天天看点

知道不知道?中国军用芯片从来未被“卡脖子”

作者:心若沉浮安之若素

中国军用芯片从来未被“卡脖子”

知道不知道?中国军用芯片从来未被“卡脖子”

一提起美国及西方各国对中国的“禁运”或“制裁”,人们或许首先想到的就是那个“芯片”了,尤其是美国“封杀”华为的那段“黑云压城城欲摧”的艰难时刻,至今令国人记忆犹新。对中国芯片的“禁运”不光是不卖高端芯片了,而且是包括了所有与芯片制造上下游产业链有关的成品、原材料及生产设备,其中荷兰阿斯麦公司(ASML)生产的光刻机更是闹得沸沸扬扬......

知道不知道?中国军用芯片从来未被“卡脖子”

芯片乃信息化时代的核心技术,当然也是国防军工的重要基础。芯片的性能、质量和安全性直接影响着军事装备生产及其战斗力和可靠性。鉴于长期以来中国的芯片产业一直处于国外的技术封锁和市场垄断之下,尤其是高端芯片严重依赖进口,如同高悬头顶的“达摩克利斯剑”,“卡脖子”的制裁随时将至。那么,

中国军用芯片的现状和命运如何?

中国军用芯片也被“卡脖子”了吗?

或许以下答案令许多人意想不到或倍感惊愕:

中国军用芯片从未被卡过脖子!

中国芯片早就百分之百国产化了!

一、什么是军用芯片?

所谓军用芯片,系指专门为军事目的而设计、生产和使用的芯片。根据功能不同,芯片可具体分为传感芯片、通信芯片、控制芯片、存储芯片、功率芯片及其他芯片。

知道不知道?中国军用芯片从来未被“卡脖子”

军用芯片是信息化武器装备整机零部件的核心元器件,从根本上而言,军用芯片是整个军工电子产业的基石。先进军用芯片决定了未来信息化战争中装备的作战效能。

与民用芯片相较,军用芯片强调在满足所赋予功能及运算性能的前提下,芯片工作可靠、稳定,抗干扰能力强。

与民用芯片相较,军用芯片在符合军用需求的前提下,芯片制程越先进,性能反而越不稳定。如3或5纳米芯片,因芯片内晶体管之间距离太短,在太空或高温等恶劣环境下,抗辐射、抗干扰能力将变差。

与民用芯片相较,军用芯片对尺寸和功耗的要求不高。而不是像消费电子类产品(如手机)要求其体积越小,功耗越低越好。

二、中国军用芯片为何没有被“卡脖子”?

出于国家安全和军事保密的考量,中国从来不会使用外国生产的军用芯片,也不会将外国生产的民用或通用芯片应用在关键的军事装备上。因此,中国所有军用芯片都是由国内企业自主研发、自主生产、自主供应、自主使用的,致使中国军用芯片与外国芯片无缘。这就是为何中国军用芯片从未被卡过脖子的原因。

知道不知道?中国军用芯片从来未被“卡脖子”

第1424研究所-中国军用芯片的的发源地

注:1968年国防科委以河北半导体研究所第五研究室为主体组建成立固体电路研究所,并命名“中国人民解放军第1424研究所”(后“四川固体电路研究所”,今声光电子集团24所)。所址四川永川箕山,领衔者为后来成为中国工程院院士许居衍。

在过去几十年里,中国始终把发展军工芯片作为国家战略和优先任务,投入了大量的人力、物力和财力,建立了完整的军工芯片产业体系和创新体系,培育了一批具有国际竞争力的军工芯片企业和品牌。

中国军用芯片产业链上游为原材料供应商、设备供应商为主。中游为芯片产品制造商,具体包括芯片设计、芯片制造及芯片封装与测试。下游为需求端,主要包含卫星、军机、舰船、军用计算机、导弹、雷达、运载火箭等。

目前,中国已经掌握了从设计、制造、封装、测试到应用等全流程的核心技术和关键设备,能够生产各种类型、各种规格、各种性能的军用芯片,满足不同领域、不同层次、不同环境的军事需求。无论是微处理器、存储器、逻辑器件、模拟器件、传感器、光电器件还是射频器件等等,中国都有自己的产品和方案,并且在某些领域已经达到或接近世界先进水平。

知道不知道?中国军用芯片从来未被“卡脖子”

魂芯2号A型芯片

2018年,中国电子科技集团公司第38研究所发布了魂芯2号A型芯片,可在1秒钟完成1000亿次操作,且被誉为世界最强军用芯片。其前一代魂芯1号已装备在大陆空警500型预警机上,这款魂芯2号的性能又比第一代提高了600%,为大陆现在最先进的高端数字信号处理器。若空警500和歼20战机安装这种芯片,那么在雷达探测能力,分析能力等方面都会得到数倍的增长。

