據(jù)連線雜志介紹，今年最重要的年度技術(shù)不是馬克扎克伯格的Metaverse，杰克多西的區(qū)塊鏈，也不是埃隆馬斯克的跳舞機器人。

　　這更可能是幾十年來推動科技行業(yè)進(jìn)步的同一件事。一種讓機器每年更快、更有效地處理和處理信息的方法。那就是硅芯片。

　　在過去十年中，隨著網(wǎng)絡(luò)、社交媒體和應(yīng)用的脫穎而出，半導(dǎo)體的重要性可能已經(jīng)淡出人們的視線。與英特爾的最新芯片相比，硅谷現(xiàn)在可以說更像是谷歌網(wǎng)絡(luò)搜索、亞馬遜的電子商務(wù)帝國或由Facebook FOMO 推動的信息流的代名詞。但過去一年提供的大量證據(jù)表明，芯片比以往任何時候都更重要。

　　新型客戶對芯片的需求不斷上升，加上大流行和地緣政治緊張局勢，給 2021 年簡單和先進(jìn)計算機處理器的供應(yīng)帶來了巨大壓力，這導(dǎo)致從汽車到游戲機的所有產(chǎn)品都出現(xiàn)短缺。對先進(jìn)芯片生產(chǎn)的控制正在塑造世界兩大超級大國之間的競爭和沖突。許多政府準(zhǔn)備投入巨額資金來加強其制造能力。

　　定制芯片設(shè)計對于人工智能、自動駕駛汽車和5G等新興領(lǐng)域正迅速變得越來越重要。這些專用架構(gòu)，而不是通用芯片，將有助于塑造創(chuàng)新進(jìn)程。

　　麻省理工學(xué)院教授高級微電子學(xué)課程的教授Jésus del Alamo說：“硅芯片真的是當(dāng)之無愧?！薄八麄兪且磺械暮诵模谌绱硕嘤袃r值的地方做了如此多重要的事情，為社會帶來了難以置信的好處?！?/p>

　　Del Alamo 指出，芯片現(xiàn)在存在于一系列令人眼花繚亂的產(chǎn)品中，使廚房用具、工業(yè)機械，甚至是燈泡一樣平凡的物體都能連接起來和可編程的。

　　新冠病毒的流行，也讓人很快意識到芯片的重要性。當(dāng)汽車制造商在 2020 年初關(guān)閉工廠時，由于預(yù)期經(jīng)濟放緩，他們?nèi)∠税l(fā)動機、安全系統(tǒng)和信息娛樂顯示器越來越需要的低成本芯片的訂單。即使是最基本的汽油動力汽車現(xiàn)在也有100多個芯片，而最新的電動汽車可能有1000多個。這就導(dǎo)致當(dāng)汽車購買意外復(fù)蘇時，制造商沒有足夠的芯片，被迫停產(chǎn)，抑制了許多國家的經(jīng)濟復(fù)蘇。

　　從工業(yè)機器人到醫(yī)療設(shè)備的一切都實現(xiàn)了計算機化，這意味著芯片短缺的影響無處不在。同時，建設(shè)新的芯片廠的巨額成本，行業(yè)的周期性特點，已經(jīng)引起了高度關(guān)注?！澳切┱J(rèn)為芯片只是材料清單上另一個項目的公司現(xiàn)在意識到半導(dǎo)體的相關(guān)性，”研究電子產(chǎn)品的研究公司 Gartner 的副總裁高拉夫·古普塔( Gaurav Gupta)說?！艾F(xiàn)在每個人都必須專注于半導(dǎo)體采購并制定戰(zhàn)略。”

　　中美之間的緊張局勢加劇了芯片危機。美國政府禁止向某些中國公司出售最先進(jìn)的計算機芯片——這些芯片為最新的智能手機或云服務(wù)器提供動力。

　　拜登政府一直實施的封鎖也反映了一種意識，即這些芯片對于人工智能、5G 和機器人技術(shù)等領(lǐng)域的進(jìn)步至關(guān)重要，這些領(lǐng)域越來越被視為經(jīng)濟和軍事競爭的關(guān)鍵。而且由于中國缺乏為自己制造最先進(jìn)芯片的能力，曾經(jīng)在智能手機銷售方面領(lǐng)先世界的華為等領(lǐng)先科技公司的部分業(yè)務(wù)已經(jīng)陷入癱瘓。據(jù)報道，一些中國公司因預(yù)期禁令而囤積芯片，進(jìn)一步擴大了可用供應(yīng)量。

　　先進(jìn)芯片制造的重要性已將一些鮮為人知的公司推入地緣政治爭端。荷蘭公司 ASML 是世界上唯一一家可以提供價值1.5 億美元的極紫外光刻機制造商，該設(shè)備用于將最微小的特征蝕刻到硅芯片中。美國還阻止阿斯麥向中國出口，實際上阻礙了該國的芯片產(chǎn)業(yè)。

