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排版：芯光犬
出品：SOlab
深度好文，3780字=15分钟阅读
人类战争从肉搏战，经历了数千年上万年，发展到炮火战，炮火战经历了数百年，直到二战以后才进入科技战、电子战，进一步发展到非接触、远程制导和精确打击，只不过才短短几十年。
德拉克罗瓦作品《自由引导人民》 图源：pexels
从数千年，到数百年，进一步缩减到数十年，为什么战争方式变化如此“兵贵神速”？就是因为人类发明了这个神奇的——芯片（IC）。仅仅是在六十年前，芯片被美国工程师发明，便与军备、战争结下了不解之缘。因为甫一出生，接到的第一个订单就是来自美国空军，为其民兵2洲际弹道导弹的导引系统定制集成电路，初步实现远程控制，提高准确度。与先前的民兵1导弹型号相比，美国军方认为这简直就是“神操作”。
别说普通人了，就是芯片专业人士也没有几个人相信，与美苏军备竞赛竞相发展的芯片性能升级，从此便穿上了“摩尔定律牌”红舞鞋，数字芯片的集成度以每18个月翻一番的几何级速度发展至今，因此也助力战争迅速智能化、网络化，与芯片一起迭代更新，现代战争形式发生了前所未有的根本性转变。芯片的历史不长，芯片参战的历史也很短，甚至对于大多数人来说还是个“新闻”。这是因为芯片天生小微硬核，其貌不扬，且内嵌于军备武器的最隐秘处，大众难见尊荣。芯片的出现，改变了人类作战的方式、进程和结果，甚至成为决定战场形势，战争胜负的核心要素之一。
现代化战争 图源：必应
本篇小文，就以炮火轰鸣中的俄乌战争为背景，以俄罗斯参战武器为焦点，因为所谓战争就是由一件件武器聚合起来互相攻击，或精准打击或乱打一气汇合而成的炮火连天的场景。本文通过对俄方武器的现场分解报告，试图真切地还原一次具体战斗现场，感受芯片参战的具体作用。军用无人机，成为现代电子战网络化、信息化、智能化和协同化的重要标志，和现代战争实施空地一体战，精确制导，联合作战，非接触远程打击的主要作战武器之一。俄乌之战，也不例外。据外媒报道，自2022年2月24日俄乌开战以来，俄方的Orlan侦察无人机数百次出现在乌克兰境内，俄罗斯军方也因此损失了至少80架Orlan侦察无人机。Orlan-10，是俄军传统螺旋桨式无人机，重约15公斤，长2米，翼展为3.1米。作为俄罗斯最先进的无人机系列之一，由位于俄罗斯圣彼得堡的特殊技术中心（STC）为俄罗斯军队研发制造。 Orlan-10俄军传统螺旋桨式无人机 图源：百度
另据媒体最新报道，又一架 俄方Orlan-10被乌克兰军队击落的消息发生在2022年8月20日的乌克兰南部战场。
英国皇家联合军种研究所（RUSI）武器专家和乌克兰军方多次在俄乌战场现场拆解被击落的俄罗斯侦察无人机Orlan-10，发现了其中大量来自瑞士意法半导体、美国Analog Devices公司、日本索尼生产的大量芯片，本文综合英国皇家联合军种研究所（RUSI）、环球网、Inform Napalm、电子发烧友网相关信息，还原了芯片制导在俄乌战场中的使用场景，通过小小芯片，管中窥豹，或许得见芯片战的全貌。
Orlan-10 内部 图源：百度
➢Orlan-10无人机采用模块化设计，其飞行控制系统中的STM32F103VC微控制器，由瑞士的意法半导体公司制造，发动机由日本Saito Seisakusho公司提供。导航芯片是一个u-blox Neo-M8 GNSS模块，由瑞士u-blox公司生产。➢Orlan-10的坐标通过美国Analog Devices公司生产的射频敏捷收发器，将目标数据通知Orlan-10地面操作员。地面操作员确认目标的坐标后，通过VHF R-168 Akveduk无线电通信，向负责炮火发射的总部提供准确的位置数据。➢而R-168 Akveduk通信模块，由俄国萨拉普尔无线电厂组装生产，此模块拥有十多个由美日欧公司制造的部件，如无线电控制板中的微控制器是由美国Analog Devices制造的，其数字信号处理器是由德州仪器公司制造的。
德州仪器公司 图源：必应
通过发射机控制板，无人机地面操作员的声音被编码并传送到炮火指挥系统中，炮火指挥系统同样配备的是西方组件以及一家韩国公司制造的锁相环（PLL）芯片。炮火发射任务被传输到一个俄式龙卷风-s多重火箭发射器，该发射器所在火箭的射程为120公里，打击精度为7-15米。为了确保有效射程内对更小的目标有更高的打击精度，该火箭配备三轴光纤陀螺仪和卫星导航信号处理单元，允许弹药的路线在飞行中被修正。该火箭的陀螺仪包含一个由Altera公司生产的现场可编程门阵列（FPGA），而其卫星导航信号处理和计算单元都依赖于Cypress半导体公司生产的高速静态随机存取存储器（SRAM）模块。这样，通过Orlan-10的侦察、定位与通信，一条连接空中通信与地面指挥和控制的炮火攻击系统便建立起来。在地面火箭发射后，Orlan-10将与攻击目标保持视觉接触，并把目标位置的任何变化更新反馈到火箭的计算单元，以确保最精准的效果。Orlan-10中的芯片模块主要用于寻找敌方目标并引导地面炮火进行快速精准打击。
