如果我国军备芯片只有14nm,美国则是5nm,战场上差距在哪里呢?
现在全球已经打响科技之战,每个国家都在力求让自己做到足够拔尖。美国商务部长就曾自曝家底说,美国制定两套战略应对在芯片上来自中国的竞争:一个是进攻战略,一个是防御战略,并且美国一直会坚持这种做法。
如今美国对我们的芯片制裁有目共睹,有人就在担忧:如果我国所有军备芯片只有14nm,美国军备芯片是5nm,那么在战争上的差距会会体现在哪里呢?军备芯片和商用芯片有区别吗?具备芯片的关键点会在于制程吗?
一、现象:实际情况大概率是美国战斗机用90nm芯片,我国却用45nm
总有人拿导弹当手机,笑出腹肌的说,如果中国所有的芯片都是牙膏(14nm),美国所有的芯片都是按摩店(5nm),那么被碾压是必然的。
其实就目前的情况(截止2022年)而言,现实和他们想的相反,在很多军工领域,我国现役军备里的芯片反而比美帝要先进,实际情况大概率是美国战斗机用90nm芯片,我国用45nm。
当前而言,中国的军用芯片确实不是14nm,而很多甚至都是130nm。要知道,28nm的芯片在军用上已经非常不安全,更不用说5nm。你知道飞机系统升级为什么这么难吗?
因为飞机的系统有大量ASIC、FPGA、ASSP的专业芯片,而CPU(MPU)、GPU、DSP这种通用芯片非常少。 ASIC、FPGA、ASSP这些芯片都是硬件编程的,也就是说芯片设计时它的逻辑就是固定,在电路板上进行不同的排列组合就能完成不同的任务。
还有,各国发射的卫星、航天飞机、空间站,往往采用的芯片都是落后好多代的。如果有科研任务,一般都是由宇航员自己带一个laptop上去,因为飞船or空间站机载的电脑太落后了,根本靠不住。
但是,飞机坦克导弹上空间有得是,根本不用追求芯片小型化,连普通民用车的车机芯片,几十个纳米都足够用了。
但是军用芯片呢,是各个国家各自独立开发并且严格保密的,只要求做出的产品性能合格。国和国之间的芯片,没有任何竞争关系,也不用考虑成本的问题。国防的事儿,谁也不会傻到为了省钱用次一级的产品替代。
可见,在工艺制程方面,不需要追求14nm,10nm,7nm。哪怕i-line和g-line的光刻机,只要能把芯片造出来,管用,就一样好使。从这个角度,军用芯片的设计生产和制造,不需要ASML的EUV,甚至不需要immersion+DUV。
可是战争,在任何环境下都有可能,可不比在办公室吹着空调玩手机用电脑。遇到热带雨林,气候太潮湿,芯片引脚短路怎么办?导弹进入平流层,大气层保护弱化,受到宇宙高能粒子辐射,芯片罢工了怎么办?这些因素都是要考虑到的。
所以,在引入一些更能适应极端状况的半导体材料,例如GaN,GaAs,SiC,来代替Si之外,往往还要设计冗余芯片系统。主控制芯片不管用了,立马切换到备胎,来保证在战争状态下,指令能够被准确的执行。
民用级:0℃~70℃; 工业级:-40℃~85℃; 军用级:-55℃~125℃;
从设计和制造难度上看,军用芯片>工业芯片(含车用芯片)>民用芯片的,主要是质量验收标准太高,导致一般的商用代工线很难满足这一制造要求,这类工业,军用芯片一般都是IDM厂完成设计——制造——封装的全流程。
比如著名的工业芯片制造端非常强的德州仪器,ADI,安森美,美信,ST,英飞凌等等都是如此,所以成本其实很高,其价格排序也与此匹配,但因为其技术门槛高,定价权极高,毛利率非常的高。 比如我们国家2018年进口了3121亿美元的芯片,根据专家魏少军的以前的一些数据:国内留存率超过50%,另一部分在整机里出口掉了,我们自己生产的在全球占比不足7%,扣掉后对外依赖度也非常高,其中品类上看绝大部分都是工业级以上的芯片。
对于军用芯片应用来说,先进性的需求主要来自于航电,特别是海空军航电的需求:航行保障,警戒,引导,火控,飞控,惯导等等,其中核心就是雷达系统,比如多任务移动雷达,而这个领域的需求同样是可靠性排第一,其次就是效率,包括功率密度等。
总之,军用装备最重要的是可靠性。导弹打偏1-2m甚至10m都不影响威力,但导弹飞到高空时芯片被冻/烧坏了就打水漂了。但是换到军用背景就不一样了。军用背景可靠性一定是第一位。5nm芯片固然运算能力强,但是可靠性一定好不过14nm,好不过40nm,甚至好不过130nm,事实胜于雄辩。
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来源: qq
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