中国军用芯片的生产,已形成了“国家队”与民参军企业构建芯片全产业链布局。因军用芯片价格较民品高很多,更高的利润空间给予了军用芯片更加宽裕的研制空间。

国内多数军用芯片以垂直产业链为主,即设计、制造及封测阶段在不同企业进行。部分军工集团根据自身技术、经济实力等为追求规模效益独自包揽产业链中游的所有或绝大多数环节,即集芯片设计、芯片制造、芯片封装各环节为一体,也称为IDM模式。

综上所述,中国的军工芯片早就是百分之百的国产化了,美国及西方各国根本卡不了脖子。换言之,被“卡脖子”的都是用于国内民用领域的芯片。

三、世界军用芯片的现状如何?

纵览世界军事强国的军用芯片,所看到的情形或许使人们有“大跌眼镜”之感。在人们的印象中,似乎军用芯片的性能肯定要远超民用芯片。在上世纪80~90年代之前的确如此,如20世纪70年代民用英特尔4004处理器运算速度才达每秒7000次时,当时美国F-15战机配备的CP1075的小型计算机,即便是60年代的产物,其运算能力也已高达每秒32万次。

知道不知道?中国军用芯片从来未被“卡脖子”

F-15战斗机

然,当进入20世纪90年代以后,民用芯片的运算能力突飞猛进,高达每秒数百万甚至破亿的程度,而美军采用的仍然是老式处理器,例如2003年服役的F-22猛禽战斗机,它的CPU是1995年产的Power PC603,当下美军最强的舰载第五代战斗机F-35,其采用的CPU也仍是老版本。不仅战机芯片如此,各国卫星、航天飞机、空间站等,采用的芯片往往也是以前的老款。在中国战机的芯片开始踏入14纳米门槛时,在美国先进战机上130纳米的芯片仍“比比皆是”......

知道不知道?中国军用芯片从来未被“卡脖子”

F-22猛禽战斗机

为何出现“军用芯片落后民用芯片”的诡异现象呢?

首先,这还得归结于“军用芯片视稳定性为第一”这一情结。民用级芯片正常工作范围为0℃~70℃,工业级芯片为-40℃~85℃,军用级芯片为-55℃~125℃,除了温度之外,军用芯片还要兼顾抗冲击性、气密性、抗干扰性,如果是宇航芯片,还得增加抗辐照性能。手机在在低温、高温环境下不得不自动关机,但导弹却不允许在极恶劣环境下“罢工”。

其次,通常武器装备的内部空间远大于像电脑、手机之类的民用电子产品。在满足军用需求的前提下,安装3纳米或5纳米这样“小巧玲珑”的芯片与安装130纳米这样“傻大笨粗”的芯片相较,并无明显优势。相反,因前者出现工作不稳定,抗干扰差的概率远大于后者,决策者选择后者乃势在必行。

第三,“简单”是设计武器装备的重要原则之一,芯片也不例外。这一点在俄罗斯军用芯片体现的可谓淋漓尽致。说起俄罗斯的芯片产业的现状用“惨不忍睹”这个词儿形容丝毫不过分。目前俄罗斯生产芯片仅有的两家芯片代工企业,一台光刻机都没有。其中最大的微电子制造商米克朗公司(Mikron)生产制程最高的芯片不过65纳米,且良品率不足50%。因此,俄罗斯国内民用芯片九成靠进口,且进口芯片中的89%来自中国。

或许您有所不知,俄罗斯在芯片起步阶段走了“电子管小型化”和“三进制”的弯路,致使俄罗斯在芯片研发和生产方面“一步跟不上,步步跟不上”,远远落后于世界。尽管如此,俄罗斯也同中国一样,军用芯片从来不使用外国产品,即完全靠自己设计和生产。众所周知,在世界军火市场上,美国的爱国者和俄罗斯的S-300防空导弹系统都是卖的不错的武器系统。爱国者配属的相控雷达使用的均为先进的数字芯片。然,在S-300的相控雷达中竟采用老掉牙的模拟电路来替代芯片。

知道不知道?中国军用芯片从来未被“卡脖子”

S-300防空导弹系统相控雷达

在老毛子眼里,能用就行,可靠就行。别看其设计水平落后,产品粗糙笨拙,但装有自产芯片的宇宙飞船照样上天,国际空间站照样运转,超高音速导弹照样在俄乌战场上大显神威.......

*图片来自网络,若有侵权争议将删除之

继续阅读