引言
与中美有关的新闻,这几年听得最多的两个字是“制裁”。几乎每隔一两个月,就有某某单位、某某公司被列入美国某个部门的黑名单的消息,芯片相关是重灾区。
在这方面,俄罗斯堪称是我们的难兄难弟。早在2014年,他们就开始受到美国的制裁;到了2022年,普京挥兵基辅的同时,华盛顿全面升级的大棒也落了下来。
但俄罗斯似乎没有受到多大影响,即便是在一直都比较弱的芯片领域也并未出现西方所大声嚎叫的“无芯可用”。背后,其实有其科研人员多年来扬长避短的创新精神结下的硕果。
一、制裁大棒落下,俄军武器不受影响
2022年,全球最爆炸、最引人瞩目的新闻毫无疑问是俄乌之间的这场突然爆发的冲突。由此所引发的一连串反应,如能源、粮食安全也很快波及到了几乎每一个人。
俄罗斯亦随即被拜登全面拉进了黑名单,被踢出SWIFT体系、各大国际厂商纷纷撤离俄国。
这让俄罗斯发展本就趋于迟缓的经济在短时间内遭到了挫折,实力薄弱的芯片产业也受到了严重影响,生产厂家也遵照美方要求不再向俄代工、出售产品。
前苏联时代,半导体、电子等领域的技术本就落后不少,主要分布地区还是在其他加盟国。在此基础上发展起来的俄罗斯芯片,自然也难以突破壁垒取得好成绩。
但各国的军工行业一般都尽量采用自主设计产品,俄罗斯也不例外,它有自己设计的芯片。但问题是,它缺乏制造能力,所以只能交给国外的厂商进行代工。
战前,俄罗斯有相当一部分芯片是从海外进口的,中企生产的中低端产品占据了其进口市场的半壁江山。这也说明它的市场很小,无法与全球排名靠前的国家进行比较。
开战之后,芯片企业惧怕引发美国的刺激制裁,不得不停止了与俄罗斯的交易。这给俄罗斯带来的影响会是相当严重的,因为现代工业中芯片的重要程度是鲜有能够企及的。
按照西方一些人的估计,俄军很快就会因为缺乏芯片而无法生产导弹等武器。这种看法并不只是普通网友的观点,在政客中也大行其道。
欧盟的领导人甚至说出了俄方拆解洗碗机从中提取芯片来生产、维修武器的话语。但事实果真如此吗?
不断飞跃乌克兰上空的X-101、X-22导弹都在揭露欧美这些政客的谎言。事实上,芯片的缺乏的确给俄军带来过一些影响,但很快就绕开制裁通过土耳其等国进行购买。
不仅如此,俄军工由于长期缺少高端芯片而采取了各种措施进行弥补,积累出了大量有用的经验,使得他们在此情况下也能制造出先进的战机、导弹。
二、美没能在军工芯片上卡俄脖子
芯片的应用在当今人们的生活中几乎是无处不在的,大到天上飞的飞机、海里行驶的轮船,小到掌中的手机,其重要性可见一斑。
这也是为什么美国要选择这个行业来卡中国,如此重要的领域偏偏是中国的弱势项目。所以,华盛顿一纸令下,大洋彼岸的中国就紧张兮兮。
但是,芯片根据对温度的适应性分为了不同的类别,大家最为熟知的是商业级比如手机中所使用的芯片。
此外,还有工业级、军工级。军事领域所使用的即为军工芯片,它的要求和商业级是大不相同的。
以手机为例,几十年来它的发展方向是越来越轻薄但是功能却越发强大,这些变化的背后有着芯片的不断发展作为支撑:运算能力高、散热性能好。
所以,原本的制程早已无法满足应用的需求,台积电等都在不断突破。在发展最为快速的那段时间,芯片的迭代速度超出一般人的想象,基本上是一旦落后就很难再追赶上的状况。
而军工芯片的要求则截然不同,更讲究稳定性,要求芯片能够耐用、在不同的环境下都具备广泛适用性。
以歼-20战斗机为例,它作为我国乃至全球最先进的战机大批量生产之后会被分配到全国各地的部队中,环境从严寒到酷暑、从高山到盆地各不相同。
这就要求歼-20所使用的芯片要保证无论是什么样的状况下都能够保证可靠性,因而那些14nm制程的芯片反而因为容易受到干扰不符合要求。
对制程的要求不高,意味着不需要太先进的工艺就能够完成制造,对生产设备的要求也会低很多,就不容易被卡脖子。
但即便如此,芯片仍然是俄乌战场之外最受关注的一个话题。因为,俄罗斯在这方面的工业基础实在是太薄弱了,西方人都在看着禁令之下它如何化解这个难题。
一年之后,他们自己出具的数据显示俄军工芯片已经恢复了往年正常水平,并且完全避开了美国的制裁。
来源要么是已经躺在美国黑名单上很多年无所畏惧的国家,要么是老美看碟下菜对这种违反它禁令的行为假装看不见的地方。
如此一来,美国就算是有些气急败坏也没有办法,就这么眼睁睁看着俄罗斯堂而皇之地进口各种芯片。
但这并不是俄方真正值得借鉴的应对方法。
三、不断创新出替代,反手回击限出口
