《芯片戰(zhàn)爭(zhēng)：世界最關(guān)鍵技術(shù)的爭(zhēng)奪戰(zhàn)》第七部分：下一個(gè)抵消戰(zhàn)略

《芯片戰(zhàn)爭(zhēng)：世界最關(guān)鍵技術(shù)的爭(zhēng)奪戰(zhàn)》是美國(guó)經(jīng)濟(jì)史學(xué)家克里斯·米勒撰寫、蔡樹軍翻譯的科技類著作。該書以半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)全球分工為主線，追溯從冷戰(zhàn)至今的芯片技術(shù)發(fā)展歷程，闡釋芯片在現(xiàn)代軍事、經(jīng)濟(jì)和地緣政治中的戰(zhàn)略地位。全書涵蓋美國(guó)通過技術(shù)博弈確立主導(dǎo)地位、臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)崛起、華為5G技術(shù)受限等案例，分析全球芯片短缺與供應(yīng)鏈危機(jī)背后的國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)。書中提及美國(guó)《芯片法案》補(bǔ)貼政策、EUV光刻機(jī)研發(fā)困境等議題，揭示大國(guó)在人工智能與軍事技術(shù)領(lǐng)域的核心博弈。

下一個(gè)抵消戰(zhàn)略

從成群的無人駕駛飛機(jī)到網(wǎng)絡(luò)空間和電磁頻譜中的隱形戰(zhàn)斗，戰(zhàn)爭(zhēng)的未來將由計(jì)算能力決定。美國(guó)軍方不再是不受挑戰(zhàn)的領(lǐng)導(dǎo)者。在精確導(dǎo)彈和全方位傳感器的保障下，美國(guó)無可匹敵地進(jìn)入世界海洋和領(lǐng)空的日子早已一去不復(fù)返了。1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)后，震蕩在世界各國(guó)國(guó)防部的沖擊波，以及對(duì)薩達(dá)姆軍隊(duì)的外科手術(shù)式打擊可能被用來對(duì)付世界上任何一支軍隊(duì)的恐懼，讓世界各國(guó)感覺像是一場(chǎng)“心理核襲擊”。

在那場(chǎng)沖突后的30年里，中國(guó)向高科技武器投入了大量資金，接受了未來戰(zhàn)爭(zhēng)將依賴先進(jìn)傳感器、通信和計(jì)算的理念。現(xiàn)在，中國(guó)正在開發(fā)先進(jìn)作戰(zhàn)部隊(duì)所需的計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施。

中國(guó)的目標(biāo)不僅僅是逐個(gè)系統(tǒng)地與美國(guó)相匹配，而是發(fā)展能夠“抵消”美國(guó)強(qiáng)國(guó)優(yōu)勢(shì)的能力，采用五角大樓20世紀(jì)70年代的構(gòu)想，“以彼之道，還施彼身”。

中國(guó)軍界相信，戰(zhàn)爭(zhēng)不僅僅是“信息化”，而且是“智能化”，意味著將人工智能應(yīng)用于武器系統(tǒng)。當(dāng)然，在過去的半個(gè)世紀(jì)里，計(jì)算能力一直是戰(zhàn)爭(zhēng)的核心，盡管可用于支持軍事系統(tǒng)的1和0的數(shù)量比幾十年前增加了數(shù)百萬倍。如今的新情況是，美國(guó)現(xiàn)在有一個(gè)可信的挑戰(zhàn)者。蘇聯(lián)可以在導(dǎo)彈數(shù)量方面與美國(guó)相匹敵，但不能一個(gè)字節(jié)、一個(gè)字節(jié)地匹敵。中國(guó)認(rèn)為可以同時(shí)做到這兩件事。中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的命運(yùn)不僅僅是一個(gè)商業(yè)問題，無論哪個(gè)國(guó)家能生產(chǎn)出更多的1和0，都將擁有巨大的軍事優(yōu)勢(shì)。

