半导体研究中心台积电（半导体与光之边界）

信息来源：generalist，作者：Mario Gabriele，本文观点并不代表译者观点。

世界上最大的半导体代工厂正在向中国台湾以外的地区扩张，在美国工厂投资400亿美元。这是一个具有巨大政治和商业影响的举措。

可行性见解

如果你只有几分钟的时间，下面是投资者、经营者和创始人应该了解的中国台湾半导体制造公司（TSMC）的情况：

• 世界上最重要的公司之一。台积电是领先半导体的最大制造商。这些芯片被用于从电话、冰箱、汽车到武器系统的所有领域。目前，没有其他公司能真正与它的能力相媲美。
• 来到美国。虽然总部设在中国台湾，但台积电正在投资美国的制造业。本周，该代工厂宣布将其在亚利桑那州的设施融资增加到400亿美元。
• 一系列的阻力。尽管台积电是必不可少的，但半导体供应链上有很多几乎不可替代的参与者。这包括开发用于芯片设计的软件的公司和制造设备的制造商。其结果是一个充满障碍点的行业。
• 超级大国的对峙。随着半导体的重要性增加，它们已经成为地缘政治上的战略。芯片制裁是美国和中国经济战争中的一个有力的武器。今年10月，拜登总统的政府发布了一系列史无前例的限制。
• 人工智能对计算能力的渴求。计算能力的增加对人工智能的发展至关重要。随着该技术变得越来越重要，对芯片的需求只可能会增加。尽管这可能为半导体行业的转变打开大门，但它也可能使台积电的优势更加突出。

Morris Chang 周二说：“全球化几乎已死。自由贸易几乎已死。”

如果有人应该知道的话，那就是Chang。他是台湾半导体制造公司（更有名的是台积电）的创始人和两任首席执行官，在地理套利上建立了世界上最大的企业之一。在创建这个领先的半导体代工企业的过程中，还有很多工作要做，但如果没有利用台北的低成本劳动力，它就不可能达到4170亿美元的市值。

虽然Chang的声明听起来很不乐观，但它是在有利的情况下出现的——至少从美国政府和私营部门的角度来看是如此。在乔-拜登和蒂姆-库克的陪同下，Chang宣布，台积电计划在亚利桑那州投资400亿美元，建立两个新工厂。这不仅是台积电最初承诺的2020年计划的三倍，而且是美国历史上最大的直接投资之一，大大超过了三星在德克萨斯州建设芯片工厂的170亿美元计划。

比台积电的投资规模更重要的是其影响。尽管没有许多其他技术那么热闹，但半导体是我们的安全、工业和生活质量的基础。晶体管仅有几纳米宽的微小芯片，为我们用来工作的电脑、我们需要通信的电话、运输人员和货物的汽车和卡车以及乌克兰等国家用来抵御入侵的武器提供动力。毫不夸张地说，它们对现代生存至关重要。即使是半导体供应链中的延迟也会扼杀产业和激怒消费者，如果像台积电这样的公司关闭，灾难将随之而来。NZS投资者Jon Bathgate说：“GDP将在一夜之间下降10%。我们会让自己陷入全球大萧条之中。这些绣有电路的硅片就像一道光明的边界，将我们与黑暗分开”。

由于其对现代生活各个方面的重要性，半导体已成为地缘政治的战略，特别是对中国大陆、美国和中国台湾而言。中国已投资数百亿美元建立国内供应链，美国已发布制裁措施以阻挠中国的技术进步，而中国台湾则依靠台积电的存在来提供“硅盾”。

所有这些都使周二的宣布更值得注意。这不仅会将尖端制造业带到美国，而且会将其从中国台湾分散出去。亚利桑那州企业的发展速度、规模和最终的成功将说明此举的意义有多大。如果台积电400亿美元的投资代表了其对外国制造业的全部兴趣，那么新工厂将创造就业机会，提高产能，并为台湾的动荡提供急需的、尽管是很小的对冲。但是，如果这是一个更广泛趋势的开始（如果Morris Chang 对全球化崩溃的看法是正确的）它将在政治上、商业上和技术上产生深远影响。

