據連線雜志介紹，今年最重要的年度技術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，隨著網絡、社交媒體和應用的脫穎而出，半導體的重要性可能已經淡出人們的視線。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絡搜索、亞馬遜的電子商務帝國或由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 年簡單和先進計算機處理器的供應帶來了巨大壓力，這導致從汽車到游戲機的所有產品都出現(xiàn)短缺。對先進芯片生產的控制正在塑造世界兩大超級大國之間的競爭和沖突。許多政府準備投入巨額資金來加強其制造能力。

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

　　麻省理工學院教授高級微電子學課程的教授Jésus del Alamo說：“硅芯片真的是當之無愧?！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。”

　　Del Alamo 指出，芯片現(xiàn)在存在于一系列令人眼花繚亂的產品中，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。當汽車制造商在 2020 年初關閉工廠時，由于預期經濟放緩，他們取消了發(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。這就導致當汽車購買意外復蘇時，制造商沒有足夠的芯片，被迫停產，抑制了許多國家的經濟復蘇。

　　從工業(yè)機器人到醫(yī)療設備的一切都實現(xiàn)了計算機化，這意味著芯片短缺的影響無處不在。同時，建設新的芯片廠的巨額成本，行業(yè)的周期性特點，已經引起了高度關注?！澳切┱J為芯片只是材料清單上另一個項目的公司現(xiàn)在意識到半導體的相關性，”研究電子產品的研究公司 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體采購并制定戰(zhàn)略?！?/p>

　　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的計算機芯片——這些芯片為最新的智能手機或云服務器提供動力。

　　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 和機器人技術等領域的進步至關重要，這些領域越來越被視為經濟和軍事競爭的關鍵。而且由于中國缺乏為自己制造最先進芯片的能力，曾經在智能手機銷售方面領先世界的華為等領先科技公司的部分業(yè)務已經陷入癱瘓。據報道，一些中國公司因預期禁令而囤積芯片，進一步擴大了可用供應量。

　　先進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雜和昂貴。目前世界上只有三家公司能夠生產最先進的組件：中國臺灣的臺積電、韓國的三星和美國的英特爾。但英特爾已經落后于臺積電和三星，據行業(yè)組織半導體行業(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，旨在振興美國半導體產業(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的芯片。Neuffer 說，面對當前的趨勢，“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。”

　　其他國家可能會進行類似的投資，以支持其芯片產業(yè)。韓國表示將在未來三年內投資超過 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。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。更智能的電子產品和消費設備的復雜程度和數(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品的性能。對于曾經只有英特爾和 AMD 等芯片巨頭設計和制造芯片的行業(yè)來說，它代表了一個驚人的轉變?，F(xiàn)在，越來越多的公司將專用芯片設計（包括他們自己的設計）視為在人工智能等領域獲得優(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計。亞馬遜網絡服務（AWS），是世界上最大的云計算服務提供商，開發(fā)了幾種芯片專門用于AI，包括Trainium，訓練人工智能模型和Inferentia，用于運行預先訓練。

　　“一般而言，GPU 旨在解決一大堆工作負載，”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?！?/p>

　　現(xiàn)在正在設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。

　　麻省理工學院研究技術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?！钡舱J為，隨著時間的推移，隨著技術變得更加“孤立”，這可能會導致算法創(chuàng)新減少。

　　現(xiàn)在，人工智能也在幫助設計芯片，讓其他人更容易加入游行隊伍。英偉達的首席科學家比爾·達利( 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計比手工設計更快或更高效的芯片。他說，這項技術將加速芯片設計并帶來新的設計?！叭斯ぶ悄軐π酒O計過程產生深遠的影響，”達利說。