顽抗的最后一块阵地。当时日本生产的半导体芯片已经比美国好很多了，在质量与价格这两个层面同时超过了美国。在上世界八十年代，日本半导体产业已占据全球的半壁江山，并在半导体存储行业形成垄断，Intel生产的存储芯片推积如山。Intel危矣，硅谷危矣，美国危矣。

美国人有力的拳头，将胳膊牵引得很长，强迫日本在1986年签署了一份为期5年的《日美半导体保证协定》。这个不平等的条约重创了日本半导体产业。日本强大的半导体存储行业，逐渐被韩国，甚至台湾超越。日本的一味退让没有换来太平，等待大和民族的是失去的二十年。

在那段时间，日本所接受的条件，除了屈辱，还是屈辱。这份屈辱，日本人忍受了三十余年，日本人没有理由不恨美国人。在中美贸易战爆发之前，这个国家一直在卧薪尝胆，厚积薄发。今天他们终于等来了机会。

2018年，中美贸易战爆发。贸易战打响时，有许多中国人包围了肯德基与麦当劳，准备抵制美国货，后来发现，准备抵制美国货的不是中国人，而是美国人自己，美国不准备卖芯片给中兴通信，这个公司快破产了。中国人是应该抵制美国货，还是抵制美国不卖给我们美国货。

中国购买的半导体芯片数量太多，与当年购买巴西与澳洲的铁矿石类似，多到了丢失了话语权。在半导体领域，我们无论是买，或者是卖，都面临着一个极难翻越的刀锋。不出意外，中国在半导体的设备、材料、制造与设计，这四个领域全面处于下风，面对来自美国发起的半导体之战，中国没有反制措施。这也是美国在贸易战中，选择半导体产业做为先锋的重要原因。

中国半导体产业之殇，始于上游。

半导体产业上游产业的落后，是中国所有产业在上游领域落后的缩影。半导体产业的上游是设备与材料，在这个上游之上，较量的是物理、化学等基础学科。我们的落后，不是因为不够聪明，恰是太过聪明。上游产业不需要聪明人，需要愿意破釜沉舟，十年磨一剑的傻瓜。

半导体的上游，包括与光刻直接相关的设备与材料，及辅助光刻的设备与材料。其中最重要的设备当属光刻机。荷兰的ASML在高端光刻机阵地独占鳌头，日本的Nikon与Canon在中低端有一些存在感。光刻机的上游是激光源与光学系统。高端的激光源仅剩下ASML旗下的美国公司Cymer，与日本的Gigaphoton。

最好的光学系统来自德国的卡尔蔡氏。在中国还在打鸦片战争时，这家公司就在专心致志地磨镜头，至今还在磨。源自于这家公司的阿贝成像原理，奠定了光学系统的理论基础。日本人的执着，使Nikon与Canon在光学系统中，也有一席之地。

光刻机的辅助设备很多，包括蚀刻、研磨、等离子注入、沉积等百余种设备，绝大多数份额被美国的应用材料、泛林科技与日本的东京电子瓜分。在半导体晶圆的生产过程中，还有一个重要的领域是晶圆的前道测试。晶圆的前道测试与制造紧耦合。这个领域的核心设备，是基于经典物理与量子力学的各类探针与显微镜，被美国的科天垄断。

半导体设备是物理的世界，材料是化学的天堂。日本的工匠精神，使其在精细化学领域打遍天下无敌手，也使得半导体材料大多数都在日本手中。高纯度单晶硅晶圆最重要的两个供应商，是日本的信越与胜高。与光刻直接相关的材料，光刻胶几乎被日本的JSR、信越与TOK垄断。剩余的其他辅助材料被日本与欧美企业瓜分。

中国在半导体设备与材料的全面落后，归根于上世纪对物理与化学这些基础科学的忽视。风花雪月的德布罗意的波粒二象性和薛定谔方程，解决不了当时中国老百姓的温饱问题。这个落后是冥冥之中，上帝对中国的安排。至今中国这个产业的落后已是悬崖百丈冰，只可徐徐图之。

