如果我國(guó)軍備芯片只有14nm，美國(guó)則是5nm，戰(zhàn)場(chǎng)上差距在哪里呢？
發(fā)布人：旺材芯片
時(shí)間：2023-04-02
來(lái)源：工程師
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如今美國(guó)對(duì)我們的芯片制裁有目共睹，有人就在擔(dān)憂(yōu)：如果我國(guó)所有軍備芯片只有14nm，美國(guó)軍備芯片是5nm，那么在戰(zhàn)爭(zhēng)上的差距會(huì)會(huì)體現(xiàn)在哪里呢？軍備芯片和商用芯片有區(qū)別嗎？具備芯片的關(guān)鍵點(diǎn)會(huì)在于制程嗎？一、現(xiàn)象：實(shí)際情況大概率是美國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)用90nm芯片，我國(guó)卻用45nm總有人拿導(dǎo)彈當(dāng)手機(jī)，笑出腹肌的說(shuō)，如果中國(guó)所有的芯片都是牙膏（14nm），美國(guó)所有的芯片都是按摩店（5nm），那么被碾壓是必然的。
其實(shí)就目前的情況（截止2022年）而言，現(xiàn)實(shí)和他們想的相反，在很多軍工領(lǐng)域，我國(guó)現(xiàn)役軍備里的芯片反而比美帝要先進(jìn)，實(shí)際情況大概率是美國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)用90nm芯片，我國(guó)用45nm。當(dāng)前而言，中國(guó)的軍用芯片確實(shí)不是14nm，而很多甚至都是130nm。要知道，28nm的芯片在軍用上已經(jīng)非常不安全，更不用說(shuō)5nm。你知道飛機(jī)系統(tǒng)升級(jí)為什么這么難嗎？
因?yàn)轱w機(jī)的系統(tǒng)有大量ASIC、FPGA、ASSP的專(zhuān)業(yè)芯片，而CPU（MPU）、GPU、DSP這種通用芯片非常少。
ASIC、FPGA、ASSP這些芯片都是硬件編程的，也就是說(shuō)芯片設(shè)計(jì)時(shí)它的邏輯就是固定，在電路板上進(jìn)行不同的排列組合就能完成不同的任務(wù)。
這種芯片就是專(zhuān)用芯片，專(zhuān)用芯片玩的就是專(zhuān)業(yè)高效，專(zhuān)職固定任務(wù)。這種芯片不復(fù)雜，對(duì)于一些工作環(huán)境非常差的芯片采用300nm也都是很常見(jiàn)的。軍用芯片又不運(yùn)行3A大作，搞14nm的做什么？還有，各國(guó)****的衛(wèi)星、航天飛機(jī)、空間站，往往采用的芯片都是落后好多代的。如果有科研任務(wù)，一般都是由宇航員自己帶一個(gè)laptop上去，因?yàn)轱w船or空間站機(jī)載的電腦太落后了，根本靠不住。事實(shí)上，除了手機(jī)這種東西，又要輕薄，又要功能，而且精貴不會(huì)隨便摔，所以只能從芯片制程上拼命內(nèi)卷，5納米不夠還要往3納米里卷，再往下就卷沒(méi)了。但是，飛機(jī)坦克導(dǎo)彈上空間有得是，根本不用追求芯片小型化，連普通民用車(chē)的車(chē)機(jī)芯片，幾十個(gè)納米都足夠用了。二、分析：軍用芯片跟商品芯片比，有幾個(gè)很顯著的差異我有個(gè)朋友在讀Ph.D階段的項(xiàng)目，有過(guò)跟新加坡國(guó)防部合作，他對(duì)軍用芯片的要求，略知一二。根據(jù)他的總結(jié)，軍用芯片跟商品芯片比，有幾個(gè)很顯著的差異：
