俄没有高端芯片仍能造一流武器 对中国很有启示

（原标题：俄没有高端芯片仍能造一流兵器 对中国很有ar开导）

从兵器设备的概念看当前芯片问题

航天科工二院 郭衍莹

　　现代先进兵器设备为何越来越依靠高端芯片

什么是高端芯片？这在国际上并无严格界说和统一说法。此刻人们平凡所说芯片是指在硅块上集成的电路。那么高端芯片就是泛指在一般芯片基本上又有质的奔腾，就是集成度更高，速度更快，成果更强，甚至可以现场编程的数字逻辑电路或专用电路。现代兵器设备早在上世纪90年月就普及采用各类芯片。但新世纪以来进入信息化战争和网络化战争时代，兵器系统中电子装备的比重迅速增加，对高端芯片的需求也迅速增加。以美国第五代战机F-35为例，它被称为世界上第一款完全凭证信息化作章淠要求计划的战斗机，因为它可以与今朝美军的作战体系实现“无缝兼容”。作战时F-35是作为一个信息作章淠一个节点而存在。机上设备的综合电子战系统计划目标就是最大限度地加强翱翔员对整个沙场态势的感知本领；其单机的电子战本领甚至能到达专业电子战机的机能。一旦产生战争，F-35在美军的作战体系中，可以或许与空中、海上所有美国兵器设备共享信息。它怎样做到这些呢？海外权势巨子的《简氏防务年鉴》上说它“浑身上下都装了芯片”!

在导弹、雷达和空天谨防兵器规模，用得最多的高端芯片，除了常用的高速高精度ADC/DAC芯片外，大抵尚有三方面，一是兵器计较机自己芯片。尤其是弹上、机上计较机，对芯片的要求极其严苛。二是通讯芯片；是无数兵器通信哄骗中心的支柱。如美国萨德中的C2BMC，靠它实现环球联网。第三要算美国雷达中大量采用的,美商务部屡屡点名的DSP(数字信号处理赏罚)和FPGA(现场可编程门阵列)芯片了。

现代兵器系统中的电子装备，其主要使命简言之就是接管信息，经处理赏罚和快速运算后输出指令，去哄骗执行部件。以现代雷达为例,其数据率高达每秒数十次,也就是零点几秒就要运算完一次。因此要求信息处理赏罚芯片具有及时，舆情网，快速，大容量计较成果。今朝最常用的算法是卷积运算和富利哀调动。这二种运算都是大量的相乘和累加的迭代进程，用现代信号处理赏罚芯片最轻盈。现代信号处理赏罚芯片自1982年推出至今，已经验五代产物，它与已往高速微处理赏罚器有很大的差异：一是它能在一个指令周期内完成32位乘法和累加运算，年华只需1-2纳秒；二是多成果；且可并行处理赏罚；三是采用所谓“哈佛布局”。它是一种将措施指令存储和数据存储分隔的存储器布局。具有一条独立的地址总线和一条独立的数据总线， 两条总线由措施存储器和数据存储器分时共用。这样也就降服了数据传播输的瓶颈，极大地提高了运算速度。

至于FPGA,它包括大量门电路,使芯片更集成化,速度更快,靠得住性更高.尤其是具有系统内可再编程(可再设置)的本领,包罗可编程逻辑块,可编程I/O和可编程内部连线。作为信息处理赏罚，FPGA大有代替DSP的趋势。

宽敞的计划职员是芯片的用户，当然是“拿来主义”。譬如FPGA或DSP，美国闻名的FPGA厂商,如Xilinx（中文名赛灵思公司）、Altera公司等都在中国设立销售机构，供货充脚，处事周全，连开辟器材都已为你预备好。每推出一个新型号就免费为你培训，大慷慨便你的计划事情，甚至可以做出无数“创新”。当然这些公司赚得盆满钵满，这约莫就是一些人所说的“双赢”。一位资深院士说得好:此刻不少功效都是成立在利用海外芯片基本上得德淠；并且动辄宣称世界第一，这不就是“拿别人昨天的对象来装扮自已的来日诰日”！

