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《芯片简史》比想象中好读

喜欢它把技术讲回到人和实验里,也不太买账从成功故事里归纳创新法则的冲动。

汪波这本《芯片简史》值得看。568 页、又叫“简史”,很容易让人担心满纸年份、人名和公司收购。这些东西确实不少,但作者肯花篇幅讲一个东西为什么做不出来、后来又怎么做出来,人物之间还经常闹得不愉快,比一张半导体产业年表有意思得多。

一个做电路的人写的历史

先交代版本:浙江教育出版社(湛庐出品)2023 年 4 月出版,豆瓣 8.8 分,进了豆瓣 2023 年度科学·新知第 2 名,2024 年又拿了第十九届文津图书奖(豆瓣条目、文津图书奖获奖报道)。所以下面的挑剔,是对一本口碑很好的书的个人取舍。

它肯讲“为什么做不出来”,跟作者是谁有关。汪波在法国读的集成电路硕士和高频微电子学博士,之后在华为、里昂纳米国家实验室、北大深研院做了二十多年集成电路设计和教学(南方网新书介绍)。他不是历史学者或记者,知道工艺会卡在哪。

全书分“诞生”“演进”“多样”“建构”四部分 14 章,附录里有芯片群英谱和半导体技术发展线。作者在科技日报的编创手记里说,他查了 1300 多条文献才画出那棵“芯片发展树”,每个数据、术语、人名都核实过。书的骨架就是一棵技术树加一份人物谱,不是方法论手册。

肖克利:有本事,也难相处

肖克利那部分尤其好看。一个人可以在物理上判断极准,同时把一群优秀的人管得忍无可忍。巴丁、布拉顿做出点接触晶体管,肖克利后来提出结型晶体管;到他自己办公司,管理又逼走了那批后来创办仙童的人。

压垮那批人的不只是脾气。按中文维基的记载,1957 年底肖克利决定停掉硅基半导体研究,手下八个最好的研究员随即辞职,也就是后来的“八叛逆”;他的传记作者说他“可能是电子工业史上最糟糕的经理”。公司此后再没缓过来,1960 年被卖掉。

这些事放在一起,就很难对着诺贝尔奖名单简单地崇拜天才。我喜欢这种不太体面的技术史:功劳照算,难相处也不替他美化。它也说明,一个好点子要多少人帮忙才能做成。

做出一个元件,和让一批元件稳定工作

基尔比把元件做在一块材料上,还没解决所有问题。他 1958 年 9 月在德州仪器做出的第一片还是锗做的,只有 7/16 × 1/16 英寸,功能是产生正弦波(维基“杰克·基尔比”)。赫尔尼的平面工艺、诺伊斯的互连方案又往前推了一步。书里不要求读者先学完半导体物理,但也没拿“灵光一闪”糊弄过去。

平面工艺自己也有来路:它借了阿塔拉 1957 年在贝尔实验室提出的表面钝化方法。互连上,仙童的方案用一层沉积薄膜把晶体管连起来,德州仪器则要靠细导线一根根接,业界后来选了前者(维基“仙童半导体”)。

单件做出来只算原理示范。批量要靠每一步都能重复做对,连线怎么走、工艺怎么稳定,都得一件件解决。书里的示意图因此很有用:顺着一个实际难题看,比先记一堆名词舒服。当然,它们讲的是道理怎么走通,不是能照着做的制造说明。

两位研究员在实验台前琢磨细导线与平面互连方案

我不太买账的:从成功故事里归纳创新法则

郑磊的书评从这些历史里总结了创新的条件:基础科学突破是前提,中国人的才智表现突出,民营企业有活力,政府在初期帮企业扛风险不可或缺,总法则是“解放思想和大胆实验”。我没那么愿意往创业指南上靠。知道仙童后来多重要,回头看当年的出走自然觉得该走;知道集成电路后来铺满世界,也容易觉得当年不肯投钱的人短视。

乔布斯有个常被引用的比喻,说仙童像一朵成熟的蒲公英,一吹,创业的种子就四处飘(转引自杨莹在《科普创作评论》的书评)。英特尔、AMD、齐洛格都算仙童系。这正是事后才说得出的话:1957 年八个人辞职时,没人知道吹出来的是种子还是灰。

而且想归纳法则的不只郑磊。汪波自己在编创手记里给全书定的主题是“芯片的历史是一部创新史,也是一部叛逆史”;杨莹的书评顺着这条,读出“创新越大,对传统的叛逆和颠覆也越大”。同一批故事,有人提炼出政府扶持,有人提炼出叛逆。我觉得这怪不到哪篇书评头上,这类成功史本来就容易被读成方法论。

这种判断下得轻松,是因为结局已经知道。当时没成功的方案那么多,失败的那些也没有同样长的传记。书其实写了不少被压住的人:阿塔拉和姜大元的 MOS 场效应晶体管被贝尔实验室雪藏;法金 1970 年做出 CPU,英特尔觉得只能用在计算器上,他的“埋栅”专利还被上司沃达斯拿去申请,他只好出走办齐洛格;浮栅晶体管当年被评为“毫无用处”(这些例子见杨莹的书评)。他们有名有姓,但谁被记住,还是看谁最后做成了。

从这些例子里归纳出的条件,都连着当时的处境,换一批人、换一段时间,能对上的往往只剩几条。故事能讲清一次选择,未必能告诉下一家公司怎么选。

讲人的代价

把技术讲回到人身上,也不是人人买账。豆瓣短评里有不少人嫌它故事多、技术讲得少,觉得情绪描写多余、写法老派,甚至读成流水账(豆瓣短评)。我读到的人味,在别人那里是注水。这个取舍有代价,我还是站在喜欢它的这边。

也有读者建议,想看大国博弈和商业逻辑的去读克里斯·米勒的《芯片战争》(浙江人民出版社 2023 年,湖南大学图书馆书目)。两本放一起正好:汪波讲技术怎么一步步走通,米勒讲这门技术怎么变成地缘政治筹码。

值得花五百多页的地方

比起记住一条成功法则,我更愿意留下对这些人的印象:肖克利有本事也难相处,诺伊斯面对的是一个还没解决的互连问题,他们都不知道自己后来会在历史里占什么位置。

这个位置到今天也没记清。1969 年法院判基尔比和诺伊斯的两件专利都有效、互不侵权;加州的历史地标铭牌把“第一块可投入商业生产的集成电路”记在诺伊斯名下;2000 年的诺贝尔物理学奖只发给了基尔比,诺伊斯 1990 年就去世了(维基“罗伯特·诺伊斯”;铭牌见前面的仙童条目)。同一件事,三种记账法。

汪波把原理和人的处境一起写,技术就没那么遥远了。五百多页花在这里,我觉得值。


相关书评:郑磊《芯片中的创新法则》、《芯片驱动力》。另附汪波的本书资料页。

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