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轉(zhuǎn)自微信公眾號(hào)“科工力量”（ID：guanchacaijing） 據(jù)觀察者網(wǎng)15日?qǐng)?bào)道，中電集團(tuán)五十五所開(kāi)發(fā)三維氮化鎵組件受到外媒關(guān)注，中國(guó)人又點(diǎn)出一項(xiàng)雷達(dá)組件黑科技，這充分體現(xiàn)了中國(guó)軍用半導(dǎo)體技術(shù)的實(shí)力。 此前，科工力量發(fā)表了《“戰(zhàn)斗民族”電子元件99%靠進(jìn)口 給中國(guó)什么啟示》一文，引起讀者熱議。文中提到，俄羅斯聯(lián)合造船公司進(jìn)口產(chǎn)品替代部主管Alexander Navotolsky稱，“在電子元件和模塊方面俄羅斯船廠對(duì)外國(guó)元件的依存度大約為70%”。此外，俄羅斯航天政策研究所所長(zhǎng)莫伊謝耶夫表示：“我們的‘格洛納斯-M’衛(wèi)星75%-80%使用的是西方國(guó)家的電子元件。其他航天器中所占的比例也基本類似”。 在中國(guó)近年來(lái)每年進(jìn)口芯片2000多億美元的情況下，中國(guó)武器裝備電子元件的國(guó)產(chǎn)化率究竟怎么樣？哪些電子元件還需要從國(guó)外進(jìn)口呢？ 民用芯片大量進(jìn)口與核心層級(jí)軍品芯片自給不矛盾 雖然中國(guó)民用芯片大量進(jìn)口，近年來(lái)每年的芯片進(jìn)口額已經(jīng)超過(guò)石油進(jìn)口總額，高達(dá)2000多億美元，但核心層級(jí)軍工芯片基本上能夠?qū)崿F(xiàn)自給自足。這其中的主要原因就在于軍用芯片和民用芯片有著不同的需求和針對(duì)性。 首先要說(shuō)明的是，雖然中國(guó)每年進(jìn)口2000多億美元的芯片，但由于中國(guó)制造了全球50%以上的彩電，70%以上的智能手機(jī)、平板電腦，以及90%左右的PC，而且這些整機(jī)產(chǎn)品大量銷往全球，在2000多億進(jìn)口芯片中，大部分都是作為電子元件加工成整機(jī)產(chǎn)品后出口的，中國(guó)需要的芯片大約在600億美元—700億美元之間。 言歸正傳，由于商業(yè)級(jí)、工業(yè)級(jí)、軍品級(jí)、宇航級(jí)芯片各針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，因而各類芯片會(huì)有很大的不同，比如就工作溫度而言，商業(yè)級(jí)CPU的工作溫度為0℃～70℃。而軍品級(jí)CPU的工作溫度為-55℃～125℃。 再比如在制造工藝上，現(xiàn)在最先進(jìn)的手機(jī)芯片已經(jīng)開(kāi)始采用10nm制造工藝，但是即便半導(dǎo)體技術(shù)全球執(zhí)牛耳的美國(guó)，很多軍用芯片依舊采用在很多電子發(fā)燒友看起來(lái)非常老舊的65nm制造工藝，原因之一就在于相對(duì)先進(jìn)的制造工藝會(huì)導(dǎo)致芯片的電磁干擾耐受度變差。 此外，軍工芯片對(duì)性能的要求其實(shí)并不高，但對(duì)穩(wěn)定性、可靠性，以及各種復(fù)雜地磁環(huán)境下的抗干擾能力有著非常高的要求。比如不少美軍戰(zhàn)機(jī)上依舊在使用比不少網(wǎng)友年齡都大的486或者奔騰芯片。 因此，中國(guó)在民用芯片方面大量進(jìn)口，并不意味著核心層級(jí)軍用芯片無(wú)法自給自足。而且恰恰是軍用芯片有對(duì)性能要求不高的特點(diǎn)，使得國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)的CPU、GPU等芯片雖然在民用市場(chǎng)缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，但經(jīng)過(guò)改造后，在軍品市場(chǎng)不僅可以推進(jìn)武器裝備信息化，還能保障芯片安全可控。 核心層級(jí)軍工芯片有哪些 大系統(tǒng)中零器件按照重要性可劃分為：一般、重要、關(guān)鍵、核心四個(gè)層級(jí)。就目前的消息來(lái)看，核心層級(jí)的軍用芯片或器件基本能夠?qū)崿F(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代。比如CPU、GPU、DSP、FGPA、T/R組件等。 
（頭盔瞄準(zhǔn)系統(tǒng)） CPU和GPU想必大家都不陌生，一個(gè)是中央處理器，一個(gè)是圖形處理器，已經(jīng)深入了千家萬(wàn)戶，從手機(jī)到PC都有這兩種芯片。很多軍用裝備都要用到CPU和GPU，比如飛行員的頭盔瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，就要用到CPU和GPU，再比如預(yù)警機(jī)里也少不了CPU，當(dāng)然還有其他電子元件。
