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芯片|正确认识和借鉴“俄罗斯没有芯片危机”的经验教训

_原题为 正确认识和借鉴“俄罗斯没有芯片危机”的经验教训
正确认识和借鉴“俄罗斯没有芯片危机”的经验教训
—并揭发某些网文的抄袭行为—
航天科工二院 郭衍莹
一、美国利用“芯片制裁”对中国打压、遏制将成为新常态
特朗普上台后 ， 公开宣称中俄是美国的战略对手 。 并利用芯片制裁的手段对中国发动一系列打压和遏制措施 。 在这新形势下 ， 我于2018年8月9日在环球网发表了《从武器装备的观点看当前芯片问题》一文 ， 第一个在互联网上提出“俄尖端武器缘何没有芯片危机”问题 。 今年5月8日我又在环球网发表《“芯片危机”会卷土重来吗？—再论俄尖端武器缘何没有芯片危机？”》一文 。 作者在文中预测 ， 待新冠病毒疫情过后 ， 新一轮的经济摩擦和更严厉的芯片制裁必将再度上演 。 而且新的制裁必将涉及军用芯片 。 后来情况是 ， 特朗普不顾美国的疫情一波高一波地肆虐 ， 急不可待地对我国的民营企业华为及其5G产品进行制裁和打压 。 5月15日美国商业部就宣布全面限制华为购买采用美国软件和技术生产的半导体 。 继而多次追加苛刻的限制条件 。 特朗普动员政府力量来制裁和打压中国一家民营企业开发5G芯片 ， 手段的卑劣前所未有 。
至于在军用芯片方面 ， 美国对一些重要的和关键性芯片 ， 长期来一直严禁其军用级和航天级产品进入中国 。 特朗普上台后变本加厉 ， 不断扩大禁止的范围 ， 企图以此打压我国军力的发展 。 2017年美国总统科技委员会就发布一份名为《如何确保美国在半导体行业的长期领导地位》报告 。 内中规定严格禁止军用级以上（包括宇航级）半导体产品供应中俄战略对手 。 此项任务由总统技术助理牵头的领导小组监督执行 。 在美国 ， 芯片经营商往往就是军火商 ， 或者密切相关（如最近受我国制裁的洛马公司 。 它推出的芯片冷却技术被美国很多芯片企业所采用） 。 因此政府的意志很快变成这些军火商行动 。
下面举几种美国最通用的军用芯片为例来说明情况 。 大家知道 ， 任何数字电子设备第一个关键芯片是ADC/DAC芯片 。 一般的ADC/DAC芯片精度（位数）不高 ， 采样率也较低 。 所以数字接收机的动态范围始终赶不上模拟接收机 。 但后来美国ADI公司和国家半导体在技术上有突破 。 自称他们掌握的AD核心技术要领先全球其他国家20年 。 据说它的一片宇航级ADC芯片报价20万美元 。 而且对中俄严格保密和禁运 。
再说FPGA芯片 。 据资料透露 ， Xilinx公司研发的FPGA芯片已开发至10级 ， 即Virtex-10 。 但在中国市场上只供应至7级 ， 即Virtex-7（20nm芯片） 。 这是军民二用级；再往上就是军用级和航天级 ， 都从来没有在中国市场露过面 。 前二年Xilinx公司曾宣传推出一种新的Virtex-7军用级代用品 ， 称Kintex-7（16nm芯片） 。 但很快就断供了 。 而且即使Virtex-7现在也很难买到 。 至于Virtex-7以下各级都是民用的 ， 在军事上意义不大 。 信号处理另一重要芯片DSP的情况和FPGA差不多 ， 只是它的民用市场的比重更大些 。
据业内人士分析 ， 只要中美经济上不完全脱钩 ， 美国对半导体不会完全全面封杀 。 因为这些公司的民用级芯片还需要在中国市场销售 ， 赚钱 。 所以作为一个军事强国没有自己的芯片产业链 ， 如再加上基础科学差 ， 不能像俄罗斯那样能设计出芯片代用品 ， 就只能处处受制于人了 。
二、概述我对“俄罗斯缘何没有芯片危机？”的认识
2005年 ， 我和其他几位刚退休的老同志曾应聘去部队大修厂当技术顾问；有机会接触到一些从国外引进的武器装备 。 大修厂工人师傅曾向我们提出一个很有意思的问题：俄罗斯经济不景气 ， 又屡遭西方的制裁 。 但为何他研发的武器的水平总能世界一流？你们能否总结出几条 ， 供年轻一代的设计人员参考 。 师傅们敬业精神和爱国情怀感动我们 。 我离职回来后一直在收集资料和思考师傅们提出的问题；并就我的见解于2015年6月17日在北京日报“军事栏”（现已停刊）上发表过“俄武器研发为啥总能站在前沿”一文 。 特朗普上台后发生“芯片危机” ， 我又在环球网前后发表二文 ， 阐述我对“俄罗斯缘何没有芯片危机”的看法 。
俄罗斯研发尖端武器缘何没有芯片危机？概括起来我认为 ， 第一 ， 他的基础科学强大 ， 可以创新地设计出模拟电路来替代芯片 。 这种替代不是简单的从数字到模拟的对应 ， 而是一种创新 。 以实现脉冲多普勒信号处理为例 ， 俄科技人员中创新地用一个较简单的“他激晶体振荡器”来实现中频相参积累（加上一组模拟滤波器后 ， 理论上就完全等效FFT） 。 见5月8日环球网上我的文章 。 文中我还画了一张原理图 ， 说明其工作原理 。
第二 ， 扬长避短 ， 敢于充分发挥自己的优势 ， 大胆创新 ， 以弥补没有芯片带来的缺陷 ， 使武器总体水平世界一流 。 俄罗斯尽管微电子技术水平低 ， 但在其他很多方面 ， 如微波毫米波技术（包括模块）、微波电真空技术、自动控制技术等方面有很大优势 。 更不用说空气动力学、发动机、导弹等方面历来是俄罗斯的强项 。 俄科技人员充分发挥自己的聪明才智 ， 扬长避短 ， 弥补因微电子技术薄弱带来的缺陷 。 中国有句俗语叫“堤外损失堤内补” ， 就是这个意思 。 譬如S-300雷达系统 ， 被美国一些著名雷达专家赞誉为“高性能、低成本、低功耗”的设计 。 因为它敢于首先采用X波段 ， 而美国“爱国者”至今仍是C波段 。 俄有微波大功率电真空器件 ， 所以敢于大胆采用“高脉冲重复频率的脉冲多普勒体制”（接近连续波） 。 这种体制能在大空域内具有优良的对付高速机动目标和杂波干扰的能力 。 而这种方案长期以来一直是被经典雷达理论认为是“不建议采用” 。 现在俄罗斯成功采用了 ， 还由总工程师拿到国际雷达会议上去报告 ， 美国的几位老专家了解后表示祝贺并大加赞赏 。


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