半导体是不可能的

前几天在飞机上，我读了Chris Miller的《芯片战争》。这是一本关于半导体历史及其全球重要性的特殊描述，是我今年最喜欢的非小说类书籍。这本书也恰好非常有趣，主要是因为它将制造半导体看起来是多么绝对不可能的事情联系起来。它依赖于一摞复杂的东西，这些东西堆积在一起：机械、物理、化学、物流和商业。Bathgate说：“这就像把一根针立在一根针的上面一样难”。

有很多这样的例子，我想与大家分享，但首先，让我们快速谈谈什么是半导体。在高层次上，半导体是一种有条件地导电的材料。它不像玻璃，是一个绝缘体，一个差的导体，也不像铜，一个好的导体。它介于两者之间，而且关键是可以修改。硅是一个著名的半导体。

现在，这可能是半导体的定义，但它并不是大多数人使用这个术语时的真正含义。相反，“半导体”往往是“半导体芯片”的简称。芯片通常由光滑、深色的硅片制成。各种元件被放置在硅表面上，以改变电流。晶体管是特别重要的元件。这些元件的工作方式就像一个开关，将电流引向一个或另一个方向。Miller在《芯片战争》中写道：“这些晶体管 ’门 ’将信息转化为二进制代码，将现实世界的感觉如图像、声音和无线电波转化为数百万个1和0。这只是因为半导体材料的基本特性而发挥作用。

一块芯片可能容纳数百亿个晶体管，每个晶体管的栅极只有几纳米宽。最小的晶体管栅极只有0.3纳米宽，尽管它还远未达到商业化生产。苹果公司的A16芯片，在最新的iPhone中使用，依靠的是一个晶体管门为5纳米的处理器（经过一些修改）。从这个角度来看，人类的头发宽达100,000纳米，而一个红细胞的宽度为7,000纳米。我们谈论的是微小的、微观的尺寸。

随着晶体管的缩小，单个芯片所能容纳的晶体管数量也成倍增加。“摩尔定律”在科技界已变得如此普遍，以至于它似乎经常被用作一种基本的 “科技快速发展”信息的捷径。

不过，它真正指的是单个芯片上可容纳的晶体管数量的增加。1965年，英特尔联合创始人戈登-摩尔（Gordon Moore）做出了一个具体的预测：在接下来的十年里，芯片将能够每两年将晶体管的数量增加一倍。尽管摩尔对前进的方向是正确的，但他的时机却不对。在过去的六十年里，摩尔定律一直保持着（尽管有些人认为它正在达到其终点）。这种效率的提高依赖于显著的技术进步，引入新的技术、机械和芯片结构。

我们的数据世界

尽管芯片已经缩小了，但它们日益普遍的存在却极大地扩大了半导体市场的规模。1991年，半导体销售额达到550亿美元。三十年后，它扩大了十倍，超过了5550亿美元。2022年，市场规模预计将达到近6140亿美元。在不久的将来，芯片将可能成为一个万亿美元的产业，麦肯锡预计它将在2030年达到这一里程碑。

恭喜，光荣的皇帝

如你所料，制造芯片是非常复杂的。你不能只是开办一个工厂并开始像Hot Pockets一样冲压出新的半导体。它有一个微妙的、错综复杂的生态系统，每个参与者都有特定的角色。为了更好地解释这一点，让我们开始做一个思想实验，概述不同的利益相关者。

祝贺你！你刚刚被授予 “光荣”称号。你刚刚被任命为幻想中的石英共和国的光荣皇帝。作为一个现代的、技术领先的统治者，你知道你的国家必须有稳定的半导体供应。它对你的汽车、机械、烤面包机，当然还有导弹系统都是必要的。这个国家的主要科技巨头的智能手机、电脑和数据中心都需要尖端的芯片。

前几届政府允许共和国的公共和私营部门从台积电和三星等外国公司购买芯片，但你想以不同的方式行事。为了确保你的伟大国家能够控制其技术进步，你已经设定了一个目标，到2050年达到100%的本地半导体制造。你不希望依赖美国、中国大陆、中国台湾或其他任何人。这里有一个（非常）简化的指南来实现它。

第1步：获取原材料

如果你想制造半导体，你将需要一些硅。幸运的是，最纯净的硅来自于石英，这是想象中的石英共和国所拥有的丰富的东西。你还需要积累大量的普通金属和贵金属（如：铝、铜等）以及磷和硼等元素。值得庆幸的是，你的国家拥有丰富的自然资源（把这一项从清单上划掉）。

