閱讀 Chris Miller《晶片戰爭》｜現在不讀，以後讀便是在考古（下）

延續上篇，這邊紀錄5-8的內容，下面整理幾項結合書中內容與其延伸的思辨：

1. 本書適合的受眾
2. 用時間線敘述產業發展可以看到什麼
3. 台積電差點不是台灣之光
4. 全球化已死
5. 摩爾定律即將失效？
6. AI到底多耗電
7. 對中國來說是接下來的美國大選是川普當選好還是賀錦麗比較好？
8. 結語

5.摩爾定律即將失效？

英特爾的高登摩爾過去提出的摩爾定律：「晶片可容納的電晶體數量，約每隔18個月便會增加一倍，其效能提高一倍。」一直都是半導體業的信條，近年製程尺寸快到達物理極限，摩爾定律是否將面臨失效？

製程常說的幾奈米是指「閘極長度（Gate length）」，目前3奈米製程閘極長度已逼近物理極限，當持續縮小到只剩幾個原子間距（一個原子約 0.1 奈米），便會發生量子穿隧效應、短通道效應等問題，導致漏電流增加。現為解決這問題，縮小晶片都是想辦法將電晶體排得更密，無法縮小的地方就改用堆疊的方式突破。

今年4月台積電在北美技術論壇公布最新製程A16技術，也就是1.6奈米製程。並表示「A16在相同工作電壓下，速度增快8%至10%；在相同速度下，功耗降低15%至20%，晶片密度提升高達1.1倍。」英特爾和三星（Samsung）大廠也不遑多讓，也各自宣布將有1.4奈米製程技術。

可以理解就公司而言，誰能再壓低成本又能高良率的產出更小的晶片，便能搶先佔領先進製程市場。不過這狀態也像是正逼著世界往更高速的運算的需求前走，倘若是製程尺寸開發真走到極限，是不是須進到違反古典物理的量子領域？

6. AI到底多耗電？

如果參加過今年6月在台北南港展覽館舉辦的Computex 2024，會發現整個展場都在主打AI PC，同時再細查產品資訊便會驚覺上面幾乎都標註使用了NVIDIA的GPU，無不在宣告AI將成為未來主流。

《晶片戰爭》提醒到除了關注模型優化和資料收集，AI之所以可以實現，主要奠定在晶片的強大運算力上。像是AI PC主概念是：「不透過雲端，可以在本地端運行模型得到結果 。」從這件產品上就可以很明確地看到實現AI需透過軟硬體相互搭配，不僅僅是PC上要能方便操作AI軟體，還必須有能駕馭其AI運算的硬體。

現今提到AI不外乎會和黃仁勳的NVIDIA有關係，因為NVIDIA的圖形處理器GPU，其平行運算的能力很適合進行大量的矩陣計算，能實現了AI模型反覆訓練收斂特徵的需求。

要先有晶片才能實行AI，不過其實在訓練AI模型及推理能力還有一件事需克復，那就是「耗電」。

據《The New Yorker》報導，OpenAI 的聊天機器人 ChatGPT 每天可能會消耗超過 50 萬千瓦時的電力，來回應約 2 億個請求。報導指出，依據美國家庭平均每天用電量約為 29 千瓦時。 將 ChatGPT 每天的用電量除以一般家庭的用電量可知，ChatGPT 的用電量是一般家庭用電量的 17,000 倍以上。

2024年黃仁勳在GTC大會發布的Blackwell GB200耗電是前代Hopper 四分之一，可見AI晶片除了要加速運算力，節電也是必要考量之一。不過隨著訓練AI的模型參數越多，需要運算的資料也越多，就算晶片本身已有低耗能，為了加速AI訓練，勢必會增加更多晶片。

使用更多的GPU和更多PC設備，耗電量必將升高，電力成本也跟著增加。美國甚至發現20年未更新的供電設施是無法承受AI浮動式的大功率電量傳輸，同樣若台灣要在AI上有所競爭力，架設AI資料中心時，一要有足夠電力，二過老舊的供電設備可能需要全部翻新。

7.對中國來說是接下來的美國大選是川普當選好還是賀錦麗比較好？

《晶片戰爭》一書中有幾段描述川普總統在任時對美中科技戰的態度：「川普本人對貿易比對技術更有興趣。他認為，扼殺中興只是對付習近乎的籌碼。因此，當中國領導人提議協商時，川普急切地接受了提議。」以及多數晶片業的看法「即使產業高管忽略川普的國內政策，川普的反覆無常也使他成為一個問題重重的盟友。」