在这个领域，日本是我们最好的老师。半导体的上游，曾几何时，由贝尔实验室、IBM等欧美公司掌控，后来逐渐在日本落地生根。今天的半导体上游产业，缺少欧美，大家最多是活得不够舒服；缺少日本，是没有办法活下去的。

日本在半导体产业上游的地位，是美国人逼出来的。最初日本紧跟着美国，弱者向强者取经，本无可厚非。只是在日美贸易战中，这个抄袭被刻意放大了，日本丧失了许多东西。他们只能做些美国也不会的东西，才不会被指责。他们没有失去20年，只是在很艰难地向产业的上游，向基础科学的方向上前行。这些在上世纪的努力，使日本在本世纪获得了许多诺贝尔奖。

这个国家能拿诺贝尔奖的不限于大学教授，还有一些是来自小公司的职员。在日亚工作的工程师中村修二重新发现了蓝光。在岛津制作工作的小职员田中耕一，为他在无意中的发现，生物大分子分析方法，写了一生中唯一的一篇论文，这篇文章使他获得了诺贝尔奖。如果没有这个发现，田中的一生，将与众多日本工程师一样，默默无闻，直到退休。

这些人是傻瓜，他们选择了一条不成功便成仁的不归之路。在日本有很多这样的傻瓜，日本的产业环境也在宽容着这些傻瓜，不断创造着能够培育这些傻瓜的土壤。这个国家，正是因为这些层出不穷的傻瓜，持续创造着奇迹。

在中美贸易战爆发的今天，日本具备了天时与地利。广场协议后，这个国家等待了三十余年，他们失去的，他们会拿回来。在半导体领域，韩国得到的也是日本失去的。中美贸易战之余，日本限制对韩国出口一些半导体材料，包括氢氟酸、光刻胶、与含氟聚酰亚胺。

电子级的氢氟酸较为普通，而半导体级的氢氟酸生产厂家很少。韩国需要的半导体级氢氟酸几乎全部来自日本。光刻胶是半导体制造中与光刻相关的最重要的材料，被日本的JSR、信越与TOK垄断。日本不提供光刻胶，三星电子的半导体事业部可以直接关门。

聚酰亚胺始于美国杜邦的发明，简称PI (Polyimide)材料，是一种工程塑料，因其热、电、力性能独特，广泛应用于机械、电子、航空与航天等多个传统工业领域。标准的聚酰亚胺，因为加工难度、颜色较深、亚胺化温度与介电常数偏高等原因，无法直接应用在半导体领域。

氟化的聚酰亚胺，可以有效克服这些问题，也使PI材料从传统工业进入到微电子、光纤与液晶显示领域。几乎任何高纯化学品，都会有日本人的身影，含氟聚酰亚胺并不例外。对于OLED，这个材料不可或缺。日本禁售含氟聚酰亚胺，三星电子的LCD事业部也可以重组了。

貌似伟大的三星电子，因为3个材料的禁售，面临着破产危机。这几个材料仅是日本上游产业的冰山一角。至今日本完全可以凭借在上游的强势，左右下游产业的布局。

日本对韩国有极强的制约能力，对中国也是同样。从另外一个角度上看，这个国家的上游产业与中国的下游产业的互补极强。如果可以与其合作，中国有机会化解在半导体领域存在的所有危机。中国在上游产业上存在的短板，决定了与这个国家只可结盟而不可用兵。

半导体上游的技术难度远高于下游。半导体设备与材料，在近60余年的发展历程中，已水乳交融，如光刻机与光刻胶，光刻胶与蚀刻液之间都存在关联关系。

材料与设备的研制，试错时间较长，试错机会匮乏。半导体工厂不会将宝贵的生产时间，过多用于新材料试错。新的设备与材料，通常在研发新的半导体制程时，在制造厂商的大力协助下，才有机会导入。对于一个没有老产品的新的材料与设备厂商，这种机会从何而来？

在半导体产业中，设备、材料与制造厂商，具有千丝万缕的联系。半导体设备与材料本质上是设备、材料与制造厂商共同开发出来的，这造成了半导体工厂选用设备与材料的评价标准并不客观，甚至包含了几十年并肩作战的友情与信任。这种先有鸡还是先有蛋的逻辑，在设备、材料与制造厂商间反复上演，也增加了中国进军半导体上游产业的难度。