第二步：开发专门的设计软件

如果你不知道如何把它们变成芯片，原材料就没有什么用。要做到这一点，你需要专门的软件来帮助你设计一个半导体所需的数十亿个部件。

如果你想走捷径，你会使用Cadence或Synopsys这样的解决方案。简单地说，这些软件有点像芯片的Figma或Adobe，只不过要复杂得多。它们拥有专门的功能来支持机器学习、人工智能、增强现实、虚拟现实、机器人等技术。这两家公司自20世纪80年代以来一直在开发其软件解决方案。

Cadence

它们也都恰好位于加利福尼亚，这意味着你的供应链将始终依赖于美国的善意。

如果你想坚持你的目标，你将不得不开发一个可行的替代方案，要么激励国内公司收购较小的外国参与者，要么积极资助商业尝试来竞争。这可能是一条漫长而昂贵的道路。

第三步：设计世界上最复杂的机器

仿佛软件问题还不够棘手，你还必须找到一种方法来获得制造半导体所需的设备。

问题来了：如果你想制造领先的芯片，目前只有一家公司可以购买。那就是先进的半导体材料光刻技术，也就是我们所熟知的ASML。这家荷兰公司是极紫外（EUV）光刻设备的唯一供应商。

这是一个在短时间内需要理解很多首字母缩写词的行业，所以让我们进一步分解一下，特别是因为这是一个典型的例子，说明为什么这个行业是如此的艰难。

几十年来，半导体制造商一直将光作为一种工具。通过在芯片上涂抹光阻材料，他们可以操纵可见光在元件上刻画形状。随着晶体管的缩小，这种方法不再有效。为什么呢？因为可见光变成了一个太钝的工具。(请允许我沉思一下。)原味光的波长宽达700纳米，而元件正变得越来越小。

ASML

科学家们开始尝试使用紫外线，并最终尝试使用波长仅为13.5纳米的极紫外光谱的部分内容。经过几十年的发展和数十亿美元的投资，只有ASML公司成功地创造了一个商业上可行的EUV光刻机。每台机器都依靠几十万个部件一起工作来完成听起来最疯狂的任务，比如，用激光每秒撞击一个锡斑点5万次，以产生足够的EUV光线。因此，单台机器花费1亿美元也就不足为奇了。一位业内人士称它是“人类建造的最复杂的机器”。

作为光荣的皇帝，从ASML购买听起来很诱人。当然，它很贵，但他们对你所需要的设备有一个字面上的100%的垄断。更好的是，他们在荷兰，远离竞争对手的超级大国。对吗？

如果你的目标是创建一个真正的自我主权的供应链，依靠ASML将是一个错误。荷兰最终是美国的盟友，而美国政府对在这一领域施展其权力几乎没有任何顾虑。更重要的是，ASML不能独立生产其机器。它依赖于日本、欧洲和美国的跨国供应商网络。如果这些对应方中的任何一方--或他们的政府--想要扭转局面，你可能会发现自己陷入麻烦。引用Netflix的《哈里和梅根》第一集中哈里王子的话：“这不是你信任谁的问题。而是他们信任谁。”

你可能不得不独自行动。是时候搞清楚如何制造人类历史上最复杂的机器了。

第四步：寻找并雇佣行业内最重要的专家

经过上一步，这一步感觉更容易操作了。为了建造和操作你计划使用的设备，你需要招募行业专家。带着EUV光刻机转一圈并不简单，半导体制造所需的许多其他任务也是如此。

为了提高速度，你可能会想实施一个全面的战略，有针对性的招聘和培训。尽力吸引现有的专家搬迁到共和国，并激励当地劳动力学习必要的技术。预计这将需要一段时间。

第5步：建立一个有运作效率的铸造厂

光荣的皇帝，你一定很累了。然而，你还没有制造出一块芯片。第1-4步可能感觉很艰巨，但真正的工作还没有开始。

现在是实际制造半导体的时候了。要做到这一点，你必须建立一个工厂--通常被称为铸造厂。在上个政权期间，共和国依靠台积电、三星和英特尔。台湾的晶圆厂是唯一能够进行前沿生产的晶圆厂；三星的制造主要是以28纳米的芯片为主。如果你想生产现代半成品并避免台湾的地缘政治纠葛，你就必须建立自己的工厂。

