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俄罗斯芯片为什么不怕卡脖子?_俄罗斯_家当

乖囧猫 2024-12-16 05:24:38 0

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俄乌战役开打80个小时之后,在一个先容乌俄两国军事力量的视频下面,我看到一个问题:俄罗斯的军事装备不用芯片吗?美国怎么不制裁他们?

答案是:当然制裁了,而且没停过,但俄罗斯表示:根本不怕。

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民用领域更好理解,由于俄罗斯对消费端高端芯片的入口量很小,本就对外不存在依赖;

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(图片来自网络侵删)

军用方面则相对繁芜,当代军事装备、航空航天,芯片的利用险些无处不在,俄罗斯自有芯片家当非常掉队,又面临环球一轮又一轮技能禁运,早就被制裁麻了,但偏偏还能一批又一批推出世界一流的新武器……

他们怎么做到的?

没有脖子,你卡哪?

先来说民用领域。

俄罗斯是一个非常分外的“超级大国”——它险些就没有成规模的民用半导体家当。

一句话:哥们儿没有脖子,你卡哪?

形成这种现状的缘故原由是多样的。

首先是历史缘故原由。

苏联施行的是操持经济系统编制,对外通过“经互会”折衷小弟们的经济活动,加勒比海的古巴生产糖,经济发达的东德生产精密仪器,身处热带的越南生产大米......对内有中心操持委员会,家当都是按区分配的,乌克兰种田养牛,哈萨克斯坦采棉花,白俄罗斯造卡车......活像九年责任制教诲,屋子买哪了就在哪就近入学,想换个赛道发展还得先搬个家。

苏联当时为了平衡各加盟国利益,将微电子家当拆开分配到了各个加盟国。
苏联解体后导致俄罗斯的半导体家当变得非常碎片化。

苏联主导的“经互会”旗帜

其次是技能路线选择的缘故原由。

我前面说过,俄罗斯是个极为分外的国家,由于二战、冷战的成分,和一些地缘政治缘故原由,俄罗斯在选择技能发展路线的时候,首先考虑的一定不是“能不能赢利”的家当化问题,而是“能不能保命”的国防安全问题。

集成电路技能的起步期间刚好也是美苏冷战期间,苏联考虑到核打击的威胁,在晶体管和电子管两个技能路线之间,优先选择了抗辐射能力更强的电子管技能。
电子管的小型化的确存在先天限定,但那个时候也的确没人想到,晶体管的小型化竟然能够发展到纳米级。

技能点有限,科技树一朝点错,后来发生的事,大家都知道了。

末了是经济缘故原由。

俄罗斯分到了苏联的大部分遗产,但祖传的不止有家当,也有仇恨与当心。
苏联解体,北约却没打算终结,结果便是俄罗斯打从生出来,这辈子就没睡过一个好觉。
一会是车臣,一会是格鲁吉亚,一会北约又要东扩。
不是分家的兄弟起了领土争端,便是作妖的宿敌见缝插针给你使坏,以至于国家始终都生存在一个群狼环伺,欠妥心就会被生啖血肉的高压环境之下。

苏联留下的本便是一个国民经济破败不堪的局势,轻重工业发展极不屈衡,高压环境致使民营经济极其掉队,且很难有机会得到发展。
2004-2007短暂经济复苏,2008年就和格鲁吉亚打了一仗;2011年之后经济刚有逐渐复苏的迹象,却又被和乌克兰的冲突打断,也便是我们都知道的克里米亚事宜。

半导体家当是一个范例的成本密集型家当,须要大规模、永劫光的持续投入,才能看到结果。
但常年的内忧外祸,使得俄罗斯民营经济自己都举步维艰,更顾不上发展脱手机、平板这些民用消费电子家当。
前几年EDN曾宣布过俄罗斯的一款智好手机Yoga phone,双面屏幕,支持电纸书阅读,后来没多久这个Yoga Devices公司营运状况不佳,就在2019年宣告破产了。

这统统的结果,便是如今俄罗斯民用和消费电子市场占环球份额还不到2%。
而美国半导体工业协会(SIA)2021年的一份声明显示,俄罗斯的半导体采购量还不到环球半导体采购量的0.1%。
个中民用半导体采购量占比就更是微乎其微。

工程能力的神迹

但民用微电子家当的近乎空缺,并不虞味着俄罗斯就完备没有半导体家当。

目前俄罗斯紧张集成电路制造商为两家:Микрон和Ангстрем公司,前者供应65-250纳米制程工艺加工能力,后者供应90-250纳米制程工艺,拥有8英寸晶圆厂,两家公司紧张供应军用、航天和工业领域产品。

在这方面,美国的制裁实在一贯都没停过。
2016年,Ангстрем在泽列诺格勒的一家工厂为了更新制程工艺,向AMD购买必要设备期间,被美国商务部加入了制裁名单,交易随即被迫中止。
该公司随即陷入债务危急,濒临破产边缘。
后来是前身为原苏联电子研究所的НИИМЭ与俄罗斯政府共同脱手,联合Ангстрем最大债权方VEB.RF(俄罗斯国家开拓集团)对其进行了破产重整,才将公司保留了下来。

俄乌开战前后的这几天,美国最先宣告落实的两轮对俄制裁手段,也是割断关键技能供货。
个中包括了半导体、打算机、信息与通信、传感器/激光、导航/航空电子、海洋、航空航天等7个领域的57项可用于军事目的的项目和技能。