什么因素將定義這場(chǎng)計(jì)算競(jìng)賽？2021年，由谷歌前首席執(zhí)行官埃里克·施密特（Eric Schmidt）擔(dān)任主席的一群美國(guó)科技和外交政策巨頭發(fā)布了一份報(bào)告，預(yù)測(cè)“中國(guó)可能超越美國(guó)成為世界人工智能超級(jí)大國(guó)”。

軍事人工智能的概念讓人聯(lián)想到殺手機(jī)器人的形象，但在許多領(lǐng)域，應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)可以使軍事系統(tǒng)變得更好。預(yù)測(cè)性維護(hù)——了解機(jī)器何時(shí)需要修理，有助于保持飛機(jī)繼續(xù)飛行、船舶繼續(xù)航行。人工智能潛艇聲吶或衛(wèi)星圖像可以更準(zhǔn)確地識(shí)別威脅，可以更快地設(shè)計(jì)新的武器系統(tǒng)。炸彈和導(dǎo)彈可以更精確地瞄準(zhǔn)目標(biāo)，尤其是針對(duì)移動(dòng)目標(biāo)。空中、水下和陸地上的自動(dòng)飛行器已經(jīng)開始學(xué)習(xí)機(jī)動(dòng)、識(shí)別和摧毀敵人。并非所有這些都像“人工智能武器”這類詞語所暗示的那樣具有革命性。例如，幾十年來，人們已經(jīng)擁有了發(fā)射后不管的自導(dǎo)導(dǎo)彈。但隨著武器變得更智能、更自主，武器對(duì)計(jì)算能力的需求只會(huì)增長(zhǎng)。

中國(guó)不能保證會(huì)贏得開發(fā)和部署人工智能系統(tǒng)的競(jìng)賽，部分原因是這場(chǎng)“競(jìng)賽”不是關(guān)于單一技術(shù)的，而是關(guān)于復(fù)雜系統(tǒng)的。值得記住的是，冷戰(zhàn)軍備競(jìng)賽并不是第一個(gè)將衛(wèi)星發(fā)射到太空的國(guó)家贏了。但中國(guó)在人工智能系統(tǒng)方面的能力無疑令人印象深刻。 喬治敦大學(xué)的本·布坎南（Ben Buchanan）指出，利用人工智能需要數(shù)據(jù)、算法和計(jì)算能力的“三位一體”。 除了計(jì)算能力，中國(guó)的能力可能已經(jīng)與美國(guó)相當(dāng)。

在訪問可輸入人工智能算法的數(shù)據(jù)類型方面，中國(guó)和美國(guó)都沒有明顯的優(yōu)勢(shì)。中國(guó)的支持者認(rèn)為，中國(guó)的國(guó)情讓其能夠搜集更多的數(shù)據(jù)，盡管搜集人口數(shù)據(jù)的能力在軍事領(lǐng)域可能沒有多大幫助。然而，中國(guó)在搜集與軍事系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)方面沒有內(nèi)在優(yōu)勢(shì)。

在設(shè)計(jì)聰明的算法時(shí)，我們很難說一方是否具有優(yōu)勢(shì)。以人工智能專家的數(shù)量來衡量，中國(guó)似乎擁有與美國(guó)相當(dāng)?shù)哪芰ΑＲ患覍Ｗ⒂谥袊?guó)的智庫麥克羅波洛（MacroPolo）的研究人員發(fā)現(xiàn)，在世界領(lǐng)先的人工智能研究人員中，有29%來自中國(guó)，而美國(guó)和歐洲的比例分別為20%和18%。但這些專家中有相當(dāng)?shù)囊徊糠肿罱K留在美國(guó)工作，美國(guó)雇用了59%的世界頂尖人工智能研究人員。 新的簽證和旅行限制，加上中國(guó)在國(guó)內(nèi)留住更多研究人員的努力，可能會(huì)抵消美國(guó)搜羅地緣政治對(duì)手最聰明頭腦的歷史技能。

