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科工力量:“战斗民族”电子元件99%靠进口 给中国什么启示

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发表于 2017-4-12 17:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 gbl123 于 2017-4-13 07:36 编辑

http://blog.sina.com.cn/s/blog_5f54ff2b0102xf5a.html



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日前,俄罗斯贝加尔电子公司正式启动了贝加尔-T1芯片大批量产,产量规模为10万片。俄罗斯软件协会专家对贝加尔电子公司及贝加尔-T1芯片做出了评价,认为贝加尔电子公司是俄罗斯国内第一家基于微电子处理器系统的生产商。该公司在工程样本发布后一年时间里就实现了贝加尔-T1芯片的量产,并且芯片性能丝毫不逊于外国类似产品。俄罗斯目前电子元器件进口依赖程度已高达99%,包括关键领域的应用,微处理器的首批量产对于俄罗斯来说是一件具有非常重要意义的事。

从苏联时代曾经的辉煌,到如今的电子工业整体衰退。即便俄罗斯目前积极发展本国处理器以及半导体产业。但在如今的国际格局下,中国半导体产业茁壮成长,俄罗斯半导体产业走向没落已经是定局。

贝加尔-T1性能有限且受制于人

虽然俄罗斯软件协会专家对贝加尔-T1芯片的评价比较高,但这款芯片的俄罗斯血统其实非常有限,而且芯片的性能也比较有限。具体来说,贝加尔-T1其实是集成了两个MIPS P5600 CPU核的SoC,由台积电代工。

本质上,和国内ARM阵营IC设计公司购买ARM的IP授权集成SoC类似,真正由贝加尔电子完成的工作只有一系列的集成工作,由于设计CPU的过程中80%的功夫都花在研发CPU核上,这种从MIPS购买IP授权集成SoC做出来的芯片,其俄罗斯血统就非常有限了,而且还不能保障从MIPS购买的P5600 CPU核绝对没有后门。

在性能上,贝加尔-T1也非常有限,其主频只有1.2G,而且P5600也是性能比较一般的CPU核,是Imagination收购了MIPS之后,在2013年发布的一款产品,根据有限的信息判断,P5600与ARM Cortex A15、龙芯GS232e大致处于同一水平,是一款嵌入式产品。


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而从用途上,其实也能看出来贝加尔-T1芯片性能有限——主要用于路由器、IP电话、数据存储、工业自动化、车载系统等方面。因此,贝加尔-T1显然达不到桌面CPU的性能,即便是T-Platforms(该公司是俄罗斯有名的超算厂商,其生产的超算罗曼诺夫2号是目前俄罗斯性能最好的超算)推出的搭载贝加尔-T1芯片的Tavolga Terminal TB-T22BT,其实也是一台瘦客户端。

对于贝加尔-T1这款芯片,俄罗斯官方显然是比较重视的,否则也无法获得《2008-2015年电子元器件和广播电子发展规划》联邦专项规划的支持。但就意义而言,更多的在于解决有无问题,哪怕这款芯片是买IP做集成的产物。

就如俄罗斯Axitech公司在对芯片进行测试后的评价:它使俄罗斯在远离进口依赖的道路上迈出了一大步,国家有必要对公司和产品进行进一步的保护,以减少对俄制裁带来的负面影响......

俄罗斯军用电子元件大量依靠进口

俄罗斯民用电子产品大量进口早已不是新闻,即便是军用电子元件,俄罗斯也很大程度上依赖进口,比如俄罗斯最新服役的苏35战机上就有3000种外国组件,当中就有很多进口电子元件。再比如T-90等不少坦克的火控系统中就曾经集成法国的热成像仪,而且原装的俄国产热成像仪连印度都嫌弃,印度在引进T-90主战坦克的过程中,换装了法国泰利斯公司的凯瑟琳热成像仪。


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(法国泰利斯公司的凯瑟琳热成像仪)


塔斯社援引俄罗斯联合造船公司进口产品替代部主管Alexander Navotolsky的话称,在电子元件和模块方面俄罗斯船厂对外国元件的依存度大约为70%。

在乌克兰以及克里米亚事件之后,西方制裁促使俄罗斯无法从美国采购电子零部件。俄罗斯航天政策研究所所长莫伊谢耶夫表示:“美国此举也可以迫使我们走自己发展之路。我们的‘格洛纳斯-M’卫星75%-80%使用的是西方国家的电子元件。其他航天器中所占的比例也基本类似。”