　　但華盛頓的芯片策略也反映了美國的弱點。近幾十年來，制造具有原子級特征的最快、最高效的芯片變得異常復(fù)雜和昂貴。目前世界上只有三家公司能夠生產(chǎn)最先進(jìn)的組件：中國臺灣的臺積電、韓國的三星和美國的英特爾。但英特爾已經(jīng)落后于臺積電和三星，據(jù)行業(yè)組織半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會 (SIA) 稱，今年美國在全球芯片制造中的份額已從 1990 年的 37%下滑至估計的 12%。

　　6 月，美國參議院通過了一項 520 億美元的法案，旨在振興美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)；它正在等待眾議院采取行動。由美國芯片公司支持的 SIA 首席執(zhí)行官約翰·紐弗( John Neuffer)表示，這筆資金將幫助美國重新獲得優(yōu)勢，并確保為汽車行業(yè)提供強勁的不太先進(jìn)的芯片。Neuffer 說，面對當(dāng)前的趨勢，“無所作為不是一種選擇”。

　　“他們是一切事物的核心，在許多有價值的地方做了許多重要的事情，為社會帶來了難以置信的好處?！?/p>

　　其他國家可能會進(jìn)行類似的投資，以支持其芯片產(chǎn)業(yè)。韓國表示將在未來三年內(nèi)投資超過 550 億美元來更新和擴大其制造業(yè)。歐盟國家計劃投資 250 億至 350 億美元，并將推出稅收和其他激勵措施，力爭到 2030 年搶占全球芯片制造的 20%。中國政府已表示將在未來 10 年投入 1500 億美元以實現(xiàn)這一目標(biāo)。實現(xiàn)芯片制造自給。

　　跟蹤該行業(yè)的 Tirias Research 分析師Kevin Krewell指出，并非所有資金都將投資于尖端芯片制造能力，短缺可能會持續(xù)到 2023 年和 2024 年。更智能的電子產(chǎn)品和消費設(shè)備的復(fù)雜程度和數(shù)量不斷增加，”他說。

　　能夠制造尖端芯片對美國來說如此重要的一個原因是，近年來芯片制造的進(jìn)展開始放緩，這使得定制硅變得更加重要。幾十年來，芯片上的晶體管數(shù)量（大致對應(yīng)于其速度）大約每 18 個月翻一番，這是英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾 (Gordon Moore) 首次提出的觀察結(jié)果；這不再發(fā)生。

　　定制芯片提供了一種提高性能的方法。例如，蘋果公司現(xiàn)在為其智能手機、平板電腦和筆記本電腦設(shè)計自己的芯片，作為戰(zhàn)略的一部分，使其能夠更好地控制其產(chǎn)品的性能。對于曾經(jīng)只有英特爾和 AMD 等芯片巨頭設(shè)計和制造芯片的行業(yè)來說，它代表了一個驚人的轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)在，越來越多的公司將專用芯片設(shè)計（包括他們自己的設(shè)計）視為在人工智能等領(lǐng)域獲得優(yōu)勢的一種方式。

　　大多數(shù)計算機的核心芯片，稱為中央處理單元 (CPU)，其設(shè)計足夠靈活，可以執(zhí)行任何邏輯操作。但人工智能算法越來越依賴于更專業(yè)的芯片，主要是最初為視頻游戲開發(fā)的圖形處理單元 (GPU)，因為它們非常適合運行必要的數(shù)學(xué)計算。

　　隨著人工智能變得越來越重要，隨著算法變得越來越大，運行成本越來越高，許多公司正在探索定制設(shè)計。亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（AWS），是世界上最大的云計算服務(wù)提供商，開發(fā)了幾種芯片專門用于AI，包括Trainium，訓(xùn)練人工智能模型和Inferentia，用于運行預(yù)先訓(xùn)練。

　　“一般而言，GPU 旨在解決一大堆工作負(fù)載，”參與該公司芯片工作的 AWS 副總裁 Raj Pai 說。“通過我們自己的定制芯片，我們能夠真正了解客戶運行的各種模型，并優(yōu)化芯片、功率和一切。”

　　現(xiàn)在正在設(shè)計自己的芯片來加速人工智能的其他公司包括谷歌、Facebook、微軟和特斯拉。

　　麻省理工學(xué)院研究技術(shù)變革的教授尼爾湯普森表示，這種趨勢“是對摩爾定律放緩的非常自然的反應(yīng)。”但他也認(rèn)為，隨著時間的推移，隨著技術(shù)變得更加“孤立”，這可能會導(dǎo)致算法創(chuàng)新減少。

　　現(xiàn)在，人工智能也在幫助設(shè)計芯片，讓其他人更容易加入游行隊伍。英偉達(dá)的首席科學(xué)家比爾·達(dá)利( Bill Dally)通過將 GPU 出售給人工智能工程師而成為世界上最有價值的芯片制造商，他表示，該公司正在使用人工智能設(shè)計比手工設(shè)計更快或更高效的芯片。他說，這項技術(shù)將加速芯片設(shè)計并帶來新的設(shè)計?！叭斯ぶ悄軐π酒O(shè)計過程產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，”達(dá)利說。