我们从S-300已果真的资料图片中看到（如俄罗斯售给希腊的S-300-2系统），它的火控雷达信号处理赏罚也采用FFT技能。雷达每一间隔通道也是通过FFT运算实现多普勒速度支路。但俄是用小局限集成电路（IC）来构成。一个间隔通道就得做成一个机柜，而美国只需用一片FPGA或DSP芯片(以及高速高精度ADC/DAC芯片)和一块印制电路板。所以俄罗斯的电子装备常给人以傻、大、粗的感受，常被海内一些学者瞧不起。但俄有他的要领，并不阻碍他的S-300和S-400成为世界一流的防空导弹系统。

为什么我们造不出美国人那样的芯片？

我从没有从事过半导体和芯片的专业。没有资格对当前芯片问题说三道四。但能从用户角度反应一些利用环境和意见。2018年4月18日，即美国公布“禁售”令的第二天，中科院计较所召开一场在京专家圆桌集会会议，集会会议的名称就是“为什么我们造不出美国人那样的芯片？”。但据到会《经济寓目报》记者的报道，会上专家们接头了一成天，众说纷纭，照旧没能得出一个正面答复。不外集会会议照旧反应了一些重要信息。譬喻有专家举中国的超等计较机为例，它以运算速度最快在国际比赛中多次拿德溱一。但据该专家透露，前面六次用的都是美国的芯片(作者注:应指“天河二号”超等计较机的六连冠，利用了80000块英特尔公司的Xeon)。2015年4月美国商务部抉择向中国有关四个单元禁售有关芯片后，2016年研发的“神威·太湖之光”超等计较机才 “搭载了天下产的芯片”（作者注：应为国产CPU“申威26010”。所谓“搭载”是否指用了一部门？）。最后在国际比赛中以每秒9.3亿亿次的浮点运算速度再次夺冠。因此该专家说“禁售”也是一剂催化剂，使科研职员有了危机感，在某种水平上就加快了中国自主芯片的希望。

各人知道，芯片财富是个需要前期大量资金和人才投入的行业，是个投资回报周期较量长的行业；更是需要薪火相传，几代人僵持不懈，辛勤恳动，迭代创新的积贮，伎俩希望到本日的顶峰。会上就有专家指出，今朝国际上的半导体行业巨头险些都在上个世纪七八十年月起步，用漫长的年华和巨量的人才投入，换来了本日的技能积贮。中国的半导体财富遗憾地错过了一个黄金的年月，改造开放后，固然我们也没少花气力，而且在中低档芯片规模也取得令世人瞩目标成绩。但对高端芯片的开辟，要靠市场竞争机制，就很难遇上美国的程度了。

到了上世纪90年月，也曾有一些有远见的科学家如倪光南等人主张自主焦点技能，提出要对准美国的主要焦点芯片（如英特尔的Xeon），攻陷高端芯片技能难关；并提出不怕多次失败，最终定能取胜。但也有一些专家和经济学家以为做芯片不如买芯片，也就是所谓“用市场换技能”论；并说不消担忧美国会等闲放弃中国这样庞大市场和巨额利润。一些主张市场导向的带领也忌惮投入大，风险大。这就使中国的芯片财富再次遗憾地错过了一个机会。

最近台湾一家媒体（中时电子报）颁发了题为“两岸半导体ar开导录”一文，对这个问题颁发直截了当的观点。文章大意是：两岸都很重视半导体财富，起步也差不多（同时别离从日本的NEC和美国RCA引进生产线）。大陆当局对半导体的支持还远远高出台湾。半导体技能是门需要吃苦和恒久聚焦钻研的学问。尖端技能攻关需要科技职员有高度敬业精力。但此刻，在制程和高等集成电路方面，大侣淠确还比不上台湾（？）。原因之一是大陆年青科技职员都在国有企业，没有危机感。自然也没有紧要感，又怕坚苦，不去也不需要去深入钻研个中的深奥道理和要害技能。一部门年青人敬业精力太差，热衷于尽快蓬勃。一些媒体有自吹自擂的习惯，中国舆情网，自以为早已是世界第一。文章最后提出“谦善地学与问并恒久聚焦专注，是乐成的不二窍门”。这篇文章提出的论点照旧客观的,值得我们考虑。