為什么俄羅斯不擔心芯片禁運?

    近日俄羅斯正式對烏克蘭動手,俄羅斯1小時打趴烏克蘭,作為電子工業弱國,俄羅斯為什么能秒殺烏克蘭?

    美國壟斷芯片等高科技市場,虎視眈眈對別的國家進行經濟控制,我國華為公司在參與國際市場競爭時也遇到阻力,那么作為并沒有光刻機的俄羅斯,芯片需要超過90%依賴進口,為什么卻不怕美國卡脖子呢?

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芯片作為高度集成電路,是很多智能產品的心臟般重要的核心部件,是目前代表先進科技水平的產品之一,我國在芯片領域一直在努力研發和進步,并且已經取得一定的成效。

而俄羅斯一直以來都進口芯片,而且還是從美國進口,難道不擔憂美國會卡脖子作為世界上的另一個大國,俄羅斯卻大大咧咧地進口芯片,而它進口最多的,就是美國的芯片,我們都知道美俄之間的愛恨情仇,俄羅斯這樣依賴進口,不怕哪天美國變臉卡它的脖子嗎?

俄羅斯進口芯片的百分之九十應用領域主要用在民用科技等產品,只有百分之十左右是用在軍事領域,于是這塊涉及到保密和國家安全的芯片領域,就由俄羅斯自己在研發。

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俄羅斯怎么可能不提防美國的變臉卡脖子,一旦使用美國的芯片用于國防科技,那不是等于送上門去了,所以俄羅斯把進口芯片只用來生產民生產品,另外百分之十的芯片,屬于芯片總量的一小部分,都是由俄羅斯本土自己研發和生產,也非常機密,并且控制著核心的技術情況,而且俄羅斯使用前蘇聯時期遺留的三進制計算機技術,對于自主研發芯片等技術也有著獨到的方式。

對于美國方面的提防也無需多慮,早早就做好了規劃,并不怕美國突然斷貨卡脖子,因為對于俄羅斯來說,關鍵的命脈還是在自己國家手里!

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這里就需要區分一下,目前的芯片制裁只會對經濟領域造成打擊,并不會對軍事領域造成多大的威脅。

如今用戶所追求的高制程芯片,是為了將晶體管做的更小,這樣就能在一個芯片上集成更多的晶體管,讓芯片發揮更強的效能。比如手機芯片,平板電腦的芯片,都是力求越小越好,因為這些設備本身的內部空間就很小,大尺寸的芯片根本放不下,因此才需要提升制程。
這就是為什么會發現,許多臺式機的CPU芯片制程并不高,而平板電腦的芯片制程會高一些,到了智能手機后制程又會更高一些。
但對于許多軍用設備而言,對芯片尺寸的要求并不高。就好比如果一張A4紙寫不下內容的話,那么就換一張A2紙,不夠再換更大的。芯片也是如此,晶體管數量不夠,就用面積來湊。
并且晶體管做的太小,反而有一些弊端,比如抗干擾能力差,容易產生量子隧穿現象等,這對于穩定性要求極高的軍事產品都是不可容忍的缺陷。
而兩顆芯片,只要晶體管數量相當,就意味著算力也基本相當,采用低制程,在穩定性、可靠性、抗干擾性、壽命、品控、成本等方面都有優勢,而高制程芯片,或許在性能和尺寸上有一定優勢,但對于軍事產品而言,基本沒有什么用處。
并且在軍用設備上,內部空間充足,散熱條件也不錯,這種情況下,制程低反而是一個優點。

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而俄羅斯憑借著原有的電子管基礎,利用模擬電路技術用晶體震蕩器代替傳統意義上的芯片,在軍事應用領域已經達到了自主可控。

據公開資料顯示,目前俄羅斯可以制造180-90-65nm制程的微電路用于導航系統,銀行和社交卡,RFID標簽和文檔芯片。從技術角度來看,已經完全滿足軍事設備芯片的制造要求。

俄羅斯公司Baikal Electronics首次啟動了Baikal-S處理器,它有48個基于Arm指令集架構(ISA)的內核。

代號為BE-S1000的處理器可以以2.0GHz的基本頻率運行48個內核,最大提升到2.5GHz的時鐘速度。所有這些都是在120瓦的TDP下實現的,使這種設計非常高效。

為什么俄羅斯不擔心芯片禁運?的圖5

那么俄羅斯這個戰斗民族,在半導體、科技方面到底有哪些特色呢?