上游的落后使我们在电子信息领域多个层面上的布局进退维谷。从产值上看，电子设备与其下的半导体产业呈倒金字塔布局。在2018年，最上方的电子设备厂商约为2万亿美金，下方的半导体芯片接近5000亿美金，更下方的设备与材料在1000亿美金左右。有些关键的材料，如半导体光刻胶，只有20亿美金左右。

中国是电子设备的制造大国，也许我们能做到全方位的中国能造，世界不必再造。只是这种头重脚轻的布局，随时会带给我们灭顶之灾。上游不稳，而片面发展下游，将会为对手提供以四两拨千斤的机会，给自己留下巨大的风险敞口。今日中国的下游产业如山巅之湖，一旦崩塌，必一泻千里。中国半导体产业在上游存在的问题，不是短期能够解决的。

我们有未来。我有个还算聪明的孩子。如果他将来愿意做上游相关的科学，我会坦诚地告诉他，请原谅你们的父辈，我们努力过但一事无成，能够传授你们的是哪些路我们没有走对。我不忍心让孩子走这条看不到终点的道路，从事这个行业的绝大多数人不会获得成功。

如果孩子还要坚持走这条路，我会继续告诉他，上帝眷恋的是傻瓜，不是我们这些自做聪明的真正的傻瓜。人类进步依靠的也是这些傻瓜，不是被江湖磨练得有如一碗开水白菜般的聪明人。人终将死去，如果在死去之前，你觉得为这个星球有所贡献，哪怕不过是一丝可以轻易忽略的尘埃，此生足矣。材料与设备的革新，我们留给那些甘为傻瓜的下一代。

在短期，我们半导体产业在上游存在的问题，不能再押宝于现有的国内半导体人。底层无法克服的单点故障，需要高阶的系统层面弥补。相比许多小国，我们的国家幅员辽阔，人口众多，有足够的战略纵深，有基础与能力在系统层面解决这个单点故障。

半导体上游之外的产业，形势对中国相对有利。

半导体芯片的制造可以分为三个步骤，晶圆制作、封装与测试。封装与测试是中国与全球差距最小之处。中国的几个封测厂有机会做得更好一些。只是在封测的上游设备与材料层面上，中国依然严重依赖西方，依赖日本。

在晶圆制作层面，“十万青年十万肝，翻班熬夜救台湾”的台积电已暂时取得先机。这个领域本是细节为王，加班为王。同为炎黄子孙，我们不嫉妒台湾在晶圆制作上的领先，我们本是一家人。国内的晶圆制作不够强大，因为自身，也因为上游厂商的并不公平。台湾与大陆人有着相同的基因，台湾能做成的事情，我们可以做成。

台湾与我们血脉相连，我们的祖辈同饮一江之水，万不得已也无需刀兵相见，多让台湾的年轻人来这里工作，只要两岸往来络绎不绝，民间婚嫁不断，用不了几代人的时间，没有力量能够阻止我们的统一。台积电之外，晶圆制作的全产业链，已经围绕着中国，形成了一个完整的布局。这片区域美国的军舰可以到，我们的也可以。

在半导体产业中，设计环节最容易突破。半导体设计与软件开发较为类似。

在PC与互联网时代，国内软件因为许多原因无所作为；在手机与移动互联时代，中国人开发了许多优秀的App。这些App无论是用户体验，或是与应用场景的适配，都不输于欧美同类产品，甚至在很多领域是领先的。

凭谁问，中国人没有软件开发的基因。

至今在电子设备领域，中国已经完成了全部的产业布局，中国全面掌控了应用场景，这使得半导体设计逐步东归成为可能。中国人的勤奋与西方世界在这个领域近期的无所作为，将使这个可能逐步加大，直到必然。

3. 计算

半导体设计，由计算、存储、通信与其他，共4大部分组成。在“其他”之中包含大多数分立器件、电源与传感器相关的组成模块。一个电子设备，无论是PC、手机或者是汽车电子，都是由这四类基础半导体产品搭建而成。

