如果我國(guó)軍備芯片只有14nm，美國(guó)則是5nm，換到戰(zhàn)場(chǎng)上又是多大差距？

現(xiàn)在全球已經(jīng)打響科技之戰(zhàn)，每個(gè)國(guó)家都在力求讓自己做到足夠拔尖。美國(guó)商務(wù)部長(zhǎng)就曾自曝家底說(shuō)，美國(guó)制定兩套戰(zhàn)略應(yīng)對(duì)在芯片上來(lái)自中國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)：一個(gè)是進(jìn)攻戰(zhàn)略，一個(gè)是防御戰(zhàn)略，并且美國(guó)一直會(huì)堅(jiān)持這種做法。

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：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的專業(yè)芯片，而CPU（MPU）、GPU、DSP這種通用芯片非常少。
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• 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)。
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• 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。
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• 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，連普通民用車的車機(jī)芯片，幾十個(gè)納米都足夠用了。

  
  

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• 但是軍用芯片呢，是各個(gè)國(guó)家各自獨(dú)立開發(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)傻到為了省錢用次一級(jí)的產(chǎn)品替代。
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• 可見，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。
  
  

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。
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民用級(jí)：0℃~70℃；工業(yè)級(jí)：-40℃~85℃；軍用級(jí)：-55℃~125℃；

• 從設(shè)計(jì)和制造難度上看，軍用芯片＞工業(yè)芯片（含車用芯片）＞民用芯片的，主要是質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)太高，導(dǎo)致一般的商用代工線很難滿足這一制造要求，這類工業(yè)，軍用芯片一般都是IDM廠完成設(shè)計(jì)——制造——封裝的全流程。
  
  

比如著名的工業(yè)芯片制造端非常強(qiáng)的德州儀器，ADI，安森美，美信,ST,英飛凌等等都是如此，所以成本其實(shí)很高，其價(jià)格排序也與此匹配，但因?yàn)槠浼夹g(shù)門檻高，定價(jià)權(quán)極高，毛利率非常的高。比如我們國(guó)家2018年進(jìn)口了3121億美元的芯片，根據(jù)專家魏少軍的以前的一些數(shù)據(jù)：國(guó)內(nèi)留存率超過(guò)50%，另一部分在整機(jī)里出口掉了，我們自己生產(chǎn)的在全球占比不足7%，扣掉后對(duì)外依賴度也非常高，其中品類上看絕大部分都是工業(yè)級(jí)以上的芯片。

對(duì)于軍用芯片應(yīng)用來(lái)說(shuō)，先進(jìn)性的需求主要來(lái)自于航電，特別是?？哲姾诫姷男枨螅汉叫斜Ｕ?，警戒，引導(dǎo)，火控，飛控，慣導(dǎo)等等，其中核心就是雷達(dá)系統(tǒng)，比如多任務(wù)移動(dòng)雷達(dá)，而這個(gè)領(lǐng)域的需求同樣是可靠性排第一，其次就是效率，包括功率密度等。

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  總之，軍用裝備最重要的是可靠性。導(dǎo)彈打偏1-2m甚至10m都不影響威力，但導(dǎo)彈飛到高空時(shí)芯片被凍/燒壞了就打水漂了。但是換到軍用背景就不一樣了。軍用背景可靠性一定是第一位。5nm芯片固然運(yùn)算能力強(qiáng)，但是可靠性一定好不過(guò)14nm，好不過(guò)40nm，甚至好不過(guò)130nm，事實(shí)勝于雄辯。 
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• 來(lái)源：麻省理工科技評(píng)論APP