这将花费大约200亿美元。一旦启动和运行，你将需要不懈地努力，以提高工厂的效率。由于与制造相关的成本很高，在低产能下运行一个铸造厂在经济上是不可行的。你需要优化、扩大规模并达到至少95%的利用率。

第6步：建立一个组装部件的供应链

皇天不负有心人。我们的最后一步是相对容易的。如果你真的想从头到尾管理这个过程，你需要一个组装部件的设施。一个富士康式的工厂有能力生产出手机、电视和其他电子产品。

如果你之前没有考虑到这一点，你还需要技术工人来完成这个过程--以及大量的非技术工人。

我们现在已经达到了我们思想实验的终点。你看到这个行业是多么荒谬的不可能吗？几乎每一个步骤都需要非常多的资金、专业知识和协调；因此，很多都容易受到外国势力的操纵。半导体制造过程不是一个顺畅的供应链，而是一连串的阻塞点。

这在很大程度上是我国努力将部分芯片产业国有化的原因。在《芯片战争》中，Miller称我国 “惊人地依赖外国技术”，仅占半导体软件市场的1%，“核心”IP的2%，以及工具支出的1%。在整个半导体供应链中，Miller认为我国的股份是6%，而美国是39%。

到目前为止，我国已经投资了数百亿美元来减少这种依赖性。虽然这有助于推动中国的代工厂，如中芯国际集成电路制造有限公司（SMIC），但尖端的制造仍然遥不可及。今年早些时候，有消息称中芯国际已经生产了7纳米的芯片。鉴于该代工厂以前的最高水平是14纳米，这看起来是一个相当大的飞跃。纽约参议员查克-舒默对中芯国际“威胁到美国的竞争力”表示担忧。

NZS的Brinton Johns在谈到较小的芯片时说：“这是一个很好的聚合技巧。但他们无法大规模地生产”。乔治敦安全和新兴技术中心的分析师威尔-亨特表达了类似的观点：“制造单个芯片是一回事，但产量和体积是另一回事。”

我国在NAND芯片制造商Yangtze Memory Technologies Corp（YMTC）方面的运气稍好。这些通常被称为“闪存”的内存芯片，可以更长时间地记住数据。YMTC不属于NAND类别中的前五名，但通常被认为具有相对的竞争力。(最近的制裁可能改变了这一点。）YMTC获得了超过240亿美元的政府融资。

最终，中国已经最接近于试图完成我们提出的思想实验。它仍然远远不能与中国台湾和美国的能力相媲美，这说明了任务的难度。尽管台积电的设施离中国大陆大约100英里，但模仿它的能力是一个世界的距离。

Morris Chang的游戏手册

台积电的起源故事违反了当代创业公司的成功规则。它不是由一个早熟的大学辍学生创立的，而是一个从职业失意中走出来的56岁老人。它不是由风险资本家资助，而是由台湾政府资助（以及一系列坚定地 “鼓励 ”参与的本地天使投资）。而且它不是一个轻资产的互联网产品（SaaS平台或社交网络）而是一个昂贵、复杂的工业项目。

关于Morris Chang和他的创造，已经书写了伟大的历史。(我特别偏爱Acquired关于该公司的精彩插曲。)总结：

在德州仪器公司推动半导体行业发展数十年后，Chang被忽略了CEO的职位。1987年，在另一家公司短暂而不引人注目的工作之后，Chang来到台湾，担任该地区工业技术研究院的院长。这位老将此前从未在台湾生活过，他在香港长大，成年后大部分时间在德克萨斯州度过。

尽管Chang的角色可能听起来很官僚，但他基本上可以按照自己的意愿自由运作——在政府的财政支持下。

事实证明这是一个明智之举。Chang监督了世界上最大的公司之一的崛起，在撰写本报告时，其价值为4170亿美元。台积电2021年的收入超过了570亿美元；在11月的大丰收之后，其第四季度的收入可能超过200亿美元，该公司的代工厂同比增长了50%。Brinton Johns说：“他们的增长规模基本上是空前的”。NZS的创始人指出，许多评论家强调亚马逊的AWS是一种商业奇迹：一个部门的复合增长率约为30%，年化运行率接近800亿美元。与此同时，台积电正在以稍快的速度实现类似的成就。