在布坎南的“三位一體”的第三部分計(jì)算能力中，美國(guó)仍然占據(jù)著相當(dāng)大的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，盡管近年來美國(guó)的計(jì)算能力明顯下降。中國(guó)仍然嚴(yán)重地依賴境外的半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算。依賴進(jìn)口芯片的不僅僅是中國(guó)智能手機(jī)和個(gè)人電腦，大多數(shù)中國(guó)數(shù)據(jù)中心也是如此，這解釋了為什么中國(guó)如此努力地從IBM和AMD等公司獲得技術(shù)。例如，一項(xiàng)中國(guó)研究估計(jì)，在運(yùn)行人工智能的中國(guó)服務(wù)器中，多達(dá)95%的GPU是由英偉達(dá)設(shè)計(jì)的。 英特爾、賽靈思、AMD和其他公司的芯片在中國(guó)數(shù)據(jù)中心至關(guān)重要。即使在最樂觀的預(yù)測(cè)下，中國(guó)還需要五年時(shí)間才能設(shè)計(jì)出具有競(jìng)爭(zhēng)力的芯片及其周圍的軟件生態(tài)系統(tǒng)，而要在境內(nèi)大批量制造這些芯片的時(shí)間還要長(zhǎng)得多。

但對(duì)于許多中國(guó)軍事系統(tǒng)來說，獲得美國(guó)設(shè)計(jì)、中國(guó)臺(tái)灣制造的芯片并不困難。喬治敦大學(xué)的研究人員最近對(duì)343份公開的與人工智能相關(guān)的中國(guó)軍方采購(gòu)合同進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)不到20%的合同涉及受美國(guó)出口管制的公司。 他們認(rèn)為，中國(guó)軍方可以從貨架上購(gòu)買美國(guó)最先進(jìn)的芯片并將其用于軍事系統(tǒng)。喬治敦大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，中國(guó)軍方供應(yīng)商甚至在網(wǎng)站上宣傳其使用美國(guó)芯片。如果美國(guó)出口限制沒有重大改變，中國(guó)軍方只需從硅谷購(gòu)買芯片就能形成所需的大部分計(jì)算能力。

當(dāng)然，中國(guó)軍隊(duì)并不是唯一一支試圖將先進(jìn)計(jì)算應(yīng)用于武器系統(tǒng)的軍隊(duì)。隨著中國(guó)軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的增長(zhǎng)，五角大樓意識(shí)到自己需要一個(gè)新的戰(zhàn)略。2015年左右，美國(guó)國(guó)防部部長(zhǎng)查克·哈格爾（ChuckHagel）等官員開始談?wù)撔枰环N新的抵消戰(zhàn)略，這讓人想起了20世紀(jì)70年代威廉·佩里、哈羅德·布朗和安德魯·馬歇爾為應(yīng)對(duì)蘇聯(lián)數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)所做出的努力。如今，美國(guó)面臨著同樣的困境：中國(guó)可以部署比美國(guó)更多的船只和飛機(jī)，尤其在重要的地域，比如中國(guó)的臺(tái)灣海峽。美國(guó)國(guó)防部前副部長(zhǎng)鮑勃·沃克（Bob Work）宣稱：“我們永遠(yuǎn)不會(huì)試圖與我們的對(duì)手或競(jìng)爭(zhēng)者進(jìn)行坦克對(duì)坦克、飛機(jī)對(duì)飛機(jī)、人對(duì)人的較量。”他是這一新抵消戰(zhàn)略的知識(shí)教父，這與20世紀(jì)70年代末的邏輯有明顯的呼應(yīng)。換句話說，美國(guó)軍方只有在擁有決定性的技術(shù)優(yōu)勢(shì)的情況下才能取得成功。