（央視采訪龍芯胡偉武辦公室，注意背景） DSP是數(shù)字信號(hào)處理器，通信基站里就有DSP芯片。另外，國(guó)防科大還將DSP作為天河2A超級(jí)計(jì)算機(jī)的加速器，用于替換被美國(guó)禁售的至強(qiáng)PHI計(jì)算卡，而且這款DSP的雙精浮點(diǎn)性能非常強(qiáng)悍。DSP可以用于雷達(dá)，以及通信系統(tǒng)，像預(yù)警機(jī)里也有DSP。
（某型搭載國(guó)產(chǎn)DSP預(yù)警機(jī)） FGPA是可編程門陣列，一般來(lái)說(shuō)，FPGA主要大規(guī)模應(yīng)用于處理器芯片研發(fā)過(guò)程中的驗(yàn)證階段，用于在流片前檢驗(yàn)處理器設(shè)計(jì)的正確性，以規(guī)避流片的風(fēng)險(xiǎn)。像很多CPU廠商公布的芯片模擬器測(cè)試成績(jī)其實(shí)都是用FPGA做出來(lái)的。由于FPGA在寫入軟件前它有非常好的通用性，因而在很多新興領(lǐng)域也得到一定應(yīng)用，比如美國(guó)FPGA巨頭就推出可以用于深度學(xué)習(xí)和科學(xué)計(jì)算的FPGA，性能功耗比達(dá)到Intel至強(qiáng)PHI計(jì)算卡的四倍。FPGA可以在雷達(dá)相控陣的子陣中做數(shù)據(jù)初步處理。
（中電集團(tuán)下屬14所生產(chǎn)的KLJ-7A相控陣?yán)走_(dá)，安裝有多達(dá)1000多個(gè)T/R組件） T/R組件是有源相控陣?yán)走_(dá)的重要組成部分，T是發(fā)射，R是接受，換言之就是發(fā)射/接受組件，有源相控陣?yán)走_(dá)的后端沒(méi)有發(fā)射機(jī)，全靠無(wú)數(shù)的T/R單元發(fā)射和接收雷達(dá)波，T/R組件是非常重要的電子元件。 當(dāng)然，核心層級(jí)芯片不局限于上述幾種，只是在此例舉部分比較關(guān)鍵的元件。 提綱挈領(lǐng)，不必面面俱到 目前，國(guó)內(nèi)軍工電子元器件核心的基本能自給，但一般、重要、關(guān)鍵層級(jí)的芯片一定程度上需要進(jìn)口。比如一般層級(jí)的電阻電容器——其實(shí)國(guó)內(nèi)不僅能生產(chǎn)普通電阻電容器，航天級(jí)的鉭電容國(guó)內(nèi)也能生產(chǎn)，只不過(guò)采購(gòu)?fù)馄蟠笈可a(chǎn)的成熟產(chǎn)品更加廉價(jià)，例如不少電容就采用了日本黑金剛等品牌的產(chǎn)品。不過(guò)電阻電容器不存在CPU后門的那種情況，加上出貨量巨大，國(guó)外供貨方也不可能知道中國(guó)采購(gòu)的電阻電容器會(huì)被用在什么地方，因而這種采購(gòu)不存在信息安全風(fēng)險(xiǎn)。 一些重要和關(guān)鍵層級(jí)的電子元件，比如高端的配電箱和運(yùn)算放大器等，雖然國(guó)內(nèi)都能生產(chǎn)，但因?yàn)閲?guó)產(chǎn)的高端產(chǎn)品批量較小，成本較高，因此一定程度上也需要進(jìn)口，比如從德國(guó)西門子、施耐德進(jìn)口配電箱。重要層級(jí)部分需要進(jìn)口的原因和一般層級(jí)的電子元件一樣，同理也不會(huì)對(duì)信息安全造成影響。 國(guó)內(nèi)真正的薄弱環(huán)節(jié)是各種高端儀器儀表，而這些儀器儀表（比如高精度、高可靠性的溫度、濕度、壓強(qiáng)等傳感器）既有重要層級(jí)的，也有關(guān)鍵層級(jí)的。由于上世紀(jì)90年代的各種改革，儀器儀表工業(yè)部被連根拔起，國(guó)內(nèi)的研發(fā)體系完全被破壞，精華人員大多進(jìn)入外企，這導(dǎo)致國(guó)內(nèi)在這方面實(shí)力非常薄弱。雖然近年來(lái)得益于各種工程項(xiàng)目的牽引，軍工儀器儀表進(jìn)步很大，現(xiàn)在已經(jīng)能生產(chǎn)相當(dāng)一部分產(chǎn)品，進(jìn)口清單每年都在以可觀的速度縮短，但尚未完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。 對(duì)于龐大而復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造，美國(guó)的思路是只要掌握了核心和大部分關(guān)鍵層級(jí)的零器件的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)和整合的能力，就掌握了這一產(chǎn)品的命脈，沒(méi)有必要也不可能100%國(guó)產(chǎn)化。像美國(guó)的武器裝備里大量采用日本和歐洲的電子元件，甚至還有采購(gòu)中國(guó)的元器件。 作為最大的“美粉”，中國(guó)的思路也是如此——掌握核心、部分關(guān)鍵層級(jí)的零件的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和系統(tǒng)設(shè)計(jì)和整合的能力。誠(chéng)然，我們也希望未來(lái)中國(guó)軍工能夠有一般、重要、關(guān)鍵、核心層級(jí)全部國(guó)產(chǎn)化的時(shí)候。 |