英国皇家联合军种研究所（RUSI）的杰克•沃特林博士说：“俄罗斯军队使用的Orlan-10无人机，可以在发现目标后的3到5分钟内将它们的枪火对准敌人。”沃特林博士表示，如果没有Orlan-10无人机，俄方的攻击可能需要20到30分钟才能完成。另外，Orlan-10的摄像机由日本索尼、佳能等公司生产，它可以平稳地放大来识别目标。这时，Orlan-10地面操作员看到，Orlan-10的十字准线占据了屏幕的中心，这是一个乌克兰城镇，操作员放大了广角视角，屏幕上出现各种各样的卡车，可以看到许多乌克兰平民和武装人员聚集在周围。
乌克兰武装人士 图源：必应
很快俄军人员在屏幕上观察到了打击的现场情况：两辆卡车起火，数十名乌克兰人员死亡。而这一切，常规武器不可能做到，只有配备芯片的精准制导武器系统才能做到精准打击。这样的芯片参战的场景，俄乌双方均有效地重复进行了数百次，如果没有西方关键的零部件和电子产品，这一过程是不可能实现的。
精准制导武器系统 图源：百度
当然，RUSI的工程师谈到，通过现场对俄击落或缴获的武器的拆解剖析表明，由于受到自身生产制造的缺陷和西方制裁的限制，俄军也不是所有的武器都配备了先进的制导芯片，所以大众在新闻报道中经常看到这样的文字：俄罗斯军队对乌克兰城市的军事目标进行的打击是混乱的，误差太大导致误炸了平民建筑。
Orlan-10无人机中的很多芯片的性能并非是最好的，制造年代并非是最新的。例如瑞士u-blox生产的导航芯片 Neo-M8系列，虽然具有高灵敏性、采集时间短、低功耗等优秀特性，非常适合体积敏感型和价格敏感型的应用，但是从市场层面看，ublox-neo-m8系列也已经是老旧的产品了，目前该产品型号早已被GK9501替代。
实际上，俄乌开战之后，乌克兰军方、RUSI第三方机构以及乌克兰电子爱好者对其进行了多轮的拆解。综合几份拆解报告来看，作为俄罗斯最先进的无人机型之一（另外俄方无人机型还有Elenor-3SV、Forpost、Zastava和格拉纳特等系列，芯片配备及更新大同小异），Orlan-10核心元器件基本来自美欧日供应商，可以说非常依赖西方进口器件，“国产化”的水平并不高，核心元器件自2018年以来并没有进行升级更换。
比如，虽然俄方并没有将瑞士u-blox公司的GLONASS/GPS/QZSSLEA-6N接收机直接拿来用，而是进行了一些改装设计，还包括，在改装的俄罗斯MNP-M7GPS接收器中，仍然能够看到Analog Devices Inc（ADI）公司的ADSP-BF534芯片。
Analog Devices Inc（ADI）公司 图源：百度
此外，Orlan-10无人机的遥测传输模块是基于Microchip公司的ATxmega256A3单片机进行开发设计的。在专业人士看来，Orlan-10无人机的设计制造方STC更多是做了一个零部件的整合和外壳设计，当然这与俄罗斯国防部对外宣传鼓吹的“Orlan-10是国产航空的骄傲”并无矛盾。
另外，Orlan-10指南针传感器来自美国霍尼韦尔的HMC6352，遥测传输模块的RF发射器由德国Municom公司制造，RF接收器由德国anylink公司制造，天线系统是德国PPMGMBH公司制造，飞机运动感应芯片由英国制造商Silicon Sensing Sysems提供。
RUSI报告还拆解了包括俄军伊斯坎德9M727、kh-101巡航导弹在内的、在乌克兰境内捕获或使用的27个武器系统、作战平台、无线电和设备，发现了至少450种不同类型的西方制造芯片组件，包括微电子器件、专用照相机和传感器、收发器和转换器、空气叶片、电机和一系列其他部件，其中所涉及制造商至少317个来自美国公司，除上述提到的，著名的美国公司还包括Maxim Integrated、Xilinx、ON Semiconductor、Altera公司，英特尔公司，Atmel公司和Cypress Semiconductor等。
俄乌战争自2022年2月24日打响至10月，已经持续8个月未见分晓，普京的“闪电战”变成了事实上的消耗战，估计这个进程出乎普京的意料。最近据外媒报道，两个新闻动向证明了俄方军事上的“芯片荒”：一个是近期俄乌战场上开始出现了前苏联制式的旧式武器弹药，一个是出自俄罗斯国防部的芯片采购清单在网络上被公开，乌克兰总理Denys Shmyhal 据此提醒西方同盟国加强芯片出口管制。
正如乌克兰总理Denys Shmyhal所强调的，俄乌战争已经到了一个转折点，芯片正成为左右战争胜负的砝码。
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