揭秘：美苏“芯片战争”

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近年来，为遏制中国科技产业的发展，美国对于中国的“芯片战争”正愈演愈烈。早在1980年代，面对日本半导体产业的崛起，美国就曾对日本发起了第一次“芯片战争”，搞垮了日本半导体产业，使得日本半导体产值全球占比从最高峰67%，降至了现在的不到10%。但鲜为人知的是，在数十年前，美国和苏联其实也发生过一场“芯片战争”。在上世纪五六十年代，苏联在敏锐地认识到半导体产业的广阔前景后，迅速通过官方交流和地下渠道“获取”了美国最先进的技术和设备，并打造了“莫斯科的硅谷”。然而，复制策略只让苏联享受了一时的辉煌，在多重因素作用下，苏联的半导体产业很快被美国和日本远远甩在了身后。向美国学习芯片制造

上世纪50年代，美国物理学家鲍勃·诺伊斯在仙童半导体公司发明了集成电路，德州仪器等公司随后跟进，半导体工业开始蹒跚起步。这时，一位“不速之客”来到了斯坦福大学和仙童公司的所在地——加州帕洛阿托。1959年秋天，在苏联首个人造卫星首次绕地飞行两年后，来自苏联的半导体工程师阿纳托利·特鲁特科搬进了斯坦福大学一所名为克罗瑟斯纪念馆的宿舍。虽然当时冷战已经进入巅峰，但两个超级大国依然互派学生交流，特鲁特科就是苏联挑选的为数不多的留学生之一。他在斯坦福大学花了一年的时间，和美国顶尖的科学家一起学习美国最先进的技术，他甚至参加了另一位集成电路发明者威廉·肖克利的讲座。一堂课后，特鲁特科请这位诺贝尔奖得主在他的代表作《半导体中的电子与空穴》上签名。“致阿纳托利”，肖克利签了名，然后对着这位年轻的科学家大吼大叫，抱怨苏联拒绝为这本教科书的俄语版支付版税。就像五角大楼一样，克里姆林宫意识到晶体管和集成电路将改变制造业、计算和军事力量。在肖克利的教科书出版两年后，苏联人就将其翻译成了俄语。1959年CIA的一份报告称，当时美国生产的晶体管在质量上只领先苏联2到4年。从20世纪50年代末开始，苏联在全国各地建立了新的半导体设施，并指派最聪明的科学家来建设这个新产业，其技术负责人是尤里·奥索金。奥索金的大部分童年时光都是在中国度过的，他的父亲在大连市的一家苏联军事医院工作。从年轻时起，奥索金就以超强的记忆力而出名。中学毕业后，他获得了莫斯科一所顶级学术学院的入学资格，专攻半导体。毕业后，奥索金被分配到里加的一家半导体工厂，那里的工作人员都是苏联最好的大学的毕业生，奥索金领导他们为苏联的太空计划和军队制造半导体器件。厂长给奥索金的任务是在一块锗上建造一个有多个元件的电路，即所谓的集成电路，这是苏联之前没能做到的。1962年，奥索金完成了任务，拿出来的集成电路原型已接近硅谷的水平。当时的苏联科学正在崛起，重工业航空业领先于美国，奥索金和其他苏联科技工作者都认为在半导体工业赶超美国也是迟早的事。“莫斯科硅谷”的诞生苏联领导人赫鲁晓夫致力于在各个领域超越美国，包括在半导体工业。当时的苏联国家无线电电子委员会第一副主席亚历山大·肖金给了他承诺，“电视可以做成烟盒那么大。这就是苏联半导体工业的承诺。”他对赫鲁晓夫说。为了实现这个承诺，肖金启用了王牌：两个克格勃间谍。乔尔·巴尔是俄国犹太人的后代，他在纽约布鲁克林的贫民区长大，后来被纽约城市学院录取，学习电气工程。在学生时代，他结识了一群志同道合的共产主义者，发现自己认同他们对资本主义的批判，以及他们认为苏联最适合对抗纳粹的观点。他结识了同为电气工程师、共青团员的阿尔弗雷德·萨朗特，他们成为终身好友，共同推动共产主义事业的发展。