Chang是如何建立一个在巨大基础上不断复合的公司--并且对全球经济至关重要？他的玩法包括地域套利、敏锐的商业模式、精明的研发投资和不懈的执行。

地域套利

Morris Chang不是第一个利用低成本劳动力的芯片制造商。20世纪60年代，飞兆半导体和德州仪器等公司开始将劳动力转移到亚洲。台湾工人每小时成本为19美分，而美国工人为2.5美元。1969年，在Morris Chang的领导下，德州仪器在台湾开设了一家工厂。近二十年后，当Morris Chang创办台积电时，该地区已经建立了具有行业工作经验的本地人才，仍然可以以较低的价格获得。

今天的价格差异没有那么明显，但仍有很大差距。台湾的半导体工程师平均工资为35,200美元，而美国的同等人员工资为118,300美元。

挑选一个统一的商业模式

Chang的最佳决定是使台积电成为一个“纯玩”的代工厂。例如，与三星或英特尔不同，台积电不设计芯片，也不为自己的用途生产。这使它成为客户的一个不太复杂的合作伙伴。电子公司或芯片设计公司不必担心台积电会看到他们的工作并利用它来改进自己的产品线。他们知道Chang的公司只是一个制造者。

通过保持中立，台积电成为该生态系统参与者的首选供应商。随着时间的推移，这使该公司处于一个强大的地位，使其有能力制定行业标准，并从对手的创新中获益，以改善生产。Jon Bathgate指出，这种 “开放的生态系统”给了台积电网络效应。“一旦你走在前面，就会产生复合效应。”

及时投资于研发

摩尔定律不是宇宙的规则。它不像万有引力或能量守恒。它只是一种观察和预测。这意味着有一天它可能不再是真的。为了努力跟上摩尔定律的步伐，并超越竞争对手，半导体制造商在研发上的花费占芯片销售额的15%之多。

Morris Chang在研发支出方面特别精明，特别是关于移动革命。尽管他年事已高，但Morris Chang知道移动电话将颠覆世界和芯片行业。如果台积电想保持其相关性并扩大其实力，它就需要定位以利用。

在2006年首次移交公司领导权后，Morris Chang在其继任者在2008年金融危机后削减研发开支后重返公司。尽管经济状况充满挑战，Morris Chang在2010年代增加了对新技术的投资，以抓住移动机遇。

作为这种推动力的一部分，Chang做出的一个关键决定是向ASML的EUV技术倾斜。在《芯片战争》中，Miller写道，没有人比台积电的首席执行官在这项技术上 “下更大的赌注”。尽管当时还没有得到证实，但Chang的一个亲信相信其潜力。张忠谋为该技术的测试和实施提供了大量资金，这使台积电在前沿制造方面获得了优势。

这种大胆的做法得到了回报。尽管苹果公司最初依赖三星半导体，但随着台积电的发展，它成为唯一能制造真正尖端芯片的厂商。最终，苹果转向台积电，使其成为其iPhone处理器的唯一制造商。苹果现在是该公司的最大客户。即使在苹果之外，台积电也拥有约84%的尖端市场。如果没有持续的研发支出或ASML的工具，它不可能取得这种主导地位。

不懈的执行力

Brinton Johns说：“在2016年，人们无法想象台积电能够领先于英特尔”。在2010年代后期，台积电取得了进展，并最终超过了这个美国巨头，这主要得益于其精明的研发支出。但它似乎也简单地超越了其竞争对手。NZS的投资者指出，台积电在这方面的效率可能有文化方面的原因。

《芯片战争》中的一段话回应了这一观点。鼓励Chang投资EUV的那位中尉说：“在中国台湾，人们工作得很辛苦”。如果一台设备在半夜发生故障，工人会赶去修理，而不是等到第二天。员工们会通宵达旦地工作，以推动关键项目的进展。当保持正常运行时间可以节省数百万美元，而取得下一个技术突破可以带来数十亿美元的收益时，细微的利润就会产生差异。值得注意的是，台积电卓越的执行力在很大程度上归功于Chang的第二任继任者。Mark Liu在2018年从Chang手中接过缰绳，在保持标准方面发挥了关键作用。