与计算领域相关的半导体产业几乎无所不包，x86相关的PC与服务器，基于RISC-V与ARM微架构的SoC (System on Chip)，人工智能相关的GPU、TPU与FPGA等都可归为计算领域。半导体设计，本就以计算为核心。

整个电子信息世界也是围绕计算展开。多数科技公司，从Google、Apple、Intel、Microsoft，到你们能马上念出名字的科技公司，其主要的研发人员是软件工程师，他们书写的程序在处理器中运行。这些公司在电子信息世界中的归属也是计算。

即便是打电话，这个貌似是通信领域最典型的应用场景，首先是将输入的语音，传送给手机的主处理器或者基带处理器之后，先交由通信系统，经过网络设备中继之后，传送给其他手机。大多数网络设备，交换机、路由器和5G的基础架构，依然以处理器为核心搭建。华为这家通信公司，即便只看其运营商事业部，主要研发人员依然是软件工程师。

电子信息时代始于计算，精彩之处在于计算。第一台电子计算设备ABC (Atanasoff–Berry Computer)揭开了这个时代的序幕，当时这台计算机仅使用了三百多个电子管。晶体管的出现促进了计算的进步，在1954年1月，贝尔实验室为美国空军搭建了第一个基于晶体管的计算机TRADIC (TRAnsistorized DIgital Computer)。

计算体系的重要里程碑由冯诺伊曼提出，这个体系也被后人称为冯诺伊曼体系。在此之前出现的所有的计算机，在今天看来不过是一些功能各异的计算器。此后到今天，计算机依然由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备，这冯诺伊曼体系的五大部件组成。

在这个理论的支撑下，计算领域蓬勃发展。在上世纪六十年代，IBM研制的System/360大型机系列，进一步确立了处理器体系结构的基本组成，奠定了现代操作系统的基础，也揭开了大型机时代的帷幕。

System/360第一次提出并解决了兼容性问题，为System/360开发的程序可以在现代的IBM服务器上运行，解决这个兼容性的首要功臣是这个大型机使用的操作系统OS/360。与OS/360同时出现的是周边的应用软件。这些应用软件的数量多到了，使IBM这个硬件提供商，顺利转型为软件服务公司。

至此，以硬件与操作系统中心，周边应用软件为生态的模型在计算领域逐步确立。IBM因为兼容与开放，引领了处理器与操作系统行业长达30年之久，这个公司也被后人称为蓝色巨人。

在大型机时代，处理器的乱序执行、并行处理、存储缓冲架构等处理器体系架构已经逐步确立，大型机时代盛行的UNIX操作系统，奠定了今天还在使用的Linux、MacOS、Windows、iOS与Android等所有操作系统的基础。单纯从技术理论的角度上看，Intel与Microsoft在上世纪末取得的成就不是不如大型机，而是远不如大型机。

在大型机时代，开发并使用机器的都是从事各类计算的科学家，也许是这些科学家们并不情愿让这个智慧飞入寻常百姓家，也许是一个公司很难连续跨越两座刀锋。蓝色巨人轻视了Intel与微软，忽略了PC时代，然后被遗弃，更加年轻而有活力的公司胜出。

Intel的老安迪缔造了PC帝国，他也是IT史册中最大的机会分子。

Intel的三位创始人，诺伊斯生性洒脱，凭借发明了集成电路，肆意妄为，早在上世纪七十年代末期，他已游离于公司之外。摩尔与老安迪被迫着肩负重担。摩尔一生最大的成就是那个以他名字命名的定律。这个定律，与其说是一个定律，不如说更像是摩尔在酒馆里喝多了之后的豪言壮语。老安迪这个机会分子当然不会放过这种机会，将这句醉话写在纸上，并落到实地。

这个马屁拍出了艺术与哲学高度。摩尔陶醉于此，深以为然。自此老安迪执Intel牛耳，与微软一道开创了PC帝国，并在这个帝国最辉煌的时急流勇退，在幕后选出了一代又一代的接班人。老安迪巩固了在大型机时代确立的，以硬件与操作系统中心，周边应用软件为生态环境的理念。凭借这个理念，PC逐步压缩着大型机在企业市场的应用场景，直到其名存实亡。