這種技術(shù)優(yōu)勢(shì)會(huì)是什么樣子的呢？沃克認(rèn)為，20世紀(jì)70年代的抵消是由“數(shù)字微處理器、信息技術(shù)、新傳感器、隱身”驅(qū)動(dòng)的。這一次，它將是“人工智能和自主性的進(jìn)步”。美國(guó)軍方已經(jīng)部署了第一代新型自主運(yùn)載工具，比如無人船（Saildrone）。這是一種可以在海上漫游數(shù)月，同時(shí)跟蹤潛艇或攔截對(duì)手通信的無人帆板。這些裝備的成本只相當(dāng)于一艘典型海軍艦艇的一小部分，可以讓軍方搭載許多裝備，并為全球海洋的傳感器和通信提供平臺(tái)。自主水面艦艇、飛機(jī)和潛艇也正在開發(fā)和部署。這些自主平臺(tái)將需要人工智能來指導(dǎo)并做出決策。可以使用的計(jì)算能力越多，這些平臺(tái)就越會(huì)做出明智的決定。

DARPA開發(fā)的技術(shù)使20世紀(jì)70年代的抵消成為可能，現(xiàn)在它正在構(gòu)想新的戰(zhàn)場(chǎng)計(jì)算使能轉(zhuǎn)型系統(tǒng)（computing-enabled transformations in warfare）。DARPA的負(fù)責(zé)人設(shè)想，“從最大的軍艦到最小的無人機(jī)，分布在整個(gè)作戰(zhàn)空間的計(jì)算機(jī)都可以相互通信和協(xié)調(diào)”。 挑戰(zhàn)不僅僅是將計(jì)算能力嵌入單個(gè)設(shè)備（比如導(dǎo)彈）中，而是將戰(zhàn)場(chǎng)上成千上萬的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，讓它們共享數(shù)據(jù)，使機(jī)器做出更多決策。DARPA資助了關(guān)于“人機(jī)合作”的研究項(xiàng)目。 例如，一架有人駕駛的戰(zhàn)斗機(jī)與幾架無人駕駛飛機(jī)并排飛行，這些無人駕駛飛機(jī)就是飛行員的另一組眼睛和耳朵。

正如冷戰(zhàn)是由美國(guó)導(dǎo)彈制導(dǎo)計(jì)算機(jī)中的電子決定的一樣，未來的戰(zhàn)斗可能由電磁頻譜決定。世界上的軍隊(duì)越是依賴電子傳感器和通信，就越需要為獲取發(fā)送信息或檢測(cè)和跟蹤敵人所需的頻譜空間而戰(zhàn)斗。我們已看到戰(zhàn)時(shí)操控電磁頻譜的例子。例如，在俄烏沖突中，俄羅斯使用了各種雷達(dá)和信號(hào)干擾器。據(jù)報(bào)道，俄羅斯政府還屏蔽了普京總統(tǒng)公務(wù)旅行周圍的GPS信號(hào)，這可能是一項(xiàng)安全措施。 并非巧合的是，DARPA正在研究不依賴GPS信號(hào)或衛(wèi)星的替代導(dǎo)航系統(tǒng)，以使美國(guó)導(dǎo)彈即使在GPS系統(tǒng)失靈時(shí)也能擊中目標(biāo)。

對(duì)電磁頻譜的爭(zhēng)奪將是一場(chǎng)由半導(dǎo)體進(jìn)行的無形的戰(zhàn)爭(zhēng)。雷達(dá)、干擾和通信都由復(fù)雜的射頻芯片和數(shù)模轉(zhuǎn)換器來管理，這些轉(zhuǎn)換器可以調(diào)制信號(hào)，利用開放頻譜空間向特定方向發(fā)送信號(hào)，從而試圖干擾對(duì)手的傳感器。同時(shí)，強(qiáng)大的數(shù)字芯片將在雷達(dá)或干擾機(jī)中運(yùn)行復(fù)雜的算法，解析接收到的大量信號(hào)，并在幾毫秒內(nèi)決定發(fā)送什么信號(hào)。其中的關(guān)鍵在于，軍隊(duì)的視覺和溝通能力。 如果無人機(jī)無法確定在哪里或要去哪里，它們就沒什么價(jià)值。