1987年，Morris Chang的职业生涯看起来即将结束。但是，台积电的创始人并没有扬长而去，而是在接下来的35年里创建了一家公司，重新定义了一个行业，激发了技术进步，并且变得如此重要，就像Jon Bathgate所说的那样，成为“全球经济的关键点”。这种重要性赋予了台积电非凡的力量，但也使其处于中国和美国争夺霸权的中心。

硅片战线

就威慑战略而言，军事学者Jared McKinney博士和Peter Harris博士撰写的《破巢》一文中提出的战略是最直接的战略之一：

首先，美国和中国台湾应该制定有针对性的焦土战略计划，使中国台湾在被武力夺取的情况下不仅没有吸引力，而且要付出高昂的代价来维持。这可以通过威胁摧毁属于中国台湾半导体制造公司的设施来最有效地实现，该公司是世界上最重要的芯片制造商和中国最重要的供应商。

为了使威胁可信，作者建议美国和中国台湾地区政府明确表明他们的立场，起草一份关于台湾熟练工人安全通行的计划，并在台积电安装一个 “自动机制”，以便在战争发生时引爆爆炸物。

这是否是一个有前途的军事战略，我不知道。但现在应该很清楚，台积电的毁灭对世界意味着什么。即使我们把目光狭隘地集中在这一家公司及其设施上（而不是整个中国台湾地区），这也将是灾难性的。全球生产力将急剧下降。稀有的专业技术将丧失，而且难以恢复。供应链将陷入瘫痪和停滞。于是，黑暗的岁月开始了。

虽然“破巢”可能听起来像一些无赖的计划，但它并不完全脱离美国目前的战略。尽管美国还没有走到在重要设施上安装电线的地步，但它已经通过半导体行业对一些地区进行了持续的经济攻击。明确地说，一些地区在这场战争中不是一个被动的受害者。正如优秀的Seminanalysis通讯所总结的那样：“在过去的几十年里，一些地区通过国家支持的企业间谍活动、国家支持的黑客攻击、倾销和严厉的市场准入限制，加强了其隐蔽的经济战争”。在某种程度上，华盛顿的举动是对这种行动的回应，并试图确保美国的主导地位。

例如，在2019年，华为是按数量计算的第二大智能手机销售商。它也是台积电的第二大客户，而且是一个有前途的芯片设计商。为了阻止这家中国公司的发展，美国发布了残酷的制裁措施，阻止其获得美国技术--以及使用美国技术的产品。突然间，英特尔、台积电、Cadence、Synops、ASML和许多其他重要供应商都被排除在外。Jon Bathgate说：“我们让一家价值 1000 亿美元的公司屈服了”。

今年10月，美国采取了更加积极的行动。正如战略与国际研究中心（CSIS）所概述的那样，拜登总统正在将中国置于一个四管齐下的潜伏状态：阻止获得领先的人工智能芯片，设计这种芯片所需的软件，制造这种芯片所需的设备，以及尝试设计国内设备制造商所需的组件。虽然重点是人工智能，但制裁是广泛的，甚至包括中档芯片（和相关技术）。这是一个全面的、残酷的挤压，应该会束缚像中芯国际和YMTC这样的公司。布林顿-约翰斯在谈到NAND制造商时说：“他们完蛋了”。

根据CSIS的说法，这一行动也代表了策略的改变：

拜登政府正在超越美国传统的寻求让美国的两个半导体技术节点领先于中国的政策，现在正试图积极将中国的技术成熟度降低到目前的水平以下。

美国如此激进是否明智，还有待观察。虽然它肯定应该扼杀一些地区的进步，但它可能会激起反应。约翰斯说：“这是越权行为。一些地区已经被逼到了墙角”。虽然它在半导体方面可能没有优势，但它拥有77%的电池生产，而且能更好地获得必要的原材料。它还为美国提供了相当大比例的药品成分。如果它愿意，它可以尝试通过这些途径和其他途径向美国施压。