1、不計(jì)成本。商品芯片最終的目標(biāo)是盈利，所以一定要考慮一個(gè)性?xún)r(jià)比問(wèn)題。這個(gè)行業(yè)，就算技術(shù)資源和人才確實(shí)在幾個(gè)巨頭手中，也還沒(méi)到完全壟斷的地步，始終還有個(gè)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的，東西太貴了沒(méi)人愿意買(mǎi)。但是軍用芯片呢，是各個(gè)國(guó)家各自獨(dú)立開(kāi)發(fā)并且嚴(yán)格保密的，只要求做出的產(chǎn)品性能合格。國(guó)和國(guó)之間的芯片，沒(méi)有任何競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，也不用考慮成本的問(wèn)題。國(guó)防的事兒，誰(shuí)也不會(huì)傻到為了省錢(qián)用次一級(jí)的產(chǎn)品替代。2、對(duì)尺寸大小沒(méi)有嚴(yán)格要求。沒(méi)有嚴(yán)格要求不代表沒(méi)要求，能做小當(dāng)然還是盡量做小?？墒遣荒茏龅母〉脑?huà)，只要不影響其功效，也能接受。翻譯成大白話(huà)就是：你手機(jī)的芯片沒(méi)辦法做的太大，手機(jī)那么小里面裝不下，但是運(yùn)載火箭拉著核彈頭起飛，要求命中一萬(wàn)公里外的目標(biāo)的這種，搭載的芯片是10mm*20mm，還是20 mm*40mm，關(guān)系不大。可見(jiàn)，在工藝制程方面，不需要追求14nm，10nm，7nm。哪怕i-line和g-line的光刻機(jī)，只要能把芯片造出來(lái)，管用，就一樣好使。從這個(gè)角度，軍用芯片的設(shè)計(jì)生產(chǎn)和制造，不需要ASML的EUV，甚至不需要immersion+DUV。
3、要考慮一些極端情況芯片是否能正常工作。什么是極端情況？極熱極冷，極端干燥潮濕，電磁輻射，高能粒子輻射等。正常的商用芯片基本上不需要考慮極端情況。你買(mǎi)一臺(tái)筆記本電腦，在南極冰窟窿旁邊上網(wǎng)，只能是極端個(gè)例，不需要對(duì)芯片的性能提出新的要求。可是戰(zhàn)爭(zhēng)，在任何環(huán)境下都有可能，可不比在辦公室吹著空調(diào)玩手機(jī)用電腦。遇到熱帶雨林，氣候太潮濕，芯片引腳短路怎么辦？導(dǎo)彈進(jìn)入平流層，大氣層保護(hù)弱化，受到宇宙高能粒子輻射，芯片罷工了怎么辦？這些因素都是要考慮到的。
所以，在引入一些更能適應(yīng)極端狀況的半導(dǎo)體材料，例如GaN，GaAs，SiC，來(lái)代替Si之外，往往還要設(shè)計(jì)冗余芯片系統(tǒng)。主控制芯片不管用了，立馬切換到備胎，來(lái)保證在戰(zhàn)爭(zhēng)狀態(tài)下，指令能夠被準(zhǔn)確的執(zhí)行。
可以說(shuō)，我國(guó)的軍用芯片是沒(méi)問(wèn)題的。不管怎么被掐脖子，都掐不到軍用領(lǐng)域。有沒(méi)有ASML的光刻機(jī)都不礙事。最后的話(huà)：大家覺(jué)得美國(guó)宇航局用的芯片是多少nm的？
據(jù)我所知，NASA前兩年是65nm。你說(shuō)NASA為什么不用14nm,而要用65nm？因?yàn)镹ASA的芯片真的貴，40nm的芯片一個(gè)wafer 2000美金，NASA為了保密只在一家公司做一半，然后換家公司做另一半，給8000美金一片。相當(dāng)于普通40nm wafer的8倍價(jià)錢(qián)。而這8倍價(jià)錢(qián)，很大一部分就是給可靠性買(mǎi)單的。
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