未來的戰(zhàn)爭(zhēng)將比以往任何時(shí)候都更加依賴芯片，比如運(yùn)行人工智能算法的強(qiáng)大處理器，處理數(shù)據(jù)的大存儲(chǔ)芯片，以及感知和產(chǎn)生無線電波的完美調(diào)諧模擬芯片。2017年，DARPA啟動(dòng)了一個(gè)名為“電子復(fù)興計(jì)劃”的新項(xiàng)目，以幫助構(gòu)建下一代與軍事相關(guān)的芯片技術(shù)。 在某些方面，DARPA重新對(duì)芯片感興趣源于其歷史。DARPA資助過加州理工學(xué)院的卡弗·米德等先驅(qū)學(xué)者，并推動(dòng)了芯片設(shè)計(jì)軟件、新光刻技術(shù)和晶體管結(jié)構(gòu)的研究。

但DARPA和美國(guó)政府發(fā)現(xiàn)，要塑造芯片行業(yè)的未來比以往任何時(shí)候都困難。DARPA的預(yù)算為每年數(shù)十億美元，低于大多數(shù)行業(yè)最大公司的研發(fā)預(yù)算。當(dāng)然，DARPA在遙遠(yuǎn)的研究理念上花費(fèi)了更多的資金，像英特爾和高通這樣的公司則將大部分資金花在了距離成果只有幾年的項(xiàng)目上。但總的來說，美國(guó)政府購(gòu)買的芯片在全球的份額比以往任何時(shí)候都要小。美國(guó)政府購(gòu)買了仙童和TI在20世紀(jì)60年代早期生產(chǎn)的所有集成電路。到20世紀(jì)70年代，這一數(shù)字已降至10%—15%。 現(xiàn)在，這一份額約占美國(guó)芯片市場(chǎng)的2%。如今，作為芯片的買家，蘋果首席執(zhí)行官蒂姆·庫克（Tim Cook）對(duì)該行業(yè)的影響比任何五角大樓官員都大。

制造半導(dǎo)體是如此昂貴，以致五角大樓都無法在內(nèi)部完成。美國(guó)國(guó)家安全局（National Security Agency）過去在馬里蘭州米德堡的總部有一家芯片廠，但在21世紀(jì)初，美國(guó)政府認(rèn)為按照摩爾定律規(guī)定的節(jié)奏進(jìn)行升級(jí)太昂貴了。如今，即使是設(shè)計(jì)一款需要耗資數(shù)億美元的尖端芯片，對(duì)于除了最重要的項(xiàng)目之外的其他所有項(xiàng)目來說，也太昂貴了。

美國(guó)軍方和政府的情報(bào)機(jī)構(gòu)都將芯片的生產(chǎn)外包給“值得信賴的芯片制造廠”。這對(duì)于許多類型的模擬或射頻芯片來說相對(duì)簡(jiǎn)單，因?yàn)槊绹?guó)擁有世界級(jí)的能力。但是，當(dāng)涉及邏輯芯片時(shí)，這就形成了一個(gè)兩難的局面。英特爾的生產(chǎn)能力已經(jīng)不是最領(lǐng)先的了，盡管該公司主要為自己的個(gè)人電腦和服務(wù)器業(yè)務(wù)生產(chǎn)芯片。與此同時(shí)，臺(tái)積電和三星保持著最尖端的制造能力。芯片組裝和封裝的工作很大一部分發(fā)生在亞洲。隨著美國(guó)國(guó)防部試圖使用更多現(xiàn)成組件來降低成本，它需從國(guó)外購(gòu)買更多芯片。