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(抗辐照芯片)


俄罗斯官方媒体引述俄罗斯宇航局消息来源的话说:俄罗斯宇航局目前同中国航天科工集团(CASIC)合作,中方下属的一些研究所已向俄罗斯方面提供了几十种电子零部件样品,这些配件或是能全部,或是经过少许改动后可替代美国进口货。在向中国大规模采购电子零部件前,俄方正在翻译有关这些配件的技术资料,并对这些配件进行测试。由于在宇航级CPU上欧洲对俄断货,俄罗斯已经向中国采购了不少宇航级CPU。


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772所研制的抗辐照芯片出口俄罗斯


在2014年,俄罗斯电子股份公司的总裁安德烈·兹韦列夫表示:“我们首要的任务是建立起国有电子元器件生产基地,这对满足我国国防所需的关键能力非常有必要......在核弹领域,俄罗斯已经完全决定不再使用国外电子元器件(就是说曾经在核弹领域使用国外电子元器件)。其所需的电子元器件将100%在俄罗斯境内研发和生产(注意是“将”)。

从中可以看出,进口电子元件已经深入俄罗斯国防军工的方方面面,从坦克到飞机,再到军舰,甚至连与核弹有关的电子元器件都不同程度上依赖进口,俄罗斯电子工业衰退的着实令人目瞪口呆。

苏联时代电子工业实力仅次于美国

虽然当今俄罗斯电子工业衰退的很厉害,但苏联时期家底还是比较厚实的。中国建国初期计算机技术从无到有,很大程度上就得益于苏联的技术,103计算机是根据苏联提供的M-3设计图纸进行局部修改后研发的,运算速度达每秒3000次,该计算机共生产36台。104计算机根据苏联БЭСМ-II计算机为模板研发,每秒运行1万次,共生产7台,在原子弹的研制过程中发挥了重要作用。

有一些观点认为,是苏联的体制问题影响电子工业的发展,比如搞三进制和电子管小型化等等。


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(采用超小型电子管的耐火箱)


但其实,这种解读是片面的。苏联在50、60年代确实做过三进制计算机,只不过后续工作没能得到上级的支持,导致三进制计算机研项目搁浅。

事实上,三进制计算机确实有其独到之处,美国也研究过三进制计算机。如果把苏联研发三进制计算机归结为体制问题,那么美国也研究三进制计算机,这是不是也意味着美国的体制也有问题?


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(真空管电子管)


同样的,关于电子管小型化苏联取得了不小的成绩,真空电子管虽然具有寿命短、容易碎裂、容易烧坏、体积比晶体管大的缺点,但优点在于工作稳定,而且抗干扰能力非常强悍,非常适合在军用设备中使用。


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特别是在冷战中核大战的阴影下(在核大战环境下,存在大量的电磁脉冲,电子管基本不受干扰,而晶体管就呵呵了),苏联在军用电子设备上选择电子管也就合情合理了。


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苏联科学家亚历山大·克拉斯洛夫


而且,苏联在发展电子管小型化的同时,并没有放弃晶体管的研发。在1948年,苏联科学家亚历山大·克拉斯洛夫与莫斯科化工学院苏珊娜·马多娅发表了苏联第一篇关于晶体管的文章。后来亚历山大·克拉斯洛夫因在半导体晶体管研制方面的杰出贡献荣获列宁勋章。微信号:chn007cn

1950年,苏联多家单位分别完成了类似的晶体管样品研制。


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(苏联第一个硅晶体管П104 )


1953年,时任国防部副部长的苏联科学院院士А.И伯格起草了一封上书苏共中央委员会的信,建议开展对晶体管的开发工作。到1957年,已经有晶体管收音机进入苏联百姓家庭之中。


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P-353“质子”电台,采用了超小型电子管,装备苏军伞兵和克格勃特种部队