在20世纪40年代，萨朗特和巴尔在美国两家领先的科技公司西部电气公司和斯佩里陀螺仪公司从事机密雷达和其他军事系统的研究工作，他们对新武器系统中的电子设备了如指掌。40年代末，FBI开始在美国各个科研机构捉拿苏联间谍，在被抓住之前（1956年初），萨朗特和巴尔逃离了美国，最终到达了苏联。据史料显示，来到苏联之后，他们似乎更名为了【斯塔罗斯（Staros）和伯格（Berg）夫妇】。他们到苏联后领导了 SL-998 实验室，该实验室隶属于苏联航空业的 OKB-11（后来的 SKB-2，然后是 KB-2、LKB）。苏联国防部部长乌斯季诺夫本人曾参观了该实验室，并全权委托他们开发新型军用计算机。1959 年，萨朗特和巴尔开发了第一台为苏联所独有的微型计算机（尚未在混合电路上，而是在微型卡上）——UM-1（um在俄语中是“头脑”的意思），旨在作为控制机器或车载电脑。△UM-1NX及其内部的的模块。照片来源：1500py470.livejournal.com/、ru.bmstu.wiki 和 controlengrussia.com他们的工作引起了苏联电子工业负责人肖金的注意。他们与肖金合作，打算说服赫鲁晓夫兴建苏联的硅谷。他们认为苏联需要一座城市专门生产半导体，拥有自己的研究人员、工程师、实验室和生产设施。1962年1月，在莫斯科市议会红厅的建筑项目年度审查中，在一份关于卫星城（未来的泽列诺格勒，原计划为纺织中心）建设严重失衡的报告后，肖金希望说服赫鲁晓夫打造一座以半导体产业为重心的科学新城（泽列诺格勒）。
肖金设法安排了苏联领导人赫鲁晓夫参观列宁格勒的电子工业第二特殊设计局的计划，这是苏联电子技术前沿研究所。为了打动赫鲁晓夫，设计局花了数周时间为赫鲁晓夫的来访做准备。1962年5月4日，赫鲁晓夫来了。斯塔罗斯和伯格也完美地履行了自己的职责——向赫鲁晓夫宣传即将成立的最高级别的微电子中心。他们向赫鲁晓夫展示了一台可以打印出自己名字的第一台具有原始架构的苏联微型计算机。它是 PDP 机器的一种仿制品，它的出现，比 PDP-5 晚了 1 年，并以小批量发布，但主计算机单元很容易放在桌子上，整个机器和外围都在一个标准的 175x53x90 厘米机架中。斯塔罗斯还毫不犹豫地将一个微型无线电接收器（微型收音机）塞入了赫鲁晓夫的耳朵。虽然它只捕捉到了两个地方电台，但它的尺寸要比电子管收音机“Rodina”的尺寸小的多得多。郝鲁晓夫欣喜若狂，问了很多东西，听着微型收音机像个孩子一样高兴。很快，斯塔罗斯将关于在泽列诺格勒建立一个科学城的计划交给了他，并向他进行了介绍。△左图：斯塔罗斯向赫鲁晓夫宣传泽列诺格勒计划；右图：泽列诺格勒成立后的实际负责人——肖金的门生费多尔·维克托罗维奇·卢金（FedorViktorovich Lukin）戴着一顶不变的帽子 （图片来源：topwar.ru）赫鲁晓夫立刻对这个宏大工程着了迷，他也给了斯塔罗斯和伯格一个拥抱，承诺全力支持。几个月后，苏联政府批准了在莫斯科郊区建设半导体城的计划。△泽列诺格勒（Zelenograd），图片来源：vk.com苏联“硅谷”——泽列诺格勒很快就破土动工，这个城市在俄语中意为“绿色城市”——但事实上，它被设计成科学天堂。肖金希望它成为一个完美的科学定居点，有研究实验室和生产设施，还有学校、日托所、电影院、图书馆和医院——半导体工程师所需的一切都能在这里找到。靠近市中心的是一所大学，莫斯科电子技术学院，这是比照斯坦福而建的大学。从外面看，这里就是硅谷，只是少了一点湾区的阳光。在接下来的时间里，泽列诺格勒市陆续建成了一大批的微电子工厂：1962年：NIIMP、Komponent、NIITM、Elion；1963年：NIITT推出Angstrem，NIIMV推出Elma；1964年：NIIME、Mikron、NIIFP；1965年：MIET、Proton；1969年 ：专业计算中心 (SVC) 和 Logika 工厂（1975 年竣工）。
