摩尔定律|摩尔定律正在失效，投资者回报面临瓶颈投资者|面临|失效|摩尔定律|回

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文 | 《巴伦周刊》撰稿人马修·C·克莱恩(Matthew C. Klein)
编辑 | 郭力群
如果芯片行业无法扫清技术障碍，投资者应该做好准备迎接一个即便疫情结束、生产率增速依然会非常缓慢的时代。
【 摩尔定律|摩尔定律正在失效，投资者回报面临瓶颈】现代计算机的驱动技术正在接近一个无法突破的物理极限。2000年以来，这一因素已成为经济增长放缓的主要原因之一，除非全球芯片制造商发明一种全新的数据处理方法，否则这个问题会变得更严重。
几十年来，科学家和工程师是通过缩小晶体管体积和增加微芯片的晶体管数目来提高计算能力和能量效率的。1975年，英特尔(Intel, INTC)联合创始人戈登·摩尔(Gordon Moore)准确地预测了一个芯片上可以容纳的晶体管数目每两年会翻一番，这就是摩尔定律(Moore's Law)的由来。摩尔在1965年的预测是每年会翻一番。摩尔定律诞生时，最好的芯片是6000纳米芯片，厚度差不多相当于一个红血球的长度。
如今，苹果(Apple, AAPL)推出了由台积电(TSM)生产的M1 5纳米芯片，厚度相当于大约25个硅原子。现在最先进的是1纳米芯片，厚度相当于5个硅原子。晶体管密度的大幅提升让芯片功能更加强大，而且耗电更少，产生的热量也更少。
这对所有人来说都是一件好事。信息技术已经变得很便宜，几乎每一个美国消费者和企业现在都可以使用比几十年前任何东西都复杂得多的机器。1990年以来，“半导体及相关设备”的生产者价格指数下降了80%，反映出按美元计价格的下降和计算能力的增强。1978年以来，电脑价格指数大幅下降了99.7%。
但有一个问题是，这种进步一直在放缓。到了2004年至2006年那个时期，晶体管体积已经变得非常小，密度得到极大提升，出现了电流泄漏的问题，导致能量效率降低，并增加了过热风险。过去15年，中央处理器的发展速度没有太大变化，在未来的某个时点（也许是未来10年内），一心想要缩小晶体管体积就没有什么意义了，这就是业界尝试推出全新技术（如量子计算）来超越互补金属氧化物半导体(CMOS)的局限性的原因，上世纪60年代以来，CMOS一直是计算领域的支柱。
这种放缓对整个经济产生了重大影响。在二十世纪90年代后半期的科技繁荣时期，美国经济每年增长约4.3%。美国经济分析局(Bureau of Economic Analysis)和劳工统计局(Bureau of Labor Statistics)的经济学家进行的一项新研究显示，超过1.4个百分点的增长来自计算机及相关设备制造业的效率提高、其他企业对新计算机硬件的投资以及计算机软件的销售。在此期间，美国经济增长的三分之一以上来自科技行业。
相比之下，从2007年到2016年，美国经济每年仅增长1.2%，比之前低3.1个百分点，其中大约1个百分点的差距可以归咎于金融危机后疲软的就业市场。但是，另外还有1个百分点的差距在很大程度上是由于IT硬件新投资急剧下降以及美国科技制造商潜在创新速度大幅放缓。
关注这些问题的BEA研究经济学家乔恩·塞缪尔(Jon Samuels)说：“美国IT生产部门相对于其他经济部门规模较小，但之前对总生产力产生过非常大的影响。”
出现这种情况在很大程度上要归咎于芯片行业的困境。该行业的资本支出在2000年达到峰值，而自2013年以来，以美元计的研发支出基本持平。
此外，经济学家发现，包括芯片制造商在内的美国公司对基础科学的贡献（以发表在知名期刊上的论文数量衡量）远低于过去，部分原因是投资者不再给予那些在基础研究上投入资金的公司溢价。经济分析局估计，剔除美元贬值和通膨因素后，从2013年到2019年，芯片行业的科学知识价值每年仅增长了2.4%，相比之下，上世纪90年代后半期每年要增长11%，上世纪80年代前半期更是每年增长19%。
芯片公司明白，在遇到瓶颈后必须创新，但只要它们还能从现有模式中获得一些收益，就没有太多动力在研发方面花钱。
在上世纪80年代，美国芯片行业的这类需要协同合作的问题是由政府联合大学及美国半导体制造技术战略联盟(Sematech)和Semiconductor Research Corp.等行业组织来解决的。虽然现在美国两党合作推出了一些立法来解决问题（主要是加大对美国制造厂的资金支持力度），但还不能肯定这是否足以帮助芯片行业克服资金和技术方面面临的障碍。
不管是靠自己还是靠政府的帮助，如果芯片行业无法扫清这些技术障碍，投资者应该做好准备迎接一个即便疫情结束、生产率增幅依然会非常缓慢的时代。