不过,由于核大战的阴影,60-70年代,超小型电子管和晶体管并存是苏军装备的一个特点,比如苏军装备的无线电台基本上都是超小型电子管和晶体管并存,这样可以充分发挥各自的优点。

到80年代,苏联的半导体工业进一步成长,进入了大规模集成电路时代,微型机年产量突破60万台,有5家大型工厂生产大规模集成电路和微机,这些微型机被用于180多种工业设备和生活用品上。

特别是在超高速集成电路和集成电路抗冲击方面,苏联具有很高的技术水平。在其他方面,即便相对于美国,局部的差距最多不过5年。必须指出的是,苏联建立起了从原材料、设备、设计、制造等一整套完整的半导体工业体系,而且这整套工业体系是完整而独立的,当时仅有美国和苏联具备这种实力。

俄罗斯无法效法中国发展产业

导致当今俄罗斯电子工业一蹶不振的原因并非是苏联体制问题。恰恰是苏联的举国体制、高效的理工科教育和庞大人才储备使苏联在半导体工业上得以快速发展。而苏联解体才是俄罗斯电子工业衰退的罪魁祸首。

在苏联的经济布局之初,斯大林为了加强各个加盟国的联系,就结合各地实际情况,把产业布局按照上下游关系分配到各个加盟国。根据产业布局,乌克兰是苏联的电子信息工业基地,白俄罗斯是苏联的半导体工业和微电子工业基地,即便是波罗的海三国,苏联也曾经布局半导体工厂。

而随着苏联解体,直接导致苏联时代的完整的工业体系破碎化。加上俄罗斯寡头和西方国家用非战争的方式洗劫了苏联人民的财产,导致原苏联各加盟国军工领域许多专家、教授失业,大量一流的工程师陷入赤贫。

恰逢此时,美国、西欧和日本、韩国、中国不遗余力的从苏联挖掘人才。

不过,在人才抢夺中最大的受益者自然是美国。美国从苏联挖走了不少出色的架构师,比如彼得希洛科夫,他是超标量之父,在英特尔期间提出了simd的概念,参与p3的核显设计和英特尔3d工艺的预设。

正是因为苏联解体之后造成的经济困难和人才断档,导致如今俄罗斯半导体工业实力有限。即便和昔日的小兄弟中国相比,差距都非常明显。

就以军用电子设备来说,中国在军用电子元件上的自主化程度要比俄罗斯高得多,以某型预警机为例,其CPU、DSP、T/R组件等关键电子元件全部国产化;某坦克火控系统和很多导弹的关键电子元件也实现国产化;北斗导航卫星国产化率达到98%,“神舟”、“天宫”里大多都是国产电子元件。可以说,中国在武器装备电子元件自主化方面已经远远超越昔日的老大哥了。

虽然目前俄罗斯也开始致力于发展半导体产业,但前景非常不乐观。

首先,由于政治原因,中国还是可以从西方通过商业并购获得一些相对落后的技术,虽然单纯引进技术很容易形成“引进一代、落后一代”,但如果国内有实力强劲的技术团队,从中借鉴国外技术,从而提升自身技术水平,这还是有希望的。相比之下,俄罗斯在这方面基本不具备可能性。

其次,俄罗斯经济状况并不乐观,特别是乌克兰危机之后,俄罗斯先后在克里米亚和叙利亚出手,加上美国联合沙特打压油价,俄罗斯政府不可能像中国政府那样耗费巨资投资半导体产业。

再次,中国半导体产业从原材料、设备制造、芯片设计、芯片制造、封装测试整个产业链是完整的,即便局部不如西方,也可以就不足方面集中人力财力发展,补足自己的短板。而俄罗斯在苏联解体后,产业链破碎,很多方面要从零开始起步,如此追赶谈何容易。

最后,中国有最庞大的电子消费市场,而且中国还有全球最庞大的受政府控制市场。正如幼稚工业保护论,在本国自主技术发展初期,必须有一个相对封闭的市场予以保护,在发展壮大之后才能与美国巨头竞争。而中国的党政军、国企、事业单位等体制内单位有几千万台PC,以及海量的服务器等各种电子设备。根据相关计划,到2020年党政系统2700万台计算机和60万台服务器将全部换血。而这种规模的党政市场是俄罗斯所不具备的。



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