1966 年，Elma 生产了 15 种特殊材料（即 IP 的原材料），而Elion生产了 20 种技术和控制及测量设备（尽管其中大部分仍然需要从国外采购，绕过了多次禁运）。1969 年 Angstrem 和 Mikron 生产了 200 多种 IC，到 1975 年生产了 1020 种 IC。但他们生产的都是仿制的相关IC。到 1971 年初，将近1.3万人在泽列诺格勒的微电子领域工作。值得一提的是，斯塔罗斯是一个雄心勃勃的人，他为泽列诺格勒制定了纯粹的美国计划，希望创建一个像贝尔实验室这样的成熟的研究公司，它是非国有的、无计划的、自给自足的，开发计算机并每年生产数百万台计算机。但这种煽动性的思想被苏联领导人扼杀在萌芽状态。斯塔罗斯希望自己成为泽列诺格勒项目的负责人，但是在他完成了演示之后，肖金就将其抛弃，并将泽列诺格勒的领导权交给了他的门生费多尔·维克托罗维奇·卢金（Fedor Viktorovich Lukin）。1964年4月上旬，斯塔罗斯写信给尼基塔·赫鲁晓夫，指责肖金忘恩负义。但随着10月勃列日涅夫的上台，肖金立即利用支持斯塔罗斯的赫鲁晓夫的倒台，在四个月后，剥夺了斯塔罗斯所有职位并解雇了他。没有希望的复制战略就在尼基塔·赫鲁晓夫宣布支持建造泽列诺格勒的同时，克格勃设立了一个新的部门——T总局（Directorate T），即技术学（teknologia）的缩写，任务是：“获取西方的设备和技术”。到了上世纪80年代初，克格勃雇了大约1000人来窃取外国技术，大约300人在国外工作，其余大部分人都在克格勃位于莫斯科卢比扬卡广场总部的8楼工作。“莫斯科硅谷”成立初期，一个名叫鲍里斯·马林的苏联学生从宾夕法尼亚留学回来，行李里有一个小装置——德州仪器SN-51，美国最早在市场上销售的集成电路之一。马林身材瘦削，头发乌黑，眼睛深陷，是苏联半导体器件领域的顶尖专家之一。肖金把马林和其他一群工程师叫到他的办公室，把芯片放在他的显微镜下，透过镜头仔细观察。并下令：“给我抄！完全照抄，不准有任何偏差，给你们三个月的时间。”被指说直接抄袭国外的研究成果时，苏联的科学家感到很愤怒。他们对科学的理解，跟美国的化学家及物理学家一样先进。据悉，去美国的苏联交换学生表示，他们从肖克利的课堂上很少学到在莫斯科学不到的东西。事实上，苏联有世界上最顶尖的理论物理学家，包括半导体方面。2000年，杰克·基尔比终于因发明集成电路而荣获诺贝尔物理学奖时（当时集成电路的共同发明者罗伯特·诺伊斯已过世），是与俄罗斯科学家佐雷斯·阿尔费罗夫（Zhores Alferov）共同被授予诺贝尔奖的，他在1963年率先提出半导体双异质结构，成为半导体激光器的理论基石。1957年发射的人造卫星，1961年尤里·加加林的首次太空飞行，1962年制造的奥索金集成电路，以及阿尔费罗夫的研究都为苏联正在成为科学超级大国提供了无可争议的证据。但是，肖金的复制战略在根本上存在缺陷。那时的得州仪器和仙童已经开始学习如何大规模生产芯片，而在半导体工业中，规模化生产的关键在于可靠性，这是苏联科学家没有意识到的差距。