首页 2024年度读书榜单 2023年度读书榜单 2022年度读书榜单 更多历年榜单 北美之北 2025-03-18 08:10:02

一本探讨普遍发展规律的科技史

与汪波老师在社交媒体上偶有交流,常钦佩于他的博学敏思。他在大学任教时与学生聊天,从本身的微电子专业出发,联系到数学物理文学艺术历史哲学,纵横捭阖,常有思想的火花。汪波老师把这些谈话内容整理成文,篇篇都精彩绝伦、发人深思,远非一般科普文章可比。后来这些文章结集成《时间之问》出版,广受好评,随后又应邀改编为《时间之问 少年版》,更是不可多得的青少年科普读物。

当得知汪波老师以自身二十余年从事芯片设计、研究、教学的功力写作《芯片简史》,我即翘首以待。我虽是电子专业科班出身,曾就职于发明了多项划时代微电子技术的贝尔实验室,但我主要从事通讯系统软件,与微电子、电路设计、芯片设计相距甚远。而且改行多年,对于最新发展动态不甚了了。因此,拿到书以后我可以说是以一个完全非专业读者的心态来阅读的。

对于有一定教育程度但不具备微电子专业背景的读者来说,这本书非常友好,很容易读。首先是因为汪波老师对这一领域的深入了解,只有作者自己融会贯通,下笔才能深入浅出,这绝非东拼西凑的文抄公所能胜任。另一个重要原因是汪波老师在这本书中延续了他一贯的个人风格,以故事性的描写代入主题,不端架子,不掉书袋,大量使用生活中常见的事物作比喻来解释复杂的专业概念,浅显易懂,很适合非专业读者。

作为一本科学技术史,《芯片简史》视角开阔,试图探索基础科学发展、科学家个人兴趣、市场需求、政治与社会环境几种力量如何相互作用,在偶然和必然当中共同促成技术进步。正因为如此,作者笔下的科技史并不游离在历史大背景之外,而是整体历史的一个有机组成部分。也正因为如此,本书将科学史放在宏大的历史背景之下来书写,把一些看似不相关的历史事件并列出来展示给读者。比如下面这两段:

“这一年,德国末代君主威廉二世仍住在坚如磐石的皇宫里,但经典物理学的大厦已经出现了一道裂纹。”

“接过爱因斯坦的接力棒的是年轻的丹麦物理学家尼尔斯-玻尔 (Niels Bohr)。他在1911 年获得博士学位后就来到了英国剑桥大学追随汤姆逊,随后又去了曼彻斯特大学深造。就在这一年, 曼联足球队赢得了英格兰足球甲级联赛冠军。”

这些看似不相关的历史事件组合在一起,共同构成了半导体和芯片技术发展的时代背景,与产业发展的脉络息息相关。

阅读《芯片简史》,对于技术进步和产业发展的过程,我也产生了一些思考。书中多次提及,在半导体发展过程中做出过重要贡献的知名公司,却常因为公司内部决策失误拱手放弃自己公司做出的具有开创性的巨大成果,与这些创新成果日后产生的丰厚商业利益失之交臂。一次又一次,那些创新成果的发明人不得不离开原来的公司另起炉灶。

站在事后诸葛的角度,我们今天似乎可以轻易地指摘那些公司鼠目寸光,只顾短期利益而放弃了长期发展机会;或是某个决策人缺乏容人之量,出于嫉妒、保守、个人恩怨,导演了办公室宫斗剧。这样的推论放在具体个案上或许说得过去,但令人遗憾的剧情为什么有规律地不断上演?事实上,如果代入当事人的视角,我们可能很难做出更英明的决策。

第十一章引用克勒默(Herbert Kroemer)的话说:

“任何一个有足够创意的发明的主要应用点,过去是,将来也必定是由这种新发明本身创造出来的。”

仔细揣摩一下这句话,它揭示出了大公司面临的困境,可以为书中描述的许多事件做注解。一个新发明本身是无法带来盈利的,只有真正找到有市场前景的应用,发明才能转化为收入。但是正如克勒默所说,在新发明产生之初,人们往往很难预见其应用前景,许多时候甚至是几十年以后某些创新性的发明才在机缘巧合之下找到应用场景。而在现实的商业环境下,公司和研究机构总是要在有限资金、资源与众多项目和提案之间做出取舍。作为一家盈利公司,把优势资源投入到能够带来中短期收益的项目中似乎是不得不为之。基于理性的判断,决策者很难去大力支持一项看不到应用场景的新发明。

