蘇聯輸掉冷戰,敗在半導體策略:「照抄」美國晶片也沒用,良率才是重點

2023-02-24 09:40

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發展半導體技術,「照抄」沒有用,良率才是重點。(示意圖/顏麟宇攝)

發展半導體技術,「照抄」沒有用,良率才是重點。(示意圖/顏麟宇攝)

大約在赫魯雪夫宣布支持興建「蘇聯的矽谷」澤列諾格勒的同時,蘇聯學生伯里斯・馬林(Boris Malin)從賓州留學一年返國,行李內放了一台小裝置:德州儀器的SN-51,那是美國最早販售的積體電路之一。馬林是蘇聯半導體設備領域的頂尖專家,他認為自己是科學家,不是間諜。然而,負責蘇聯微電子的官員蕭金認為,SN-51是蘇聯必須不惜一切手段也要取得的設備。蕭金把馬林與一群工程師叫到他的辦公室,把晶片放在顯微鏡下,透過鏡頭凝視那塊晶片,並下令:「給我抄!完全照抄,不准有任何偏差,給你們三個月的時間。」

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被指說直接抄襲國外的研究成果時,蘇聯的科學家感到很憤怒。他們對科學的理解,跟美國的化學家及物理學家一樣先進。據悉,去美國的蘇聯交換學生表示,他們從蕭克利的課堂上很少學到在莫斯科學不到的東西。事實上,蘇聯有世界上最頂尖的理論物理學家。2000年,基爾比終於因發明積體電路而榮獲諾貝爾物理學獎時(當時積體電路的共同發明者諾伊斯已過世),是與俄羅斯科學家艾費洛夫(Zhores Alferov)共同得獎。1960年代,艾費洛夫對半導體設備發光的方式,做了基礎的研究。1957年的人造衛星發射,1961年加加林的第一次太空飛行,以及1962年奧索金製作的積體電路,都是蘇聯正在變成科學強國的證據。連美國中情局也認為蘇聯的微電子業正迅速迎頭趕上。

然而,蕭金的抄襲策略有根本上的缺陷。抄襲用在製造核武上是有效的,因為美國與蘇聯在整個冷戰時期只製造了數萬件的核武。然而,在美國,德州儀器與快捷已經在學習如何量產晶片了。擴大生產的關鍵在於可靠性,那是張忠謀與葛洛夫等美國晶片製造者在1960年代一直致力投入的挑戰。與蘇聯同業不同的是,他們可以借鑒其他製造先進光學、化學品、淨化材料、其他機械廠商的專業。萬一沒有幫得上忙的美商,快捷與德儀還可以求助德國、法國或英國,這三個國家都有先進的產業。

蘇聯可以大量生產煤炭與鋼鐵,但幾乎各種先進的製造都處於落後狀態。蘇聯在產量上取勝,但品質或純度上沒有優勢,偏偏品質與純度對量產晶片來說至關重要。此外,西方的盟國透過出口管制協調委員會(COCOM),禁止向共產國家轉移包括半導體元件在內的許多先進技術。蘇聯人常透過設在中立的奧地利或瑞士的空殼公司,來繞過COCOM的限制,但這個途徑很難大規模地使用。因此,蘇聯的半導體廠通常不得不採用沒那麼精密的機器及沒那麼純淨的材料,因此生產出的可用晶片少了很多。

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