在YT某頻道有集到邀請政大東亞所的王信賢教授做訪談時，教授也有類似的觀點：

「川普做的是單邊，就是以美國為主，他去對中國，不管是各個領域。但是拜登非常不一樣，拜登是透過的是同盟，透過的是打群架。從中國的角度來講，其實川普也還不錯，雖然不可預測性高，但是他是可交易的。…拜登他採取的是打群架，屬於同盟的方式。但是各位要知道，美國現在所有的盟友，對川普基本上信任程度都不高，所以導致的結果有可能是，如果川普上台之後，他要採取的是那種同盟的方式來制約中國，那個漏洞就會變得非常非常多，那讓中國可以各個去突破。…」

在美國發起的晶片禁令中，荷蘭ASML公司是不准向中國販賣能做5奈米以下製程極紫外光EUV微影設備，今年新聞報導中國已能自行研發並自產7奈米製程的深紫外光DUV機台。套摩爾定律，中國晶片完成的7奈米製程與現在的先進製程3奈米存在兩代的差距，一代有18個月到2年的差距，所以7奈米與3奈米間，差了快四年，整體運算力也少了四分之一。

即使這樣，中國還是持續在精進科技產業的策略。中國領導人習近平2023年9月考察黑龍江省期間，提出「新質生產力」一詞，其實主概念還是在強調高科技。對美國來說，中國既是頭號客戶也是頭號的競爭對手。中國集權統治的優勢容易集中大量資源投入科技產業，美國政府似乎也意識到這點，在2022年通過晶片法案，開始提供資金促進補貼並鼓勵建立新的晶片製造廠。

這也再次印證張忠謀先生那句全球化已死比喻，全球化原是不顧國界，以商業獲利為導向，將技術擴散出去交由全球分工是勢不可擋。不過全球化不見得對所有人都有好處，全球化也會造成資源過度集中，導致貧富不均等問題。如今，大國偏向保護主義利用政治權力干預供應鏈，雖不代表會提升效率，但至少對自身有利。

8.結語

這本書解釋了晶片發展脈絡，從電晶體節因有著電省且面積小的優勢取代真空管，再講到晶片技術是如何改變美俄競爭，帶動全球區域發展。有幾點頗讓我意外的是，原來眾人趨之若鶩的高科技業聚集地矽谷和半導體產業有很深的淵源。這本書甚至給了我一些啟發，像是台灣現在對日本產品有著近乎盲目的信任，最常聽到就是誰誰到日本旅遊又扛了什麼電器回來的消息，推測可能源自1950年代日本取得美國技術授權後。

再借鑑書中內容，那些獲得矚目半導體製造代工業，例如Sony、三星到台積電，成功模式幾乎都有相似的共同點：有政府支援和外資投資，現在連美國都意識要補貼晶片產業。長遠看，現在的台灣是否還有像台積電這樣不容他國輕易取代的產業，又或者還有甚麼魅力吸引外資，總不能只靠著「護國神山」，必須要有更多優勢才能有更多保護自己的籌碼。

此外，晶片業的供應鏈也給了我重新思考的地方，我們不自覺的認為擔任創造的人總比代工的那方高人一等，可是台積電製程精進卻推翻這個認知，若用勞力和薪資做衡量，可能依舊與美國不對等。但將一個專業做到他人都不容忽視的地步，確實令人佩服。

科技市場是如此瞬息萬變，今年台積電發布A16製程、輝達推出的GB200，相信明年一定又會其他公司發佈新的產品規格。連書中提到因為過於安逸而錯失行動裝置和AI市場的英特爾，也重新修正了方向急起直追。《晶片戰爭》這本書像是個運動播報員，報導了在晶片產業賽道上所有參賽者到2022年左右的賽況，這場比賽還處於現在進行式，每位選手都抱持極大企圖要創造更大的價值，也許在年底美國選舉結束後，這場賽局又會有意想不到的變化。

參考資料

■專訪晶片戰爭作者Chris Miller，掌握晶片競賽的三條軸線

■ 《晶片戰爭》作者Chris Miller

■ How to Build a $20 Billion Semiconductor Fab

■國安、科技經濟領先凌駕 張忠謀：這還算全球化嗎？

■張忠謀×《晶片戰爭》米勒半導體世紀對談

■TSMC founder says 'globalization is almost dead' as Asian foundry giant

expands in US

■經濟日報 台積埃米製程大躍進 狠甩三星、英特爾

■Daily ChatGPT’s Energy Consumption 17,000 Times More Than Average US Household: Report

■人大舉舉手，政協拍拍手，中國兩會到底有啥好看的？ ft.政大東亞所特聘教授 王信賢

■技術突破 陸成功自製DUV曝光機

■新質生產力