芯片战:未来科技与国家安全之争

《芯片战:未来科技与国家安全之争》
从当前的国际格局来看,美国在芯片领域拥有苹果、英特尔、英伟达、IBM、高通、德州仪器、博通等七家行业龙头企业;欧洲的ASML则占据了80%的光刻机市?。蝗毡镜募涯堋⒍┑缱印⑿旁交Вü杈г膊牧希SR(光刻胶)、JX(靶材)、日立化成、旭化成、住友化学等数十家公司,占据了全球50%的半导体材料市?。缓蛴腥恰K海力士两大存储芯片巨头,占据了80%的存储芯片市场 。
前三次工业革命在短时间内极大地推动了人类文明的发展,而越来越多的专家认为,第四次工业革命的关键在于“数字世界” 。如今,现实世界与数字世界紧密相连 , 即使你不使用手机或电视,只要你走在街上,就会被监控捕捉 。有网络覆盖的地方就是“现实”与“数字”的交汇点 。以交通为例,导航如何知道前方拥堵情况以及预计通行时间?这一切都离不开芯片 。通俗地说,芯片就是现实世界与数字世界的接口 。随着社会的发展,人类对芯片的要求必然越来越高 。然而,一旦芯片技术被封锁,国家的发展速度必然会受到影响 。因此,芯片对于国家的未来发展至关重要 。
2023年,美国联合日本、荷兰对我国展开“芯片封锁” 。美国政府为留在美国的芯片企业提供补贴,并要求这些企业限制在中国的投资,例如在中国的扩产不能超过5%的规模,这一政策将在10年内有效 。美国鼓励芯片企业留在美国 , 试图吸引更多的高端芯片制造企业 。日本在3月31日公开宣布,从7月1日起,将对23款芯片设备实施出口管制 。随后,荷兰也表示将限制先进芯片制造技术的出口 。这意味着,美日荷不仅要封锁向中国出口高端芯片用的光刻机,还要封锁关于芯片的重要设备和技术,他们试图堵死中国高科技的发展之路 。
【芯片战:未来科技与国家安全之争】然而 , 最近网上有一个让网友们感到不安的话题:现在中国的芯片接连遭到严密封锁,如果发生战争,我国的军备可能只能使用14nm芯片 , 而美国的军备却可以使用5nm芯片 。这可能会带来什么样的可怕后果?事实上,被封锁芯片技术的不只是我国,俄罗斯也是如此 。俄罗斯90%的芯片都依赖进口,而且他们的芯片制造技术也远低于我国 。但在军事上,我们从未见过俄罗斯表现出恐慌 。实际上,俄罗斯在军事芯片方面确实有一套自己的方法 。尽管俄罗斯芯片在被封锁的情况下 , 国内的两家公司Микрон和Ангстрем分别只有65-250纳米和90-250纳米制程工艺能力,但俄罗斯制造的S-300、S-400雷达的总微波损耗只有5db左右,比美国爱国者雷达还要低2db 。这表明俄罗斯确实找到了另一条发展道路 。那么,我国能否效仿呢?
回顾20世纪80年代的美苏冷战时期,双方在电子技术研发的道路上分道扬镳 。美国开始研究集成电路,而俄罗斯则坚持老式的电子管技术 。作为苏联的主要继承国,俄罗斯在发展方向上做出了错误的选择,这也导致其芯片技术远远落后于美国 。然而,俄罗斯的武器依然强大 。这是因为俄罗斯在武器军备中加入了电子管,这种元件具有超强的稳定性 。即使在核爆炸的冲击下,电子管也能保持正常工作 。因此,俄罗斯的武器军备采用了“电子管+普通芯片”的模式,使其性能相当出色 。显然,俄罗斯是在继承了苏联研究电子管的成果后 , 才找到了这样一条独特的发展道路 。由于我国在电子管方面的研究并不深入,盲目效仿可能会导致两方面的不足 。但如果在战争中,我军的装备只能使用14nm芯片,我们将面临什么样的局面?
在我们的印象中,军用芯片的性能应该远超民用芯片 。在20世纪80~90年代之前确实如此 。例如,20世纪70年代的民用的英特尔4004处理器运算速度只有每秒7000次,而当时美国F15配备的CP1075小型计算机的运算能力高达每秒32万次 。然而进入20世纪90年代以后 , 民用芯片的运算能力突飞猛进,达到了每秒数百万甚至破亿的水平 。相比之下,美军采用的仍然是老式处理器 , 例如2003年服役的F22使用的CPU是1995年产的PowerPC603,或者目前美军最强的舰载第五代战斗机F35使用的CPU性能仅相当于老版本的酷睿I7芯片 。不仅是战机芯片如此 , 各国的卫星、航天飞机、空间站等采用的芯片也往往是以前的老款 。
为什么军用芯片会落后于民用芯片这么多?原因在于民用芯片可以不计成本地进行研发以追求更高的处理性能,其背后的目的是为了盈利 。以手机为例 , 由于手机内部空间有限,芯片必须追求更小的尺寸 。同时随着需要处理的信息量不断增加,芯片还需要兼顾性能的提升 。然而对于军用芯片来说情况则有所不同 。坦克、飞机、导弹等武器军备内部空间较大 , 无论搭载14nm还是130nm的芯片都不会产生太大影响 。因此军用芯片更注重稳定性和可靠性而非极致的性能表现 。

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