在现代军队建设中,芯片作为“神经中枢”直接影响到信息化水平进而制约军队的作战能力。
美国对中俄在高端技术尤其是涉及关键领域和军事应用方面的封锁并非是今天才开始,所以尽管两国一直缺乏高端芯片的制造能力,但在军工上倒也都各有各的道路。
众所周知,俄罗斯的芯片水平较之美日韩等国相差甚远;而同样广为人知的是,它的战斗机等武器仍然是世界一流,还研发出了美国至今都没能掌握的高超导弹。
那么,它是如何做到的呢?答曰:扬长避短、不断创新。
芯片产业不仅仅是技术的问题,没钱也玩不转,见效周期还很长。所以,这种窘境是一时半会儿是难以解决的,而武器研究又不能因为一个技术的落后而停止。
所以,俄军采取的是充分发挥其他先进技术上的优势,另辟蹊径研制出替代产品。
苏式武器在军事圈一直有着傻大粗的名号,俄军外观设计承袭了苏联美学颇为赏心悦目,但是简单粗暴不够精细,好处是抗用耐使。这些弊端,是其电子、半导体水平不足导致的。
为了解决这个问题,他们的科学家研究出了他激晶体振荡器。这种器件不但稳定性很好,在体积方面也具备一定的优势,为其他设备的安装提供了冗余空间。
最重要的是,它能有效避开芯片这一短板,使得俄罗斯无惧华盛顿的制裁,即便技术受限仍然能制造出与美军抗衡的先进武器。
俄罗斯还把这种创新发挥在了其他领域。在研制新一代防空导弹的时候,它就果断选择了难度系数比美式使用的C波段更高的X波段,率先搞出了近场测试系统。
美国人一拦不住俄军从国外搞军工芯片二挡不了俄国人奋发图强跳开弱势项目研发新技术,不管怎么制裁也无法对莫斯科造成预计中的影响。
这种在困境中自主创新的方法、精神才是真正值得中国的科研人员学习的。
但是,要说制裁对俄罗斯没有丝毫影响显然是不可能的,他们也认识到自主生产的必要性。所以,俄罗斯加大了对国产化推进的支持力度。
2022年,俄政府宣布了未来十年的半导体计划:当年年底实现90nm国产,长远规划则是到2030年达到28nm。与之相匹配的,还有一篮子发展方案。
此外,芯片本是一个十分全球化的产业,主要大国在其生产链条上都有具备优势之处,俄罗斯也不例外。
氖气、氦气等气体就是芯片制造过程中必不可少的材料,俄罗斯是前二的供应产地,约占全球总需求的30%。位列第一的,如今已经是战区,自然难以正常进行生产。
俄方反手就是一个限制此类产品出口,让美国知道“不是只有你能限制我的,我也有能够反击的手段”。
四、中俄国情不同,所走道路也不同
当然,中俄的国情不同,在芯片领域所面临的困境也不一样,这也就注定了中国只能借鉴其创新精神。
以2020年为例,俄罗斯进口的半导体总价值不到17亿;而同期中国仅仅是从国外购买相关生产设备就花了近三百二十亿,芯片进口额则为3800亿,单位全部都是美元。
从数据上来看,俄不过是中国的零头,数据相差之大以至于二者完全无法放在一起进行比较。这也是为什么,美国的禁令对我国芯片行业影响巨大而俄国却似乎只是听了一声响。
俄方在民用方面对半导体的需求小、市场也小、也不像我们这样形成了与此相关的支柱产业,其手机、笔记本、汽车在国际市场上没有优势,故而美国难以通过芯片来掣肘俄国。
他进口的缺口可以比较快地通过其他渠道缓解制裁的负面影响,长期则推行国产加海外进口的方案,但中国显然没有办法这样做。
从成品到生产设备不断升级的禁令,这是在逼迫着中国走全产业链国产化的道路。
其实,中国不是没有过发展芯片的机遇。早在上个世纪,有识之士就发出了独立研发的呼吁。但在当时“造不如买”的大环境下,很遗憾地错失了快速追赶的机会。
但时间证明了当年高喊着“美国不会对贸易额如此大的行业下手”的人是多么地短视,为了扼制中国,美国没有什么不敢做的。
好在,如今即便是花上十年时间,只要能够攻克这个领域也算是为时未晚。而且,制裁反而给了国产芯片一个大好时机,
原本国内产品因为问世不久在性能和稳定上还有所欠缺,在竞争中往往处于下风。如今,厂商惧怕悬在头顶的制裁这个不稳定因素,纷纷使用国产进行替代。
在追赶先进的国产化道路上,我们可以借鉴俄罗斯的大胆创新是我们可以借鉴的经验。而在这一点上,我们的科学家在当年一穷二白的情况下都可以做到,如今肯定也没问题。
结语
中俄两国作为美国滥用制裁下的共同受害者,在芯片方面的困境是有所区别的。俄罗斯以部分国产化为目标,中国则被迫往全产业链国产化大踏步前进。
俄罗斯在军工上为了弥补芯片弱势而不断创新的举措给中国指了一个方向。专利数据的显示,中国的增长速度已然是最快的那个,充分说明了我们的创新能力丝毫不弱与他们。