尽管从一个角度来看，这是一个令人兴奋的发展，但很难不把台积电在亚利桑那州的400亿美元投资看作是对硅片战线的又一次炮击。其它行业的一些公司可能能够为这么大的项目提供资金，但意义不大——但在半导体领域则不然。随着美国将中国向后推，它正在收紧自己的控制权。

就目前而言，这可能并不意味着什么。NZS的Bathgate将亚利桑那州的工厂描述为与台积电的台湾产品相比是一个 “四舍五入的错误”，尽管在最近宣布将该公司的投资增加两倍之前。据推测，它已经上升了几个档次，但仍然远远落后。但美国的冒险可能会被证明是重要的。Bathgate说，这一举措最终可能会变得 “规模巨大”，将两个工厂变成六个或更多。

接下来会发生什么？

正如我们之前所写的，2022年是人工智能年。快速的演变正在改变我们开发药物、编码和建造的方式。像ChatGPT这样的进展可能会迎来一个无止境的媒体时代，在这个时代，算法会产生我们喜欢的书籍、游戏、电影和电视节目。

人工智能的进展并不便宜，主要是因为它需要大量的计算。根据一些估计，训练GPT-3（一个新的过时的模型）将花费460万美元。OpenAI即将推出的GPT-4模型可能要花费更多的数量级。关键是，在该领域取得进展时，计算能力是一个关键的投入。OpenAI已经概述了这一点，展示了用于训练模型的计算能力的指数级增长。

OpenAI

如果我们认为人工智能对人类的进步至关重要，那么计算能力就必不可少。反过来，这意味着半导体在未来几年可能会变得更加关键。时间将证明这种影响对芯片行业的影响。

值得注意的是，人工智能依赖于不同的芯片。通常情况下，这意味着 “图形处理单元”，即所谓的GPU。Nvidia是GPU的领先设计者，尽管它并不生产这些产品。除了更多标准化的GPU，近年来还出现了定制的人工智能芯片，旨在改善处理和降低成本。谷歌投资创建了“张量处理单元”，缩写为TPU，可以更好地与它的TensorFlow机器学习软件对接。亚马逊收购了以色列芯片设计公司Annapurna Labs，为其发布 “Inferentia ”奠定了基础，这是一种为深度学习设计的定制半导体。

当你第一次听到这些创新时，人们倾向于怀疑它们是否会颠覆现有的产品。由于台积电在2010年代对移动机会的精明处理，它在英特尔面前一鸣惊人。也许，人工智能革命可以给对手一个类似的机会？

也许吧。但是，再深挖一层，就会发现这些创新对台积电的依赖程度与上一代芯片一样，甚至更高。Nvidia可能位于加州，但它依靠台积电的台湾设施进行生产。虽然不太清楚谷歌和亚马逊在哪里制造它们的产品，但两者都被认为在某种程度上使用台积电。

即使从结构的角度来看，也很难看到Morris Chang的装备被取代。首先，芯片行业奖励规模。只有最大的企业才能负担得起竞争所需的设备、运营费用和研发开支。当涉及到领先的半导体时，这一点尤其真实。新来者或落伍者没有资金来生产改变游戏规则的人工智能芯片。你需要像台积电那样深的口袋。(即使这样也往往不够，正如中国与中芯国际和YMTC的斗争所显示的那样）。

值得注意的是，台积电有能力处理各种问题。如果谷歌和亚马逊的尝试表明了一个更广泛的趋势，我们可能会看到更多的公司试图建立定制半导体。由于台积电是一家纯粹的代工企业，它是一个可信的中立合作者。正如它过去所做的那样，它可以利用其周围的生态系统来改善这一新兴产业的流程，也许还可以引入有价值的标准化形式。

科幻小说作者Arthur C. Clarke有句名言：“任何足够先进的技术都与魔法无异”。

很少有创造物能像半导体这样恰当地概括这一点。这些是有魔力的物体：邮票大小的小方块，被光所迷惑。它们是微小的、镀金的大脑，充满了记忆、逻辑和潜在的生命。它们是影响我们如何移动、学习、战斗和生活的奇妙的火种。它们中最好的是由一家公司在一个直径不超过90英里的岛上制造的。如果台积电在亚利桑那州的400亿美元投资成功，并在未来几年得到进一步的融资补充，制造魔法的能力可能在美国蓬勃发展。

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