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推荐序 国运升级点
我们整天说创新，殊不知谈创新不谈风险、不谈颠覆的，都是伪创新。
引言
中国台湾地区的芯片每年提供全球37%的新计算能力。两家韩国公司生产的存储芯片占全球的44%。荷兰公司阿斯麦制造了全世界100%的EUV光刻机
第一部分 冷战时期的筹码
如果不是因为飞蛾的话，这就是计算领域的一次飞跃。因为真空管像灯泡一样发光，会吸引昆虫，需要工程师定期“清理昆虫”(debugging)。
肖克利半导体公司的八名叛逆者被普遍认为是硅谷的创始人。
不久，基尔比和诺伊斯基于半导体材料开发的“集成电路”被简称为“半导体”，或者被更简单地称为“芯片”。
最终将阿波罗11号带上月球的计算机重达70磅，占据了大约1立方英尺的空间，但比宾夕法尼亚大学的埃尼阿克计算机小1000倍，后者在第二次世界大战期间用于计算火炮轨迹。
这种计算能力指数级增长的预测，后来很快被称为“摩尔定律”。这是20世纪最伟大的技术预测。
第二部分 美国世界的电路
让日本成为晶体管推销员是美国冷战战略的核心之一。
第三部分 失去领导能力？
世界领先的透镜制造商是德国的卡尔·蔡司(Carl Zeiss)和日本的尼康(Nikon)
半导体行业一直是周期性的。当需求旺盛时，该行业会飙升；当需求不旺盛时，该行业又会回落。
到20世纪80年代末，日本提供了全世界70%的光刻设备，美国所占的份额已经下降到21%
一位美国国防部官员告诉《纽约时报》，光刻机技术“简单地说，是我们不能失去的东西，否则我们会发现自己完全依赖海外制造商来制造我们最敏感的东西”。
第四部分 美国复兴
英特尔是存储芯片的先驱，对于英特尔来说，承认失败将是一种耻辱。
最后，英特尔决定放弃存储器，将DRAM市场拱手让给日本，专注于个人电脑微处理器。
与日本一样，韩国的科技公司并非来自车库，而是来自能够获得廉价银行贷款和政府支持的大型企业集团。
几十年来，无线通信的需求在不断增长，但频谱空间有限。如果你想要一个99.5 MHz的调频电台，那么你必须确保99.7 MHz没有被占用，否则干扰会让你无法通信。同样的原则也适用于其他形式的无线电通信。给定频谱中的信息越多，建筑物上反射的混乱信号产生的误差冗余空间就越小，当这些空中信号向无线电接收器传播时，它们相互干扰。
先进的微电子技术和一组绑在炸弹上的翅膀改变了军事力量的本质。
第五部分 集成电路，集成世界？
台积电的成立为所有芯片设计师提供了可靠的合作伙伴。张忠谋承诺永远不会设计芯片，只会制造芯片。台积电没有与其客户竞争，如果台积电做到了这一点，那就成功了。
1984年，荷兰电子公司飞利浦剥离内部光刻部门，创建了阿斯麦。
第六部分 离岸创新？
21世纪初，半导体已分为三大类。第一类是逻辑芯片，是指运行智能手机、计算机和服务器的处理器。第二类是存储芯片，指的是DRAM（提供计算机运行所需的短期内存）和NAND（随着时间的推移记住数据）。第三类芯片比较分散，包括将视觉或音频信号转换为数字数据的传感器等模拟芯片、与手机网络进行通信的射频芯片，以及管理设备如何使用电力的芯片。
第三类并不是主要依靠摩尔定律来推动性能的改进，聪明的设计比缩小晶体管更重要。如今，大约四分之三的这类芯片是在180纳米或以上节点的工艺线上生产的，这是一种在20世纪90年代末首创的制造技术。因此，这一细分市场的经济性不同于逻辑芯片和存储芯片，这两类芯片必须无情地缩小晶体管才能保持领先地位。第三类芯片的制造厂通常不需要每隔几年就竞相制造更小的晶体管，因此它们的成本要低得多，平均只需要四分之一的先进逻辑芯片或存储芯片制造厂的资本投资。
制作逼真的图形需要使用名为“着色器”(Shaders)的程序，该程序告诉图像中的所有像素应该如何在给定的灯光阴影下进行描绘。着色器应用于图像中的每个像素，这是一个相对简单的计算，在成千上万个像素上进行。英伟达的GPU可以快速渲染图像，因为与英特尔的微处理器或其他通用CPU不同，它们的结构可以在快速进行许多简单计算的同时对大量像素进行着色。
2006年，英伟达意识到高速并行计算可以用于计算机图形以外的用途，发布了CUDA（统一计算设备架构）软件，该软件允许GPU以标准编程语言进行编程，不需要任何图形参考。
通过使芯片在图形处理行业之外发挥作用，英伟达发现了从计算化学到天气预报的并行处理的巨大新市场。
多年来，每一代制造技术都是以晶体管栅极的长度命名的，栅是晶体管的一部分，可以控制晶体管的打开和关闭。180纳米节点是在1999年首创的，随后是130纳米、90纳米、65纳米和45纳米，每一代的晶体管都会缩小到足以在同一区域内容纳大约两倍数量的晶体管。这降低了每个晶体管的功耗，因为较小的晶体管需要较少的电子流过它们。
张忠谋认为，真正的风险是安于现状。
最好的方法是以大约每小时200英里的速度在真空中射出一个三千万分之一米直径的小锡球，然后用激光照射锡两次，第一次脉冲加热锡，第二次脉冲将锡球轰成温度约为50万摄氏度的等离子体，这比太阳表面热很多倍。然后，这个轰锡过程每秒重复5万次，以产生制造芯片所需强度的EUV。
每台光源需要整整457329个部件。
GPU与标准的英特尔或AMD CPU的工作方式不同，CPU具有无限的灵活性，但是以串行的方式运行所有计算。相比之下，GPU被设计为针对相同计算同时运行多次迭代。这种“并行处理”很快就变得清晰起来，它的用途不仅仅是控制电脑游戏中的图像像素，还可以有效地训练人工智能系统。在CPU逐条处理数据时，GPU可以同时处理多条数据。为了学会识别猫的图像，CPU需要一个像素一个像素地处理，而GPU可以一次“查看”许多像素。因此，GPU训练电脑识别猫所需的时间大大减少。
第七部分 中国的挑战
世界上只有三家公司拥有生产x86芯片所需的知识产权：美国的英特尔和AMD，以及中国台湾的小公司威盛(Via)。
蜂窝网络将识别手机的位置，并使用一种称为波束成形的技术直接向手机发送无线电波。典型的无线电波，就像向汽车收音机发送音乐一样，向各个方向发送信号，因为它不知道你的汽车在哪里。这会浪费电力，从而产生更多的电波和干扰。通过波束成形，蜂窝塔可以识别设备的位置，并仅向该方向发送所需的信号。结果，对于每个人来说，干扰更少，信号更强。
如今，美国军方根本没有办法避免从国外购买一些东西。因此，DARPA将赌注押在技术上，以实现微电子的“零信任”：不信任任何东西，并通过植入芯片上的微型传感器等技术来验证一切，这些传感器可以检测到对其进行的篡改。
结论
不可否认的是，微处理器作为现代计算的主力，正在被为特定目的而制造的专用芯片部分取代。