民用芯片靠進口,軍用級別的芯片卻能夠滿足需求

    軍用和民用對芯片的要求是完全不一樣的。

  • 民用芯片必須考慮面積積、功耗等因素。手機,智能手表等便攜式設備體積有限,手機中的空間寸土寸金,手機芯片體積的越小,越能夠給手機帶來更好的設計。所以想要在性能上提升,就必須從工藝制程,架構等方面提升。目前手機主流的處理器都是7nm和5nm的芯片。而性能越高的民用芯片在生產上越需要依賴光刻機,沒有光刻機的俄羅斯自然只能夠通過進口芯片來滿足需求了。

  • 但軍用芯片,基本上沒有這個方面的要求,軍用芯片更加看重的是穩定性跟屏蔽性能,軍用芯片就算像個iphone12那么大都沒問題。即使是美國,目前軍用的芯片制程大多都是65nm的。芯片制程越小反而越不穩定,如果芯片的制程越小,晶體管之間的距離越短,實際上抗干擾能力越差,因此,不需要光刻機的輔助俄羅斯也能夠生產做滿足需求的軍用芯片。

俄羅斯主攻的軍用芯片領域不需要很先進的芯片工藝和數據處理能力,此外,也沒有專利一說,思路是簡單、低價、好用、夠用。

在這個思路下,俄羅斯雖然如今在不少武器上已經大量使用晶體管芯片,60nm-90nm工藝的各類邏輯芯片是主力,但一部分武器仍沿用電子管。航天科工二院導彈專家郭衍瑩曾在接受采訪時表示,雖然芯片技術是俄羅斯的軟肋,但該國卻能夠巧妙地運用其擅長的模擬電路技術,并加上一些小規模集成電路來替代芯片技術的不足。

以雷達的信號處理為例,俄羅斯往往一個信號處理通道就得做成一個機柜,而美國只需用一片芯片和一塊印制電路板,所以其武器都比較“傻大粗”,但綜合性能不比美國武器差太多。

中國走的是晶體管道路,發展方向是業界主流的硅基集成電路,不可能像俄羅斯那樣用電子管代替,所以兩國在處理芯片技術禁運問題上會有不同的態度。俄羅斯雖然在民用消費電子產品上的工藝水平和產量不高,但在軍用技術領域與核心設備上具備自足供應的能力。另外俄羅斯微電子工業上也有如激晶體振蕩器、無掩膜電子束光刻機這樣的創新,這些技術可以在關鍵場合為俄羅斯提供其需要的芯片制造能力。

電子工業落后,雷達和防空系統卻全球領先

在軍工領域,俄羅斯系統整合能力獨步天下。蘇聯/俄羅斯電子工業水平與歐美差距明顯。但是他們有一批積累深厚得基礎科學研究和一批設計能力一流得工業設計師??梢詫⒙浜蟮秒娮釉撃荛_發到最大,而且擁有將單一性能并不先進得元器件整合成一個綜合能力拔尖得軍工產品。例如俄羅斯的蘇氏戰機,防空導彈遠銷海外。俄羅斯的核導彈、核潛艇、戰略轟炸機無不是用不先進得技術整合出得讓美國聞風喪膽得大殺器。

此外,在伊拉克和敘利亞戰場上,俄軍采用的電子戰系統也讓美軍吃盡了苦頭。

眾所周知,現代無線電理論的創始人波波夫是俄羅斯人,俄羅斯有很深的無線電基礎底蘊。而研究雷迖所需要的正是無線電基礎科學,而並非電子原器件,一個電路乃至一個系統能夠完成的任務不在于它使用了什么樣的原件,而在于它的設計理念和思路。

俄羅斯的電真空器件,水平是世界一流的,大功率的高頻和微波元器件的性能是前列的,所以俄羅斯的大中型雷達和通訊機、干擾機在功率放大器和強電磁波輸出方面具有最好的性能。在超高頻和微波領域有很高的水平和能力。

俄羅斯電子戰系統到底有多強?