欧洲险些是同步相应的,紧接跟上来的日本、韩国、中国台湾,险些也都是在微电子领域的前辈国家和地区,其宣告的对俄制裁方法中,有相称一部分和半导体有关。
但实在俄罗斯半导体最大的进口供应者,是中国。

2016年1月,俄军一架本当地货海鹰-10无人侦察机在顿涅茨克地区坠毁

乌克兰人拆解后就创造了中国著名的单片机公司宏晶科技单片机

我国的芯片家当水平,我们以前深入解读过很多次了,能够出口的大部分都不是什么高精尖产品,虽然可以支撑普通的军事装备,但对尖端军事装备的研发来说肯定不足用。

根本工业水平差,微电子技能又一贯是俄罗斯的短板,还要被西方一轮又一轮制裁,俄罗斯却能一批又一批推出世界一流的新武器……

这种看上去很不科学的现状,来源于俄罗斯科学家极其踏实的根本理论能力,和近乎逆天的系统工程能力。

拿美国的爱国者-3和俄罗斯的S-300-2相控雷达来说,二者都采取了前辈的脉冲多普勒系统编制。
雷达中以旗子暗记处理部分用数字芯片最多,最常用的是富利哀变换运算(FFT),可以快速算出目标旗子暗记的多普勒频率有多大,然后根据多普勒效应的公式推算出目标速率。

The S-300 (NATO reporting name SA-10 Grumble)

美国的逻辑是——给雷达装最前辈的芯片,把算力堆起来解题。

而俄罗斯在没有高端芯片的时候,在雷达中利用了一种他激晶体振荡器(仿照电路)作为中频旗子暗记积累,其体积虽比芯片要大,但比一样平常集成电路要小,可以替FFT的基本功能。
虽然由于元件的小型化有先天不敷,做出来的装备比较看起来比较“傻大粗”,但从核心效果指标上来说,基本可以达到与爱国者同等水平。

美国一批雷达专家,专门喜好研究俄罗斯雷达的上风和软肋,并积累了大量资料和数据。
他们对俄罗斯S-300雷达系统设计的评价,是“高性能,低本钱,低功耗”。

个中有大量让美国专家们夸奖的自主创新之举,比如S-300采取了X波段(爱国者和常规雷达大部分为C波段),还利用了低损耗波导进行微波传输,加上独特的收发隔离技能,将S-300的天馈系统的总微波损耗降到了5dB旁边。
但爱国者雷达天馈系统的损耗可高达7-12dB。
理论打算表明,微波损耗每降落1dB,,就可使雷达浸染间隔增加6%。

美国人的设计原则,常日是利用最前辈的技能,采取最前辈的元器件,达到最前辈的水平。
而俄罗斯人的设计原则,是只要能够达到最前辈的水平就行——元器件可以不用最前辈的,技能可以不要最高精尖的,我只要效果能达到最好的就行。

这便是所谓的系统工程能力。
不追求利用最前辈的元器件和最前辈的技能,但整体系统水平和可靠性、稳定性必须一流。

用某同事的话说,俄罗斯人实在善于把一堆褴褛组合在一起,变成一个能够横扫千军的人间大杀器。

根本研究是统统工程能力的基石

俄罗斯这些曲线救国,出奇制胜的招数,大大降落了没有高端芯片给其国防军工力量带来的影响。
虽然形状看上去不那么精细,却并不妨碍俄罗斯的S-300以及后来的S-400、S-500等成为天下一流的防空导弹系统。

但话说回来,这种解题思路,还是被逼出来的。
而且在军事、航天上可以替代高端芯片的解题思路,也完备不适用于家当化。

要用极高的系统工程能力办理一个特定的问题是可行的。
但它只适用于对单一技能问题的科研攻关,在不考虑本钱和良率的军工家当可行,但在须要考量本钱、良率、投资回报率、工业化生产效率等综合办理方案的家当化领域,则完备行不通。

中国也经历过这种运动式攻关半导体家当技能问题的阶段,我们在1960年景立过以中科院半导体所为代表的大批研究机构,同期还在全国培植了数十个电子厂。
这些电子厂虽然初步搭建起了中国半导体工业的“研发+生产”体系,担保了“两弹一星”等一批重大军事变目的电子和打算配套,但在家当化方面的造诣寥寥可数。

改革开放之后,我国的国家部委组织了三大“战役”,1986年的“531计策”,1990年的“908工程”,1995年的“909工程”,由于并不持续的投入办法,和这种专注于单一技能问题的科研攻关,末了都未能显著缩个人们和外洋半导体家当的差距,反而陷入了“引进-建厂-投产-掉队-再引进”的恶性循环。

很多事情,终极还是要交给市场来做。

俄罗斯军事工业对高端芯片功能的替代办法,真正值得我们借鉴的,是系统办理问题的思路,以及背后支撑了这种解题思路的,强大的根本理论研究水平。

知乎有个答主自述,其打仗到的任何一个工科学科,找一篇有一定程度数学根本的论文,然后找到它的参考文献里,理论性最主要的一篇,然后再找这篇的参考文献,一次迭代,五步以内,必是俄文。

一个学科的根本理论,是一通百通的,这才是统统系统工程能力的根源,也是统统人间大杀器无法跳脱的出发点。

参考资料:

环球网《从武器装备的不雅观点看当前芯片问题》

环球网《俄罗斯的"他激晶体振荡器"是如何替代芯片功能的?》

Ангстрем公司公告,俄罗斯电视台宣布等

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