通信领域伴随着PC帝国一道成长，很快出现了第一部手机，第一部带有智能功能的手机，直到乔布斯拿出第一部iPhone。已经逝去的Intel第5代CEO保罗，在卸任时与全体员工坦率地说，他在任期间最大的失误是错过了iPhone，错过了智能手机。事实上，他必然错过这个机会，Intel也必须错过这个时代。

智能手机时代，重要的不是硬件。操作系统也不是之前Linux与Windows这类管理硬件的软件，而是逐步进化到管理应用。在这个时代，各类应用百花齐放。微信和Facebook比Android与iOS更像是操作系统；在这个时代，因为ARM的存在，处理器设计的门槛逐步下降，Apple与华为可以按照自己的需求设计出更好的手机处理器；在这个时代，处理器已不在浪潮之巅。

从直接提升生产力的角度看，智能手机的成就也许不如PC，连智能手机的App也是在PC机上开发出来的。在办公室里，若员工不是天天对着笔记本敲键盘，而是时时看着手机发微信，估计他的主管脸色会很难看。

智能手机的出现使信息交流更加便利，过多的交流也加大了获取真实信息的难度。对于多数人，因为智能手机的出现，思考的时间变得更少了。另一方面，智能手机的出现使衣食住行更加便利，客观上节约了所有人的时间，从另一个层面提升了所有人的效率。

究竟是PC，还是手机，谁才是生产力工具。Intel认为是PC，苹果坚持是手机。普通人离不开手机，也离不开PC；两个行业的从业者，却也无法否认，这两个行业已过巅峰。PC与智能手机不会很快消亡，将有彗星般的长尾，伴随着这个创新匮乏的时代。

PC与智能手机有很多不同，所创建的时代却有一个本质的共同点，都是先有硬件设备，由这个设备创造、引领并重新定义了新的应用场景，几个公司一道围绕着这两个硬件产品，团结着周边的软件生态，创建着各自的帝国。

从大型机到PC至手机，围绕计算领域的周边软件生态，其重要性甚至超过处理器与操作系统的组合。处理器体系架构在上世纪末已经达到顶峰，在此后的二十年，并没有本质的提高。处理器在历经了x86、ARM至今日的RISC-V后，已经彻底沦为一个组成模块。

在Intel的x86处理器中，技术难度最高的是存储器层次结构、高速的外部总线接口、虚拟化技术与指令流水线。将这些模块集成在一起，成为一颗处理器，并将功耗控制在一个合理的水平，仍然有非常大的工程难度，但并非不可克服。

在PC领域，为Intel和微软保驾护航的是周边的软件生态。首先是桌面操作系统Windows与MacOS；之后是操作系统周边众多的应用软件。操作系统与这些应用软件，从DOS与Windows开始，在几十年的时间里，组成了一个牢不可破的PC生态。即便有人能够做出x86和Windows的替代品，依然对这个生态束手无策。

Google在最强大的时候，推出了ChromeBook与ChromeOS的组合，试图进入这个市场挑战Wintel，依然无功而返。PC的软件生态太庞大也古老了，Google对此一筹莫展。没有人有能力，在商业上也没有必要，将其推倒重来了。

在服务器领域，x86处理器独领风骚的主要原因，还是在于软件生态。在这个领域，操作系统已非天堑。Linux操作系统可以很好地支持x86、ARM及其他处理器，但在Linux操作系统周边，仍然有牛毛般的服务器应用软件，与x86处理器共同组成了无懈可击的服务器生态。

基于x86架构的服务器，占据了绝大部分的市场份额，几乎所有服务器软件都是在x86处理器上开发出来的，对x86天然友好。目前国内厂商已经开发出一些非x86架构的服务器，这些厂商面临着由软件生态带来的死锁问题。因为市占率低；所有没有人为他们的服务器开发程序；没有这些程序也就无法建立生态；因为没有生态导致市占率更低。

即便是辅以重金，亦难化解这个死锁。与PC生态相比，服务器生态或许更难搭建。PC生态的多数搭建者是追求着商业利益的企业；服务器软件生态的搭建者，除了企业，还有许多开源组织，免费提供着大量的软件。由一个或者几个厂商完成这些开源软件适配的想法，从人力、财力与技术等多个层面上看，都不现实。