比如第四章讲集成电路和第五章讲MOS的发展历史,都提到贝尔实验室与之失之交臂。可是书中没有提及的一个背景知识是,贝尔实验室平均每天产生两项发明专利,有二十多位科学家因其在贝尔实验室工作期间所做的研究而获得诺贝尔奖金。在这样高密度产生知识产权的环境下,任何一家机构都根本不可能投入大量资源去支持每一项新成果的后续研究。尤其是作为一家盈利公司,研发投入首先要保证当前市场需求最大的技术,往往很难顾及远期技术,毕竟没有人能预先知道今后的技术趋势。某些在今天看来意义非凡的创新,在当时可能真的无法引起重视。

再举一个例子,也许能够说明历史与现实的差距。第九章讲到摩托罗拉公司对于移动电话的保守态度,我有一点切身体会。1998年我第一次去美国,那时候移动电话在中国是非常奢侈的,数量很少,但普通人对它只是可望而不可得,却没什么人质疑它的价值。而当时我在美国的电视上看到移动电话的广告,画面是深夜荒无人烟的高速公路上车坏了,拿出移动电话求救。当时有一个调侃的说法,中国人喜欢移动电话是怕别人找不到自己,而美国人不喜欢则是因为他们害怕别人能随时找到自己。要知道当年美国的固定电话普及率之高、价格之低廉,除了深夜郊外遇险这种极端情况,普通人很难想象移动电话有什么用,因此很长时间里面市场对其十分冷淡。在这种环境之下,大公司一边面对不知道什么时候才会爆发的市场需求,一边面对大把赚进钞票的稳定市场,两方面都需要大量投入,在业绩压力之下,该如何取舍?

正是因为成熟的公司每每无法支持创新性成果,初创公司对颠覆性的创新起着不可或缺的作用。那些有梦想的创业者往往对自己的判断有着迷一般的信念,用一种近乎偏执的精神追求一些在旁人看来遥不可及甚至是空中楼阁般的目标,经历种种失败最后成功。面对股东压力的成熟公司很难做到这一点,而初创公司能够成功的也是百里挑一。从这个意义上看,无需苛责那些没能持续引领技术革新的大公司,毕竟是他们做出了最初的从零到一基础工作,而良好的创业环境才是从一到一百的创新孵化器。

探讨环境因素对于创新所起的作用,《芯片简史》带给我几点思考。首先,如何才能让初创公司有一个良好的创业发展环境?硅谷的创业环境虽不是本书的重点,但对于理解半导体许多关键技术的发展历史有重要的意义。如果读者希望更深入的思考为什么那些创新能够成功,硅谷的环境是绕不过去的一环。

第二,创新并不总是从零到一。从一到二,从二到三,从三到千千万万,这中间每一步都需要非凡的创造力。第八章关于舛冈富士雄发明闪存的过程很有意思,这里面包含的是工程思维,也就是从二到三或者从三到千千万万的过程。工程思维并不总是追求最新理论、最佳性能、最高速度、最先进技术,但却永远追求更优化、更高效、更廉价。闪存的发明当然有其独特的背景,但这背后揭示的则是一种不断改良不断迭代的技术演进路线图。感兴趣的读者似乎也可以深挖一下日本与美国创新的不同路径。此外,东芝公司对闪存的态度以及舛冈的际遇也值得分析,这与之前描述的贝尔实验室与多次重大发明失之交臂是不同的。

第三,当一个新的技术成长为一个具有规模的产业,创新的路径也会改变。第十二章提到芯片设计的分工,这是一个产业发展过程中的必由之路。全能的人才可遇不可求,无法支撑一个产业的壮大,只有完善的产业结构,让各种专门人才能够合作,才能有行业的发展。这也揭示出芯片行业的难点。

以上是阅读《芯片简史》的一点感想。再简单谈一下阅读体验。纸质版排版很舒服,字体适中,行距、段落间距比较大,不费眼。作为一本科普读物,配图翔实、清晰,印刷精美。白璧微瑕之处,某些专有名词没有配上中外文对照(如仙童公司Fair Child Semiconductor),或是使用大家不太熟悉的中文译名去描述英文名字耳熟能详的企业(如AT&T),增加了阅读障碍。

写完这些感想,我的窗外是一片蓝天,秋日的艳阳照耀着枝头尚未落下的金黄的、深红的树叶。寒来暑往,任何事物都像四季轮回一样有着自己的生命周期,但其规律却是永恒的。芯片技术也许在未来某一天会成为历史,不再是舆论焦点,但《芯片简史》这本书展示的科技进步的规律却一定值得我们反复思考。

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