美國(guó)軍方擔(dān)心，在國(guó)外制造或組裝的芯片更容易被篡改，容易增加“后門”或?qū)懭脲e(cuò)誤，但即使是在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的芯片也可能存在意外的漏洞。2018年，研究人員在英特爾廣泛使用的微處理器架構(gòu)中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)缺陷：“幽靈”（Spectre）和“熔毀”（Meltdown）。這使得密碼等數(shù)據(jù)的復(fù)制成為可能，這是一個(gè)巨大的安全漏洞。 據(jù)《華爾街日?qǐng)?bào)》報(bào)道，英特爾在通知美國(guó)政府之前，先向包括中國(guó)科技公司在內(nèi)的客戶披露了該漏洞，這一事實(shí)加劇了五角大樓官員對(duì)他們?cè)谛酒袠I(yè)影響力下降的擔(dān)憂。

DARPA正在投資開發(fā)新技術(shù)，以保證芯片不受篡改，或驗(yàn)證芯片的制造是否完全符合預(yù)期。美國(guó)軍方依靠TI等公司設(shè)計(jì)、制造和組裝尖端模擬和數(shù)字電子產(chǎn)品的日子早已一去不復(fù)返。如今，美國(guó)軍方根本沒有辦法避免從國(guó)外購(gòu)買一些東西。因此，DARPA將賭注押在技術(shù)上，以實(shí)現(xiàn)微電子的“零信任”：不信任任何東西，并通過植入芯片上的微型傳感器等技術(shù)來驗(yàn)證一切，這些傳感器可以檢測(cè)到對(duì)其進(jìn)行的篡改。

但所有這些利用微電子技術(shù)刺激新的“抵消”，并重建對(duì)中國(guó)和俄羅斯的決定性軍事優(yōu)勢(shì)的努力，都建立在美國(guó)將保持其在芯片領(lǐng)域的領(lǐng)先地位的假設(shè)上。這看起來像是一個(gè)冒險(xiǎn)的賭注。“跑得更快”戰(zhàn)略的時(shí)代見證了美國(guó)在芯片制造過程中的某些部分是落后的，最顯著的是對(duì)中國(guó)臺(tái)灣制造先進(jìn)邏輯芯片的日益依賴。30年來，一直是美國(guó)芯片冠軍的英特爾，現(xiàn)在明顯地陷入了困境，業(yè)內(nèi)許多人認(rèn)為英特爾已經(jīng)明顯落后了。與此同時(shí)，中國(guó)正在向其芯片產(chǎn)業(yè)投入巨額資金。對(duì)于任何一家大型芯片公司來說，中國(guó)消費(fèi)市場(chǎng)都是遠(yuǎn)比美國(guó)政府重要的客戶。

中國(guó)努力獲取先進(jìn)技術(shù)，以及美國(guó)和中國(guó)電子產(chǎn)業(yè)之間的深度互聯(lián)在美國(guó)看來都是問題。美國(guó)已經(jīng)慢了下來，現(xiàn)在將其軍隊(duì)的未來押在某項(xiàng)主導(dǎo)地位正在下滑的技術(shù)上。五角大樓負(fù)責(zé)這一問題的官員馬特·特平（Matt Turpin）辯稱：“如果中國(guó)人和我們?cè)谕粭l船上，那么這種用抵消戰(zhàn)略來贏得領(lǐng)先的觀念，幾乎是不可能成功的。”

中國(guó)已將對(duì)外國(guó)芯片制造商的依賴視為一個(gè)關(guān)鍵弱點(diǎn)。中國(guó)制訂了一項(xiàng)計(jì)劃，通過收購(gòu)?fù)鈬?guó)芯片制造商來獲取技術(shù)，并向中國(guó)芯片公司提供補(bǔ)貼，以重塑世界芯片產(chǎn)業(yè)。就美國(guó)而言，五角大樓在承認(rèn)中國(guó)的軍事現(xiàn)代化已經(jīng)縮小了這兩個(gè)超級(jí)大國(guó)軍隊(duì)的差距后，推出了自己的抵消戰(zhàn)略。