即便我们愿意不惜代价，让开源组织去适配国产服务器，他们也未必有能力做到。他们哪里能够搞清楚，免费提供代码的这些程序员到底身处何方。将这些国产服务器送到这些程序员手中，都是一个不小的挑战，更不用说让他们去做适配工作了。

在智能手机时代，中国在计算领域中的位置，无论从软件或者是操作系统层面，比大型机与Wintel时代好出许多。在我现在使用的PC中，虽然没有什么国产的软件，但在我的手机里，也没有什么国外的软件了。在智能手机时代，以华为海思与MTK为代表的中华血统，在手机处理器中已站稳一席之地。

如果物联网能够引导一个时代，适合物联网应用的，更为开放的RISC-V微架构能够胜出，中国人的话语权会更大。目前中国在RISC-V微架构与相关生态上的投入，比RISC-V基金会主席Krste Asanovic创办的SiFIVE公司大许多倍。

智能手机之后的故事，距离我们咫尺之遥。我们并不确定，在不远的将来，物联网、区块链、人工智能、自主物件、增强分析，谁将胜出。唯一确定的是这个世界依然由创新引导，成功仍然依赖着一次创新之上的持续创新。

万物将在新老交替中生生不息。IBM之后是Intel和Microsoft，之后是Apple和Google。计算世界属于年轻的一代，x86之后是ARM，ARM之后会不会是RISC-V？万生皆有一死，再辉煌的公司也会灯枯油尽。没有历史包袱的新生力量，将轻装向前，创建着新的帝国，与新的生态。

强大的文明决定着生态的成败，技术的领先支撑着文明的强大。决定生态系统的最终力量依然是技术。在生态层面，中国真正落后的是语言与文化的穿透力，这个穿透力最终仍然以科技为本。当我们的孔子书院开在世界的每一个角落，而不被排斥；当我们的文明如汉唐般重新璀璨于世间，这个生态我们迟早会有。

4. 制造

在半导体设计中，存储与通信是计算之外的两大分支。存储与通信在半导体领域中的区别极大。两者却有一个本质的相同点，制造的重要性大于设计。

存储领域的核心是在一个集成电路中容纳更多的能够稳定运行的存储单位；通信领域关注的是分立器件，是将一个晶体管的性能做到极致。

两者的核心在制造上，从事这两个领域的厂商，都拥有自己的半导体工厂。

存储是一个古老的行业，源于人类与生俱来的，对传承的渴望。

文字出现之后，他们迅速地将过去发生的事情，记录在可以相对持久保存的媒介中，先是甲骨与石碑，之后是纸张、磁带、光盘、硬盘，直到今日的基于半导体的固态盘。

基于半导体材料的存储主要有两个分支，RAM和由NAND颗粒组成的固态盘。RAM在掉电后，数据将丢失，而固态盘不会。

RAM常被称为内存，也可以归于计算领域的存储器层次结构中；固态盘真正属于存储领域。

在iPhone Xs中，RAM的大小为4GB，存储容量指固态盘的大小，分别为64、256与512GB。iPhone手机里面的照片就是存放在固态盘中。在存储领域，三星、东芝、美光与海力士等占据了绝大多数份额，中国的几个厂商处于起步时的全面劣势。存储领域的重点是制造，而非设计。

也许存储不难设计也不难制造，但要求稳定。稳定与可靠是存储最重要的特性，稳定性是1，剩余的所有特性仅是在其后的0罢了。检验稳定与可靠，没有太好的方法，唯有历经时间的沧桑。

进军存储领域是在参加一场马拉松长跑，不是比谁跑得快，是在比谁更有耐力，谁更少犯错误。

存储领域是一个典型的周期性行业，在行业景气时，建设工厂的预算将更充足一些，也更容易在内部获得通过；在存储厂房建设完毕后，产能瞬间释放出来时，这个行业进入低谷。

也有一些厂商反其道而行之，在行业低谷时建厂，高峰时控制价格，逆周期布局。采用这种方法的一家公司最后成功了，他的名字叫做三星。