苏联能大量生产煤炭和钢铁，但在几乎所有类型的先进制造业上都落后于美国。此外，西方国家还通过一个名为COCOM（巴黎统筹委员会）的组织，禁止向苏联等社会主义国家转让包括半导体元件在内的先进技术。虽然苏联人可以通过中立国奥地利或瑞士的空壳公司绕过COCOM的限制，但这种途径很难大规模使用。因此，苏联的半导体设施经常使用精密度较低的机器和纯度较低的材料，结果导致生产工艺极度不可靠。由于摩尔定律的存在，半导体工艺也在飞速进化中。即使苏联人成功地复制了一种设计，获得了材料和机械，复制了生产过程，这也需要很长时间。而像得州仪器和仙童这样的美国公司，每年都会发布晶体管数量更多的新设计。到上世纪60年代中期，半导体技术开始腾飞，晶体管的尺寸和能耗都在缩小，而一平方厘米的硅所能承载的计算能力几乎每两年翻一番，抄袭过时的设计是完全没有希望的策略。苏联的领导人始终无法明白，为什么抄袭策略使他们落后。苏联整个半导体业的运作，就像一家国防承包商——秘密进行、由上而下、军事系统导向，照着订单供货，几乎没有创意空间。肖金部长的一名下属回忆说，复制过程受到肖金部长的“严格控制”，一些芯片制造机器使用英寸而不是厘米单位，以便更好地复制美国的设计，但苏联的其他领域都使用公制单位。也就是说，复制战略让苏联在晶体管技术上一开始就落后美国好几年，而且再也没有赶上来。对军事客户的过度依赖，也导致苏联无法像美国、欧洲和日本那样，迎来消费市场的蓬勃发展。事实上，民用半导体市场为半导体供应链的专业化提供了资金，催生了从超纯硅晶圆到光刻机等各个领域的专业公司。但苏联几乎没有消费市场，也就没有能力进行再投资。一位苏联工业人士估计，上世纪80年代末，仅日本在微电子领域的资本投资就达到苏联的8倍。虽然泽列诺格勒在表面上就像没有阳光的硅谷，但那里有苏联最好的科学家及复制来的机密。不过，美苏这两个国家的半导体产业却截然不同。当硅谷的创业公司创始人不断跳槽、不断创业，孵化新的产品，并在厂房里累积实务经验时，尤里·奥索金却在里加过着默默无闻的生活，他无法与其他人讨论改进他的设计。年轻的苏联学生并不追求电气工程学位，他们想成为奥索金那样的人，即一个官僚，而不是设计新产品。在过度关注军事生产的情况下，民用产品总是放到最后。最后一大挑战是，苏联缺乏国际供应链。硅谷与其他西方国家的科技公司合作，形成了一种高效的全球化分工。日本主导了存储芯片的生产，美国生产了微处理器，荷兰的ASML公司提供了光刻机，东南亚的工人完成了大部分的最终组装工作。美国、日本和欧洲的公司在这种分工中各自争抢份额，但他们还可以共享一个巨大的民用市场来分摊成本。而苏联的盟友屈指可数，除了东德外，大部分并没有给苏联带来多大帮助。当时东德的芯片工业已经超过了泽列诺格勒，位于耶拿市的卡尔蔡司公司生产出了世界领先的光学器件。东德的芯片产量在20世纪80年代末迅速增长。但即便如此，东德的生产工艺也比日本美国落后很多，成本则是日本的十倍。到了解体之前，戈尔巴乔夫重振芯片工业的努力彻底失败了。2010年，泽列诺格勒市被取消，成为莫斯科最小的行政区，并被规划为一个创业园区，目前仅有300多家初创公司在那里经营。本文摘自《芯片战争：争夺世界上最关键的技术》 ，作者：克里斯・米勒（Chris Miller）部分补充资料（蓝色文字部分）来自topwar.ru《苏联导弹防御系统的诞生》编辑：芯智讯-浪客剑
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