美國和以色列情報機構披露的信息顯示,俄羅斯在敘利亞的重要地區和軍事基地部署了Krasukha-4電子戰系統、R-330M1P“Diabazol”自動干擾系統、“撒馬爾罕”和Rosevnik-AERO綜合電子戰系統,以及可干擾GPS信號,甚至接管機載計算機控制的反無人機系統。

1

干擾GPS信號:自2019年底開始,美軍飛機和戰車換裝抗干擾的GPS,這款裝備的最大特點是將慣性導航系統作為GPS失效的備份。究其原因,是俄軍新一代GPS干擾機投入使用后,美國和北約的GPS系統大規模失效。由于GPS信號被擾亂,致使美國為首的聯軍白白消耗了眾多的精確制導炸彈,空襲效果也大打折扣。此后,美國研發了抗干擾的GPS接收機,并使用新型定向天線過濾干擾雜波。然而,俄羅斯很快就有針對性地研發出功能更強的GPS干擾機,美軍的GPS系統還是屢被弄“癱”。

2

攔截無人攻擊機:俄軍Rosehip-AERO電子戰系統在反制無人機攻擊時,充分利用了大多數無人機在失去控制信號時自返發射點的編程特點,以動態坐標替換生成錯誤的導航字段,進而使其在錯誤坐標的引導下,降落到電子戰系統指定的地點。

3

發射虛假GPS信號:美國高級防御研究中心(C4ADS)于2019年發布的一個研究報告稱:俄軍發射的GPS欺騙信號比真正的GPS信號強數百倍,能夠成功地模仿真實的GPS衛星,但不提供導航信息。這樣,那些接收到虛假信號的GPS接收器“確認”正在與衛星通信,但無法定位其位置或計算時間,這實質上已使導航失去了作用。該研究報告的作者認為:“這不僅僅是干擾,而是信號替代!”

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識別利用“迷彩”偽裝的目標:2020年5月13日,美國期刊《驅動》“戰區”欄目刊發的文章指出,俄羅斯的電子戰系統不僅能夠干擾和攻擊敵方的電子裝備,還能夠識別任何利用“迷彩”偽裝的敵方目標,如配備主動保護系統的坦克和裝甲車等。

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遠程干擾和阻斷短波通信:2016年11月,俄羅斯軍事媒體《軍工信使報》發布的一則消息讓美國和西方國家倍感緊張——俄羅斯最強大的戰略電子戰系統“摩爾曼斯克-BN”成功通過國家測試。報道稱,該系統安裝在7輛卡馬茲汽車上,其天線升起可達32米高,能夠發現、測向和壓制5000公里至8000公里范圍內的短波通信信號。從該系統具備的一系列技術性能來看,世界上沒有類似的系統。值得關注的是,該系統最突出的特點就是能夠干擾、抑制甚至切斷美國國防部下屬的指揮機關、美國及北約的飛機和艦艇間的通信聯系,即由美國全球短波通信系統(HFGCS)發出的信號。

6

壓制敵方偵察和通訊衛星: 俄羅斯媒體《FreeNews》2022年2月報道稱,俄羅斯國防部于2021年12月在西部軍區組織聯合演習期間,歐盟的“哨兵-1B”(Sentinel-1B)衛星試圖對位于烏克蘭邊境附近的俄軍部隊和裝備集結地進行偵察。可就在此時,這枚從事間諜活動的衛星卻突然“失效”了。此后,歐洲航天局的專家表示在兩周內可以排除“故障”,使這枚衛星恢復正常。最初他們認為是軟件故障所致,后來發現傳輸設備出了問題……??墒?,一個半月過去了,這些專家始終未能解決問題——這枚衛星似乎已經不可用了。

所以說俄羅斯明確知道芯片的重要性,在不影響最重要的百分之十的芯片研發建造和應用的情況下,本著購買方便的考量,才會從美國進行大量的進口,而未來一旦美國變臉不出口給俄羅斯芯片,俄羅斯并非沒有芯片技術,所以也不存在被卡到脖子的嚴重情況。

這就是俄羅斯不怕美國限制的真正的原因,而且在那天到來之前,也許俄羅斯的芯片技術研發取得了進展也未可知,一切都因芯片技術而悄然改變,世界因為科技變得更加神秘和莫測。


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